数字集成温度传感器

关于集成化与数字化传感器的应用集成传感器概述 集成传感器(integrated sensor)是在半导体集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术等基础上发展起来的。集成传感器的种类很多，可大致归为以下两种类型‘传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化。 1.传感器本身的集成化 传感器本身的集成化可分为两种情况: 一种是具有同样功能的传感器的集成化。如电荷藕合器件(CCD)就是在一块半导体芯片上集成了许多光电传感器的集成化器件，又如将多个相同的光敏二极管“集成”在同一芯片上成为摄像仪中的光敏器件。这种集成化的特点是把对一个点的测量扩展成对一条线、一个平面或对空间的测量。 另一种是不同功能传感器的集成化，使一个传感器具有多种功能。如把温度变送器和湿度传感器集成在一起，可同时枪测温度和湿度。2.传感器与后续电路的集成化 此类集成化也可分为两种情况· ·一种是传感器和输出电路的集成化。如光电传感器和其放大电路集成在一起，可减少干扰.提高灵敏度;在硅片上制造薄膜传感器及放大器而构成的加速度传感器等。 另一种是将传感器和后续数据处理电路集成在一起.如微机化的传感器，既具备传感器的功能，又具有记忆及运算的功能、信息处理及非线性滤波的功能、多重翰人系统的构成一与同一数据的周期重复处理功能，以及系统的调节与控制的功能等。因此，这种传感器是一种多功能化的传感器. 总的来说，集成传感器具有如下特点: (”成本低.由于集成电路工艺已十分完善，利用这种技术可降低产品的成本。 (2)小型化.以硅技术为基础，将多个相同或不同的器件集成在一起，使许多引线变为芯片的内部连线，可使体积大大缩小. (3)性能改善。集成传感器可以把温度补偿、信号放大及处理电路做在同一块芯片上，这样就使环境沮度变化和电源波动等外界因素对输出信号的影响减至最小。 (4》可靠性提高.由于集成化的结果，使外引线变为内引线，器件的焊点大大减少，可靠性得以提高。 (5)接11灵活性增加。可在传感器芯片上设计阻抗变换电路、电平变换电路等，以适应不同的要求，便于与外电路连接。来源：中国仪器仪表网

波高采集系统有32个传感器通道，可以连接不通型号的传感器。主要应用于水工河工物理模型波浪、港池、水槽等试验，能同时对多种试验仪器进行数据采集分析。那么波高采集系统的集成式智能传感器工作原理有哪些呢?　　集成式智能传感器是指将多个功能相同或不同的敏感器件制作在同一个芯片上构成传感器阵列,主要有三个方面的含义:一是将多个功能完全相同的敏感单元集成制造在同一个芯片上,用来测量被测量的空间分布信息,例如压力传感器阵列或我们熟知的CCD器件。　　二是指对不同类型的传感器进行集成,例如集成有压力、温度、湿度、流量、加速度、化学等敏感单元的传感器,能同时测到环境中的物理特性或化学参量,用来对环境进行监测。　　集成化的第三层含义是指对多个结构相同、功能相近的敏感单元进行集成,例如将不同气敏传感元集成在一起组成“电子鼻”,利用各种敏感元对不同气体的交叉敏感效应,采用神经网络模式识别等先进数据处理技术,可以对混合气体的各种组分同时监测,得到混合气体的组成信息,同时提高气敏传感器的测量精度;这层含义上的集成还有一种情况是将不同量程的传感元集成在一起,可以根据待测量的大小在各个传感元之间切换,在保证测量精度的同时,扩大传感器的测量范围。

智能温度传感器都具有多种工作模式可供选择，主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式，有的还增加了低温极限扩展模式，操作非常简便。对某些智能温度传感器而言，主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率(典型产品为MAX6654)，分辨力及最大转换时间(典型产品为DS1624)。 　　能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的。典型产品有DS1620、DS1623、TCN75、LM76、MAX6625。智能温度控制器适配各种微控制器，构成智能化温控系统；它们还可以脱离微控制器单独工作，自行构成一个温控仪。 2.3总线技术的标准化与规范化 　　目前，智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。 2.4可靠性及安全性设计 　　传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术，其噪声容限低，抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度传感器(例如TMP03/04、LM74、LM83)普遍采用了高性能的Σ－Δ式A／Ｄ转换器，它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号，再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术，来提高有效分辨力。Σ－Δ式A／D转换器不仅能滤除量化噪声，而且对外围元件的精度要求低；由于采用了数字反馈方式，因此比较器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。这种智能温度传感器兼有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。 　　为了避免在温控系统受到噪声干扰时产生误动作，在AD7416/7417/7817、LM75／76、MAX6625／6626等智能温度传感器的内部，都设置了一个可编程的“故障排队(fAultqueue)”计数器，专用于设定允许被测温度值超过上、下限的次数。仅当被测温度连续超过上限或低于下限的次数达到或超过所设定的次数n(n=1~4)时，才能触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的，故障计数器就复位而不会触发中断端。这意味着假定n=3时，那么偶然受到一次或两次噪声干扰，都不会影响温控系统的正常工作。 　　LM76型智能温度传感器增加了温度窗口比较器，非常适合设计一个符合ACPI(AdvAnced ConfigurAtion And Power InterfAce，即“先进配置与电源接口”)规范的温控系统。这种系统具有完善的过热保护功能，可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU及主电路的温度。微处理器最高可承受的工作温度规定为tH，台式计算机一般为75°C，高档笔记本电脑的专用CPU可达100°C。一旦CPU或主电路的温度超出所设定的上、下限时， INT端立即使主机产生中断，再通过电源控制器发出信号，迅速将主电源关断起到保护作用。此外，当温度超过CPU的极限温度时，严重超温报警输出端(T_CRIT_A)也能直接关断主电源，并且该端还可通过独立的硬件关断电路来切断主电源，以防主电源控制失灵。上述三重安全性保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。 　　为防止因人体静电放电(ESD)而损坏芯片。一些智能温度传感器还增加了ESD保护电路，一般可承受1000~4000V的静电放电电压。通常是将人体等效于由100PF电容和1.2K欧姆电阻串联而成的电路模型，当人体放电时，TCN75型智能温度传感器的串行接口端、中断／比较器信号输出端和地址输入端均可承受1000V的静电放电电压。LM83型智能温度传感器则可承受4000V的静电放电电压。 　　最新开发的智能温度传感器(例如MAX6654、LM83)还增加了传感器故障检测功能，能自动检测外部晶体管温度传感器(亦称远程传感器)的开路或短路故障。MAX6654还具有选择“寄生阻抗抵消”(PArAsitic ResistAnce CAncellAtion，英文缩写为prc)模式，能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差，即使引线阻抗达到100欧姆，也不会影响测量精度。远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。 2.5虚拟温度传感器和网络温度传感器 (1)虚拟传感器 　　虚拟传感器是基于传感器硬件和计算机平台、并通过软件开发而成的。利用软件可完成传感器的标定及校准，以实现最佳性能指标。最近，美国Ｂ＆Ｋ公司已开发出一种基于软件设置的TEDS型虚拟传感器，其主要特点是每只传感器都有唯一的产品序列号并且附带一张软盘，软盘上存储着对该传感器进行标定的有关数据。使用时，传感器通过数据采集器接至计算机，首先从计算机输入该传感器的产品序列号，再从软盘上读出有关数据，然后自动完成对传感器的检查、传感器参数的读取、传感器设置和记录工作。 (2)网络温度传感器 　　网络温度传感器是包含数字传感器、网络接口和处理单元的新一代智能传感器。数字传感器首先将被测温度转换成数字量，再送给微控制器作数据处理。最后将测量结果传输给网络，以便实现各传感器之间、传感器与执行器之间、传感器与系统之间的数据交换及资源共享，在更换传感器时无须进行标定和校准，可做到“即插即用(Plug&PlAy)”，这样就极大地方便了用户。 2.6单片测温系统 　　单片系统(

在航海系统中，采用计程仪连续测量运动中船舶的速度并计算出船舶的累计航程。本文所设计的计程仪系统采用双传感器组合结构，并结合微处理机技术(选用了MCS-51系列单片机及与之配套的专用接口芯片)，组成了计程仪专用计算机系统。仪器结构简单，体积小，精度高，操作调整方便。它能方便地进行数字通讯；根据实际需要，也能发送速度的模拟信息，接口灵活，适应了船舶控制与操作自动化的需求。 1 计程仪硬件设计该计程仪系统由主仪器、电磁传感器、压差式传感器、船底阀、导压杆、可由用户扩充的分显示器和一套开关分配器等部分组成(图1)。本系统的突出特点是采用了双传感器组合结构：分别利用电磁传感器和压差式传感器(利用贝努利方程原理)来测量船舶与水之间的相对运动速度，并由其计算与记录船舶的航程。1.1 技术性能 (1)测速范围：-10节～+40节(量程更改可由程序设定)；(2)航速精度(测速场精度)：±0.20节；(3)航速发送形式：R S-485；(4)单次航程范围：0～9999.99海里；(5)累计航程范围：0～999999海里；(6)工作时间累计范围：0～99999小时；(7)航程解算精度：±0.1％(负速度不计航程)。1.2 主仪器工作原理 主仪器是一个以MCS-51单片微计算机为核心的专用微机系统，如图2所示。它包括：直流电源装置，键盘输入与显示装置，及由CPU、EPROM、EEPROM及专用接口电路组成的单片机装置。主仪器是计程仪的核心部分，其面板上装有各种操作按钮，用以控制整个仪器的运行，完成测速校正操作。 主仪器采用中断方式实现双传感器的数据采集控制，其中定时器周期性地产生中断信号申请中断，中断服务程序接收电磁传感器和压差传感器输出的电信号，然后A/D转换装置和I/F转换器将它转换成数字量后送至微机系统；按一定的计算公式进行数椐处理，并按调整后的曲线进行修正，以得到船舶的速度，再根据时间间隔的大小进行数值积分来求得航程。计算机将求得的航速信息以适当的形式通过各相应的接口电路送到各用户和分显示器，完成航速航程的显示。计算机系统中的EEPROM可以永久性地保存诸如累计航程、累计工作时间、速度调整参数等结果。1.3 主要芯片及其系统功能简介 本系统中主要采用了AT89C55、ICL7109和AD652等芯片，简介如下：1.3.1 AT89C55 AT89C55芯片是由ATMEL公司推出的51系列8位单片机。片内主要有20KFlash存储器、256字节片内RAM，4个8位的双向可寻址I/O口，1个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行接口、3个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。本系统中利用了AT89C55丰富的20K闪存资源永久保存测量中累计航程、累计工作时间等关键结果，并利用了其定时器计数器及中断嵌套结构实现双传感器的数据采集。 在本系统中，T0、T1均工作在计数方式，T0产生1s计数中断，T1完成压差传感器转换的频率计数。INT0被用于按键中断处理，TXD串行发送计程仪的速度信息，波特率为4800。X1、X2外接8MHz的石英晶体。P1口各位分别完成发送显示码、测速/航行判断等功能，P2口部分参与地址译码，同时P0口分时输出数据/地址低8位。1.3.2 ICL7109 ICL7109是一种高精度、低噪声、低漂移、价格低廉的双积分式12位模/数变换器。该芯片由模拟电路和数字电路两部分组成，其中模拟电路由模拟信号输入、振荡电路、积分、比较电路和基准电压源组成。数字电路由时钟振荡器、异步通信握手逻辑、转换控制逻辑、计数器、锁存器、三态门组成。 ICL7109工作电压为双电源±5V，GND为公共端，外接6MHz的晶振，基准电压为外部分压输入的2.8V；接口方式为直接输出方式，数据输出为12位二进制数和一位极性，12位A/D转换通过控制高低字节使能端实现，分时读出低8位和高4位。 1.3.3 AD652 AD652是一种高速、高精度、同步I/F转换器；用外接时钟脉冲决定满量程频率，并允许电压或电流输入。本系统中AD652的功能是将压差传感器的4～20mA的电信号转换成频率信号输出给CPU，CPU再根据AD652的工作时钟解算出当前速度值。AD652工作电压为双电源±15V，工作时钟由单片机的晶振输出经54LS393分频获得，AD652输出脉冲由AT89C55的T1计数，计数时间间隔为1s。1.3.4 8155 8155除有三个I/O端口(A口、B口、C口)外，还带有一个256字节的静态随机存贮器和一个14位定时/计数器。具有一块芯片多种功能的特点。另外，8155和单片机的连接十分简单，甚至不需要8D锁存器。本系统利用8155构成键盘显示电路。2计程仪软件设计 在软件设计中，采用了数值逼近及多种滤波算法，并在充分利用CPU功能的前提下，尽量减少硬件数量。除合理选择硬件外，软件上采取抗干扰陷阱与冗余处理，提高了系统的稳定性和可靠性。 计程仪的工作程序用汇编语言编写，采用模块化结构的程序设计方法，便于使用维护与扩展。计程仪软件主要分为自检模块、管理模块、航速航程解算模块和测速校正等模块，各模块主要以中断方式调用。计程仪的基本工作程序框图如图3所示。当电源开关闭合后，仪器的专用计算机系统开始自检，主仪器及分显示器上将显示自检的结果；自检完毕后便开始对计算机系统进行初始化设置；初始化设置完毕后，定时器并未开始计时，而必须等到启动中断后才开始计时工作。此时计算机系统处于一种等待状态，等待定时或按钮所产生的中断发生。中断部分完成航速航程计算和发送。3结束语 本航星计程仪系统采用了双传感器结构实现船舶航速的连续测量并按一定的软件算法计算航程；具有硬件电路简单、可靠性高、工作稳定和性价比较高等特点，适应现代化舰船的需求。由于使用了AT89C55单片机等，使得该系统具有一定的可再开发性。目前该计程仪已批量生产，并安装于多种船舶上。 本贴来源于：www.ic36.com

数字式MEMS加速度传感器在倾角测量的应用　　物体在运动中的倾角是描述物体运动状态、特征的重要参数，在交通、航天、军事领域中都有着重要的意义，对目标的定位、追踪起到非常重要的作用。所以开发价格适中、精度高，测量范围大的角度测量模块具有很强的实用价值。　　本文根据对实际运动的分析，研究建立了相应的数学模型，利用数字式MEMS加速度传感器并配合适当的硬件电路和软件算法实现了一种性价比高，高精度，测量范围大的角度测量模块并通过实际运行，取得良好的效果。　　1 对象研究和建模　　本文研究的对象是物体运动时，其整体平台的倾斜角，例如普通车辆机车，军用车辆机车和海上装备等，在运动过程中由于路面、坡度等影响会使整个平台架产生一定的倾角，而这些参数对于精确导航、列车行程控制等系统都具有重要的意义。　　根据经典力学可以知道，当对象与基准平面有一个角度的夹角时，其运动方向的加速度与重力加速度的比值和没有夹角时其加速度与重力加速度的夹角α 是不同的。根据力的分解，重力加速度就会有分量作用在Ax方向，且Ax=gsinα，于是倾斜角α=sin-1（Ax/g）。见图1-（a）所示。但是，当对象在基准面方向上做变加速的运动时，其Ax同样是一个变化值，这样将由于无法区别对象的静态加速度和动态加速度而做出正确的判断。也可以考虑采用图 1-（b）中所示方法测量，将Ax设定为始终与运动面垂直的方向，这样Ax=gcosα，则倾斜角α= cos-1（Ax/g）。这个方法在普通的道路坡度只能在Ax方向产生一个很小的加速度变化，而这对于该传感器的精度是很难达到的。　　故考虑采用如图1- （c）所示方法进行测量，利用双轴的加速度传感器，其两个夹角之间相差90°，两个角分别为45°和135°角，当车辆静止在平面上时，加速度传感器的两个轴向测得加速度：Ax=Ay=0.707g。　　当车辆在平面上加速时，加速度倾角传感器的两个轴向就会测得两个大小相等，极性相反的加速度变化，而（Ax+ Ay）保持不变，例如：车辆向前加速时，Ax增大而Ay减小。　　当车辆倾斜时，倾斜角α=cos-1。但是在实际情况中，由于测量、安装等原因，几乎不可能做到加速度传感器与车辆的径向正好成45°，所以需要在系统初始化时，首先测量出加速度传感器与车辆的径向的夹角β，可根据公式β=arctan（Ay/Ax）计算得到。　　由此可得最后的倾斜角为：α=cos-1。根据这个数学模型，可以很好的测得角度的变化。所以在实际使用就利用软、硬件根据该模型进行设计从而实现了微小角度的测量。 　　2 系统设计　　根据上面的对象研究和建模分析，并结合实际需求开始进行系统设计。在设计的过程中，根据算法设计选取了相应的硬件，按照硬件的选取经过分析，最后确定所需硬件电路，然后编制了相应的软件完成整个设计。　　2.1硬件设计　　设计中使用的是ADXL213芯片，其采用先进的MEMS 技术,在同一硅片中刻蚀了一个多晶硅表面微机械传感器,并集成了一套精密的信号处理电路。信号处理电路能将表面微机械传感器产生的模拟信号转换为占空比调制（DCM） 数字信号输出。

请问红外遥感温度传感器有哪些厂家?我们想让它自己测量,比如安装在某个海面,一直观测海水的温度..

制冰机是一种将水通过蒸发器由制冷系统冷却后生成冰的制冷机仪器。雪花制冰机的温度传感器有三个，分别设置在搅冰机构上、冷凝器上、冰桶上。 搅冰机构上的温度传感器是用来感受温度是否比较低，甚至是传动机构阻力太大，也就是说当温度比较低时，水流受阻，搅冰机构需要的扭矩变大，电机输入电流猛增，这时候需要冲冰，打开电磁阀，让压缩机的冷媒直接进入搅冰机构，而不是经过冷凝器后再进入搅冰机构，这样的一些列工作的完成是由温度传感器来检测和控制系统进行的。 在冷凝器上的温度传感器是这样工作的，当冷凝器上的温度过高时，风扇电机产生的冷却效果来不及冷却，这时候温度传感器感受到的温度过高，通过A/D转换，把模拟信号转换成数字信号，通过程序进行判断，发出指令，控制压缩机电机的继电器是否做出相应，最终控制着压缩机的工作状态。 冰桶上的温度传感器的作用是控制着冰块是否达到一定的高度，当冰块达到一定的高度后，感温传感器感受到，温度比较低时，一般设置的温度为7度，也是通过A/D模块进行模数转换，通过程序判断，作出相应的指令，指令发出，控制着整个系统的通断判断，最终控制着系统的运行与否。

1、温度传感器DS18B20介绍　　　　DALLAS公司单线数字温度传感器DS18B20是一种新的“一线器件”，它具有体积小、适用电压宽等特点。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃；通过编程可实现9～12位的数字值读数方式；可以分别在93.75ms和750ms内将温度值转化为9位和12位的数字量。每个DS18B20具有唯一的64位长序列号，存放于DS18B20内部ROM只读存储器中。　　　　DS18B20温度传感器的内部存储器包括1个高速暂存RAM和1个非易失性的电可擦除E2RAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。暂存存储器包含了8个连续字节，前2字节为测得的温度信息，第1个字节为温度的低8位，第2个字节为温度的高8位。高8位中，前4位表示温度的正(全“0”)与负(全“1”)；第3个字节和第4个字节为TH、TL的易失性拷贝；第5个字节是结构寄存器的易失性拷贝，此三个字节内容在每次上电复位时被刷新；第6、7、8个字节用于内部计算；第9个字节为冗余检验字节。所以，读取温度信息字节中的内容，可以相应地转化为对应的温度值。表1列出了温度与温度字节间的对应关系。　　　　2、系统硬件结构　　　　系统分为现场温度数据采集和上位监控PC两部分。图1为系统的结构图。需要指出的是，下位机可以脱离上位PC机而独立工作。增加上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理。现场温度采集部分采用8051单片机作为中央处理器，在P1.0口挂接10个DS18B20传感器，对10个点的温度进行检测。非易失性RAM用作系统温度采集及运行参数等的缓冲区。上位PC机通过RS485通信接口与现场单片微处理器通信，对系统进行全面的管理和控制，可完成数据记录，打印报表等工作。　　　　系统各模块分析如下：　　　　2.1DS18B20与单片机的接口电路　　　　DS18B20与8051单片机连接非常简单，只需将DS18B20信号线与单片机一位I/O线相连，且一位I/O线可连接多个DS18B20，以实现单点或多点温度测量。DS18B20可以通过2种方式供电：外加电源方式和寄生电源方式。前者需要外加电源，电源的正负极分别与DS18B20的VDD和GND相连接。后者采用寄生电源，将DS18B20的VDD与GND接在一起，当总线上出现高电平时，上拉电阻提供电源；当总线低电平时，内部电容供电。由于采用外加电源方式更能增强DS18B20的抗干扰性，故本设计采用这种方式。在实际应用中，传感器与单片机的距离往往在几十米到几百米，传输线的寄生电容对DS18B20的操作也有一定的影响，所以往往在接口的地方稍加改动，以增加芯片的驱动能力和减少传输线电容效应带来的影响，达到远距离传输的目的。　　　　2.2键盘及显示　　　　键盘通过编程设置可完成以下功能：对温度值进行标定，定时显示各路的温度值，单独显示某路的温度值，给每一路设定上下限报警值等。LED则可为用户提供直观的视觉信息。在工作现场，用户可通过6位LED的显示数据来确定系统的当前工作状态以及采样的温度值信息等。　　　　2.3报警电路　　　　当被测温度值超过预先设定的上下限时，报警电路作出响应，蜂鸣器发出响声，告知用户温度的异常。具体哪一个传感器温度值超限，可由软件查询各DS18B20内部告警标志而确定，继而调整该现场温度，以达到对温度波动的控制。　　　　3、软件设计及流程　　　　3.1下位机软件　　　　系统下位测温部分软件采用MCS51汇编语言编写，主要完成对DS18B20的读写操作，实现实时数据的采集，并获取最终温度值送至单片机内存。但需要注意的是，由于DS18B20的单总线方式，数据的读写都占用同一根线，所以每一种操作都必须严格按照时序进行。图2为测温子系统流程图。单片机首先发送复位脉冲，该脉冲使信号线上所有的DS18B20芯片都被复位，接着发送ROM操作命令，使得序列号编码匹配的DS18B20被激活。被激活后的DS18B20进入接收内存访问命令状态，内存访问命令完成温度转换、读取等工作(单总线在ROM命令发送之前存储命令和控制命令不起作用)。　　　　3.2上位机软件　　　　系统上位机的软件采用VC++6.0编写。主要完成的功能包括：与下位单片微机的实时通信；模拟显示各采集点温度曲线；保存各测温点温度数据；统计各采集点平均温度值；打印各点温度统计报表等。　　　　4、结论　　　　本系统具有如下特点：　　　　a.结构简单，成本低廉，维护方便。　　　　b.直接将温度数据进行编码，可以只使用单根电缆传输温度数据，通信方便，传输距离远且抗干扰性强。　　　　c.配置灵活、方便、易于扩展。可扩展多路下位温度采集子系统，将它们通过RS485与上位PC机组网，形成多点温度采集网络。也可在各子系统中有选择性地增减温度传感器。　　　　d.工作稳定，测温精度高。实验表明，在长达200m的一位总线上挂接24个DS18B20温度传感器，系统可正确地进行温度采集，分辨率为0.5℃。　　　　e.适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。在大范围温度多点监控系统中具有十分诱人的应用前景。

热电传感器是常用传感器之一 热电传感器是一种将温度转换成电量的装置，包括电阻式温度传感器、热电偶传感器、集成温度传感器等。 电阻式温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化的原理进行测温的。电阻式温度传感器分为金属热电阻和半导体热电阻两大类，一般把金属热电阻称为热电阻，而把半导体热电阻称为热敏电阻。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻，铂热电阻的特点是梢度高，性能稳定，工业上广泛应用铂热电阻进行一200^-+850℃范围的温度侧量，还作为复现国际温标的标准仪器;铜热电阻的电阻沮度系数高.线性度好，且价格便宜，应用于一些侧量精度要求不高且温度较低的场合，其侧温范围为一50-+1501C，但由于铜易氧化，热惯性大，不适宜在腐蚀性介质中或高温下工作.热敏电阻的电阻温度系数大，灵敏度高，尺寸小，响应速度快，电阻值范围大((0. 1^-100kS1)，使用方便，但温度特性为非线性.互换性差，测温范围小(一般在一50-200). 热电偶传感器是工程上应用最广泛的温度传感器。它构造简单.使用方便，具有较高的准确度、稳定性及复现性，温度测量范围宽(-200^-+3500'C )，动态性能好，在温度测最中占有重要的地位。 集成温度传感器是利用晶体管PN结的电流电压特性与温度的关系.把感温PN结及有关电子线路集成在一个小硅片上.构成一个专用集成电路芯片。它具有体积小、反应快、线性好、价格低等优点，但受耐热性能和特性范围的限制，只能用来测150℃以下的温度。如AD590是应用最广泛的一种集成温度传感器.它具有内部放大电路，再配上相应的外电路，可方便地构成各种应用电路.来源——中国仪器仪表网

现在大家的生活水平相比以往都有所提高，大家对周边的环境关注度也是越来越高的，特别是空气成分，大气是人类赖以生存的必不可少的条件之一，如果空气中全部都是有害成分的话，那对我们人体也会造成非常大的伤害的，那么有什么方式可以做到对空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量进行监测呢？这里就要提到voc传感器了，voc是评判空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量的一个非常重要的指标，中文意思就是挥发性有机物，这种物质会对人体皮肤及粘膜等造成一定程度伤害。因此人们对于VOC的认识越充分，就会越“紧张”于它的存在。可以预见，未来室内空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量评估中，对VOC监测的需求也会越来越多。这无疑会给VOC传感器带来更多的市场机会。不过和其他物联网应用相类似，室内空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]监测市场需求，也呈现出碎片化、多样化的特点。如何根据市场环境的需求和变化进化出有生存竞争力的产品，是VOC传感器厂商的必答题。一个VOC传感器产品要想在今天的市场上立足，有几个基本条件：性能好、身材小、功耗低。ams公司的经典产品CCS801就是这样一颗器件：它可感测广泛的VOC气体，提供PPB级的精度；采用2 x 3 mm的DFN封装，占板面积小；具有优化的低功耗模式，更省电，可用于便携设备；采用特殊工艺，使用寿命可达5年；提供测量CO2 和VOC的软件驱动/算法，包括相对湿度和温度的补偿，便于用户应用开发。这样的表现，使得CCS801可以满足市场上很多主流室内空气监测应用的需求，如楼宇、家庭，甚至是可穿戴设备。当然，正如前文所述，在物联网市场上依靠一颗器件“通吃”的想法是不现实的。室内空气监测市场的一个发展趋势，就是从工业和专用市场向消费级的市场渗透；而在消费电子市场，成本是一个需要优先考虑的因素。为此，ams推出了一颗低成本的CCS811[url=http://mall.ofweek.com/1897.html]VOC传感器[/url]来应对，让经典的设计“流行”起来。和CCS801VOC传感器相比，CCS811VOC传感器继承了其很多优点，如：出色的感测范围与精度、支持长达5年寿命的特殊工艺等等。而两者最大的差异在于，CCS811是一个数字VOC传感器，其内部集成了一个MCU，可以直接对VOC传感器的驱动和测量进行管理，并通过一个I2C接口与外部进行数据通信。虽然集成了更多的功能，CCS811仍然保持了相当“纤细”的身材，采用2.7 x 4.0mm的LGA封装，使得PCB占板面积可以节省60%，节省了BOM成本。同时，由于内部还集成了相应的算法，使得终端产品的开发也得以简化，进一步降低了整体的成本。想必消费类用户看到下面这个CCS811的性能清单，会非常动心。广泛的OFweek Mall传感器商城网VOC传感器感测范围内置MCU，无需外部主控MCU干预即可管理传感器驱动模式和测量、显示IAQ数值，包含RH+T补偿功能，标准I2C数字接口，与外部数据通信，集成相关算法，减少开发周期，体积小，采用2.7 x 4.0mm LGA小型封装，集成度高，减少系统BOM数量，功耗低，适用于电池供电便携应用，适用于大批量、高可靠性应用，寿命可达5年。VOC传感器包含范围：[color=#333333]气体流量传感器丨微型压力传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨[/color][color=#333333]数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨气压感应器丨一氧化碳传感器丨h2传感器丨压阻式压力变送器丨硫化氢传感器丨co2气体传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨百分氧传感器丨bm传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]voc传感器丨[/color][color=#333333]光纤应变传感器[/color][color=#333333]丨位置传感器丨[/color][color=#333333]meas压力[/color][color=#333333]传感器丨[/color][color=#333333]称重传感[/color][color=#333333]器丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨称重传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨一氧化氮传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨电流氧传感器[/color]

一、概述 电量隔离传感器变送器是针对工程中的电量检测（监测），提高系统的整体抗干扰能力，而研制开发的一种小体积、高性能的电量测试部件（产品）。 电量隔离传感器变送器可以对现场的大电流、高电压、功率、频率、相角、电度等电参量进行隔离测量和变换，也可以对各种微弱信号（如各种桥路信号）进行隔离放大和变换，将其调理后，变换成符合国际通用标准的电压、电流、频率等模拟信号或变换成数字量、开关量状态等信号输出。这些输出信号可以和传统的指针式仪表相接，也与现代的数字式自控仪表、各种AD转换器以及计算机系统直接配接，从而可以形成一个高可靠的工业检测（监测）或控制系统。 由于电量隔离传感器在应用中，用户不需做二次开发工作，高电压或大电流信号可以直接接入产品，（通过端子、插针输入或穿孔方式输入），就可以得到相应的输出信号。因此电量隔离传感器作为信号调理、隔离和变换功能摸块，是工业控制和数据采集系统中比较理想的变送器产品。 随着科学技术的不断发展，工业控制或检测（监测）系统对电量隔离传感器的要求也越来越高，特别是在产品的稳定性、检测精度和功能方面。由于数字化产品不论其性能还是功能，如非线性校正和小信号处理方面，模拟产品是不可比拟的。因此，电量隔离传感器的数字化是一种必然趋势。 下面就电量隔离传感器的工作原理和其数字化技术问题作一个简述，供大家参考。 二、电量隔离传感器基本工作原理 由于电量隔离传感器产品的被检测对像主要是电流和电压信号，所以下面主要介绍电流和电压信号的检测原理。 1、交流信号检测原理 交流信号又分为交流电压和电流信号。图1为交流电流信号的检测原理框图，图2为交流电压信号的检测原理框图，由CT和PT对信号进行隔离，电流为穿孔输入方式，电压为端子接线输入方式。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912291744_192765_1636985_3.gif[/img]图1 交流电流信号检测原理框图[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912291744_192766_1636985_3.gif[/img]图2 交流电压信号检测原理框图其中，CT为电流互感器，PT为电压互感器，输出一般为0～5V或4～20mA。

传感器的定义 传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的系统”。传感器是传感系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。 传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源。 无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能，传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，它将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。 传感器原理结构 在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥，即为基础扭矩传感器；在轴上固定着：(1)能源环形变压器的次级线圈，(2)信号环形变压器初级线圈，(3)轴上印刷电路板，电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号输出电路。在传感器的外壳上固定着： （1）激磁电路，(2)能源环形变压器的初级线圈(输入)，(3) 信号环形变压器次级线圈(输出)，(4)信号处理电路 工作过程 向传感器提供±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波，经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源，该电源做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号，再通过V/F转换器LM131变换成频率信号，通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。 传感器分类 倾角传感器 倾角传感器在军事、航天航空、工业自动化、工程机械、铁路机车、消费电子、海洋船舶等领域得到广泛运用。辉格公司为国内用户提供全球最全面、最专业的产品方案和服务。提供超过500种规格的伺服型、电解质型、电容型、电感型、光纤型等原理的倾角传感器。 加速度传感器(线和角加速度) 分低频高精度力平衡伺服型、低频低成本热对流型和中高频电容式加速度位移传感器。总频响范围从DC至3000Hz。应用领域包括汽车运动控制、汽车测试、家电、游戏产品、办公自动化、GPS、PDA、手机、震动检测、建筑仪器以及实验设备等。 红外温度传感器 广泛应用于家用电器(微波炉、空调、油烟机、吹风机、烤面包机、电磁炉、炒锅、暖风机等)、医用/家用体温计、办公自动化、便携式非接触红外[url=http://www.cgxk163.com]温度传感器[/url]、工业现场温度测量仪器以及电力自动化等。不仅能提供传感器、模块或完整的测温仪器，还能根据用户需要提供包括光学透镜、ASIC、算法等一揽子解决方案。 想了解更多信息吗，请访问辉格科技网 传感器的应用传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。 ① 专用设备 专用设备主要包括医疗、环保、气象等领域应用的专业电子设备。目前医疗领域是传感器销售量巨大、利润可观的新兴市场，该领域要求传感器件向小型化、低成本和高可靠性方向发展。 ② 工业自动化 工业领域应用的传感器，如工艺控制、工业机械以及传统的；各种测量工艺变量(如温度、液位、压力、流量等)的；测量电子特性(电流、电压等)和物理量(运动、速度、负载以及强度)的，以及传统的接近/定位传感器发展迅速。 ③ 通信电子产品 手机产量的大幅增长及手机新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战，彩屏手机和摄像手机市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例。此外，应用于集团电话和无绳电话的超声波传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长。 ⑤ 汽车工业 现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键就在于采用压力传感器的数量和水平，目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只，种类通常达30余种，多则达百种。

1．什么是线性NTC温度传感器？　　 线性温度传感器就是线性化输出的负温度系数（简称NTC）热敏元件，它实际上是一种线性温度-电压转换元件，就是说在通以工作电流（100uA）的条件下，元件的电压值随温度呈线性变化，从而实现了非电量到电量的线性转换。 2．线性NTC温度传感器的主要特点是什么？　　 这种温度传感器其主要特点就是在工作温度范围内温度-电压关系为一直线，这对于二次开发测温、控温电路的设计，将无须线性化处理，就可以完成测温或控温电路的设计，从而简化仪表的设计和调试。 3．线性NTC温度传感器的测温范围是如何规定的？　　 就总的而言，测温范围可在-200～+200℃之间，但考虑实际的需要，一般无须如此宽的温度范围，因而规定三个不同的区段，以适应不同封装设计，同时在延长线的选用上亦有所不同。而对于温度补偿专用的线性热敏元件，则只设定工作温度范围为-40℃～+80℃。完全可以满足一般电路的温度补偿之用。 4．延长线的选用应遵循什么原则？　　 一般的在-200～+20℃、-50～+100℃宜选用普通双胶线；在100～200℃范围内应选用高温线。 5．基准电压的含义是什么？　　 基准电压是指传感器置于0℃的温场（冰水混合物），在通以工作电流（100μA）的条件下，传感器上的电压值。实际上就是0点电压。其表示符号为V（0），该值出厂时标定，由于传感器的温度系数S相同，则只要知道基准电压值V（0），即可求知任何温度点上的传感器电压值，而不必对传感器进行分度。其计算公式为：V（T）=V（0）+S×T示例：如基准电压V（0）=700mV；温度系数S=-2mV/℃，则在50℃时，传感器的输出电压V（50）=700—2×50=600（mV）。这一点正是线性温度传感器优于其它温度传感器的可贵之处。 6．温度系数S的含义是什么？ 　　 温度系数S是指在规定的工作条件下，传感器的输出电压值的变化与温度变化的比值，即温度每变化1℃传感器的输出电压变化之值： S=△V/△T（mV/℃）。温度系数是线性温度传感器做为温度测量元件的物理基础，其作用与热敏电阻的B值相似，这个参数在整个工作温度范围内是同一值，即-2mV/℃，而且各种型号的传感器也是同一值，这一点传统的热敏电阻温度传感器是无可比拟的。 7．互换精度这一参数有什么意义？　　 互换精度是指在同一工作条件下（同一工作电流、同一温场）对于同一个确定的理想拟合直线，每一只传感器的电压V（T）—温度T曲线与该直线的最大偏差，这个偏差通常按传感器的温度—电压转换系数S折合成温度来表示。由于传感器的输出线性化及温度—电压转换系数相同，即在测温范围内全程互换，所以互换精度表示了基准电压值的离散程度，即用基准电压值的离散值折合成温度值的大小来描述整批传感器之间的互换程度。一般分为三级：I级的互换偏差不大于0.3℃;J级不大于0.5℃;K级不大于1.0℃。 8．线性度的意义是什么？　　 线性度是描述传感器的输出电压值随温度变化的线性程度，实际上也就是传感器输出电压在工作温度范围内相对于理想拟合直线的最大偏差。一般情况下，其线性度的典型值为±0.5%，很显然传感器的线性度越高（其值越小），对于仪表的设计就越简单，在仪表的输入级完全不必采用线性化处理。 9．为什么说线性温度传感器是规范化输出？　　 所谓规范化输出，就是在0℃温度点上传感器在规定的工作条件下，输出的电压值仅限于某一小范围内，即使不互换，其基准电压值仅限定在690-7１0mV之间，这样在电路设计时，易于在宏观上把握传感器的输出情况，不论在桥路设计还是温度补偿，只要在690-7１0mV之间考虑，在调试中稍加调整即可。而不象普通的热敏电阻由于型号不同，其阻值也不同，针对不同的型号，需进行不同的设计计算。所以线性温度传感器的规范化输出，可以使仪表电路实现规范化设计。 10．用户如何检验线性温度传感器？　　 用户在购买传感器后，可在恒流的条件下，依温区的大小，采用两点或三点测试，以检验互换精度、线性度和温度系数。一般情况下，最简单的检验方法只要检验基准电压值即可。而所有电气参数，在交货时均有随货参数表（合格证），以提供该批传感器的详细参数指标。对测试条件有如下要求：恒流源：100μA±0.5%；恒温温场：波动度：≤±0.05℃；测试仪表：41/2或51/2数字电压表。 11．实际使用温度传感器是否一定要采用恒流源供电？　　 一般情况下是不必要的，桥路恒压供电完全可以（参见图1、图2）。这是因为在100μA左右的电流条件下，传感器的温度—电压转换系数变化量很小，可以给一个实测数量级的概念：在100μA时 S=-2mV/℃在40μA 时 S=-2.1mV/℃在1000μA时S=-1.9mV/℃而在实际的桥路恒压供电时,其电流变化不会有如此大的幅度。恒压供电时，传感器负载电阻值如何确定？　　 恒压供电时，负载电阻接在电源与传感器正极之间，信号从传感器正极与负极之间输出，设计电阻值R时，以在0C时使传感器工作电流为100μA即可。如传感器的基准电压为V（0）（mV），恒压源为VDD（mV），则R=（VDD-V（0））(mV)/0.1(mA)。对于计算出的电阻值R，如果实际的电阻没有这种阻值，可就近阻值选用，对测温精度没有影响。 12．线性温度补偿元件做为电路温度补偿有什么优越性？　　 这主要考虑热敏元件的输出规范化及温度系数的一致性，便于设计。另外，由于温度系数与晶体管电路中的晶体管基、射极电压的温度系数相同，做为稳定晶体管电路的工作点的基极偏流元件是非常合适的。而将几只元件串联使用，可以通过并联电位器方式，通过电位器的调节出不同的温度系数，以实现精确的温度补偿作用（参见图3）。这种温度系数可调的补偿元件，无须繁杂设计，对元件的工作电流也无严格要求，这也是这种线性热敏元件用于温度补偿的一大优点。 13．稳定性的含义是什么？　　 稳定性是指传感器的基准电压值年漂移量，这个漂移量再按温度—电压转换系数折合成温度值，即稳定性=±△V/S/年。线性温度传感器的稳定性为±0.05℃/年。这一参数描述了传感器在各种使用条件下保持原有特性的能力。 14．长线传输对传感器信号是否有影响？　　 应当说影响不大，一般情况下传输距离可达1000米以上。如果距离再远，可以考虑将传感器输出的信号在当地转换成数字量，这样可以方便地实现更远距离的传输。

导读：传感器技术是现代科技的前沿技术，其水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。感器技术已经从传统的物性型向集成化、多功能化、数字化、智能化、系统化、网络化发展，并不断应用新材料。　　　　传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。　　　　传感器的种类繁多，分类方法也多。目前常用的是按照传感器的用途，分为：力敏传感器、热敏传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、加速度传感器、生物传感器，等等。(3)技术动向与发展趋势　　　　传感器技术是现代科技的前沿技术，其水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。通过多国展，我们不难发现，感器技术已经从传统的物性型向集成化、多功能化、数字化、智能化、系统化、网络化发展，并不断应用新材料。应用领域也从高技术和军事领域迅速转移到传统基础工业改造、大型工程系统配套、汽车电子化配套、家电控制系统、医疗卫生、健康保健、环保监测治理等国民经济的各个领域。　　　　1)传感器的集成化和多功能化　　　　传感器集成化，即将传感器、信号处理器、控制系统、电源系统等产品一体化，作为投入市场的初始产品，才能获取行业的重视，满足市场需求。已经获得广泛应用的多功能硅压力/差压传感器是小型集成化的典型。它是在4mm＊4mm的硅片上，采用微电子平面工艺和微机械加工工艺，采用三坯双岛的复合敏感结构，实现了差压、静压和温度3参数的同时测量。　　　　2)传感器的数字化和智能化　　　　传感器的数字化和智能化的出现是传感器产业又一次突破，也成为当今传感器行业发展的重要发展方向之一。智能传感器将微处理、通信总线接口、信息检测、信息处理和信息传输等功能一体化，并自行进行补偿、校正、故障排除，将只能进行单一检测、单一功能的传统传感器与智能化技术相结合，实现传感器的多种测量、多种变量的特性。另外数字传感器内部结构简单，利用纯数字电路进行测量，抗干扰性强。随着计算机技术的发展，使传感器的数字化和智能化得到了最大意义的体现，具有更大的发展潜力和空间。　　　　3)传感器的系统化和网络化　　　　传感器的系统化和网络化是必然，智能化传感器的发展，为传感器测控网络的实现提供了技术基础，网络技术和传感器技术的结合，使传感器随着无所不在的计算机网络的发展而发展。这种技术上的飞跃不仅使传感器的性能大大提高，而且将带来高额的技术附加值。要实现无所不在的参数检测，传感器向网络化发展将成为今后研究的热点，他将为系统的扩充提供了极大的方便，减少现场布线的复杂性和电缆的数量。网络传感器是以嵌入式微处理器为核心，集成了传感器、信号处理器和网络接口的新一代传感器。在网络传感器中，采用嵌入式技术和集成技术，使传感器的体积减小，抗干扰性能和可靠性提高；微处理器的引入，使网络化传感器成为硬件和软件的结合体，根据输入信号进行判断、决策、自动修正和补偿，提高了控制系统的实时性和可靠性；网络接口技术的应用，为系统的扩充提供了极大的方便，减少了现场布线的复杂性和电缆的数量。　　　　(4)国内外的差距　　　　物联刚应用已从政府政策扶持进入市场导入期，传感器作为物联网基础，处于产业链上游，在物联网发展之初受益较深。但传感器已成我国物联网发展瓶颈。据分析，我国传感器行业发展落后，困内传感器需求，尤其是高端需求严重依赖进口，困产化缺口巨大，目前传感器进口占比80%，传感器芯片进口占比达90%。国产化需求迫切。国内传感器厂商占据中低端市场从发展态势看，国内传感器厂商有三种情况：　　　　一是国有企业发展处于平稳增长状态，总体上跟跟不上国外最新技术发展的步伐，除少数厂家外，总体差距有扩火的趋势。这是因为传感器技术发展快，工艺和制造设备更新快，许多新设备国内厂商无法制造等原因造成的。并且设备的单台价格少则几十万美元，多则数百万美元，绝大多数厂家靠白身积累很难购买新型设备，致使在许多新技术、新工艺方面无法跟国外企业飞速发展的步伐。　　　　二是营或合资企业的产品占据了中低端市场，传统技术和装备手段可以满足绝火多数产品的制造要求，市场发展状态良好。除个别厂家在个别品种方面将国外生产的芯片拿到国内封装出相关产晶、．占据市场较大份额外，其他高端产品均是困外厂商在垄断。　　　　三是外资企业的产品占据国内高端市场绝大多数的市场份额，并将会在今后很长一段时问内持续把持高端市场，这种势头在短期内不会得到根本转变。　　　　我国传感器业取得的新进展主要表现在：一是在数景方面，通过多年的积累，随着装备的改进，产能在近几年得到了突飞猛进的发展，几乎以每年近一倍的速度在增长；是在品种方面，除少数品种外，目前国内能够生产多数品种的产品；三是在质量方面，国内厂商开发的多数产品性能能够满足工程需要，产品质量丌始接近困外产品水平：四是在新产品方面，由于创新能力小足以及工艺技术和加工手段的差距，我困企业自主发的新产品少。　　　　面临的的问题在于：原刨技术少、新型加工手段缺少、工艺装备落后、持续发展的体系没有建立起来。新型传感器的产业化速度慢仍困扰着众多传感器企业。产品更新换代是行业持续发展的源泉，传感器正向更多领域拓展，这些领域不断增长的需求，要求新型传感器产品不断的涌现。网络的应用，IT业的迅速发展，也对传感器新品提出更多要求，因此本土传感器还有太多的地方需要学习和提高。在技术方面，我国传感核心技术缺乏，成为行业发展、甚至物联网产业进步的阻碍力量。在企业方面，我国传感器企业规模普遍较小，很难和世界级大型公司竞争。在政策方面，我国行业专业激励政策不明确，企业不易得到辅助。在市场方面，我国传感器业面临中高端依赖进口、低端价格战和同质化竞争的局面。

MHZ(兆洲)牌超声波大量程物/液位传感器MH-A30A4是重庆兆洲科技发展有限公司在新的一年里, 最新专业制造的通用型超声波物/液位传感器，它博采众长,吸取了国内外多种物/液位传感器优点,实现了全数字化,人性化设计理念,具有完善的物/液位测控功能.数据传输功能和人机交流功能。主芯片采用进口工业级单片机，数字温度补偿和超宽电压输入稳压等数十块相关专用集成电路。具有抗干扰性强，可选择模拟量，开关量及RS485输出，方便的与相关设施接口。本机是ABS材料外壳，防护等级为IP65，它不必接触工业介质就能满足大部分物/液位测量要求，从而彻底地解决了压力式、电容式、浮子式等传统测量方式带来的缠绕、堵塞、泄露、介质腐蚀、维护不便等缺点。最大量程：30m 盲区：1m 指向角（Q）≈12°工作频率：20KHz～43.0KHz（因型号规格而不同）输出信号：4～20mA (其它方式可选)最大负载阻抗：300Ω最小显示分辨率：1mm 精度：±0.3％×最大量程工作温度：－10℃～60℃ 工作压力：常压外形尺寸：φ110x160mm 重量2.5kg工作电压：DC12—36V 功耗1.5W进线电缆： Φ5～10mm×5m方便的螺纹安装（M30×1.5）

温度传感器的标定和大多数其它传感器的标定一样，最普遍的方法就是将传感器放置在一个可精确测定的、已知温度的环境中一段时间，然后记录检查传感器的输出是否与已知的环境温度一致，并计算出传感器的误差。那么接下来我们具体的看看温度变送器的标定方法吧。　　由于自然环境下温度始终是一个缓变的物理量，所以一般情况下对温度传感器的检定是属于静态的，这也能满足绝大部分温度传感器的实际需要。动态的检定极少，能实现温度动态检测的设备也极少。　　由于静态温度传感器检定的方法和原理极其简单，所以这类资料或标准反而少见。对温度传感器动态标定一般都是采用激光的方法。改善温度传感器的动态特性最好的方法就是选用反应敏感的感温材料和减少传感器感温部分的质量，降低其热惯性。　　温度传感器的标定过程实际上也是确定温度传感器的各参数指标，尤其是精度问题，所以这个过程所用测量设备的精度通常要比待标定传感器的精度高一个数量级，这样通过标定确定购温度传感器性能指标才是可靠的，所确定的精度才是可信的。

已经看到几个版友介绍自己实验室中的微波消解仪温度传感器所容易出现的问题。每次出问题后，所花费的价格都不菲。 除了企业产品自身的问题外，在日常使用过程中应该对温度传感器如何维护呢？

哪个大侠对温度传感器很了解，谁能给接收一下？有没有分辨率达到0.005K的温度传感器，有的话，推荐一下。谢谢

一、传感器的定义 　　信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。　　最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。 　　传感器系统的原则框图示于图1-1，进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。　　德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。 　　传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。 有源(a)和无源(b)传感器的信号流程　　无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。 　　各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。　　常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 　　光敏传感器——视觉 声敏传感器——听觉　　气敏传感器——嗅觉 化学传感器——味觉 　　压敏、温敏、流体传感器——触觉　　与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。　　对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是： 　　高灵敏度　　抗干扰的稳定性(对噪声不敏感) 　　线性　　容易调节(校准简易) 　　高精度　　高可靠性 　　无迟滞性　　工作寿命长(耐用性) 　　可重复性　　抗老化 　　高响应速率　　抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 　　选择性　　安全性(传感器应是无污染的) 　　互换性　　低成本 　　宽测量范围　　小尺寸、重量轻和高强度 　　宽工作温度范围 　　 　　 　　二、传感器的分类　　可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。　　根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。　　化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。　　有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。 　　常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。 　　按照其用途，传感器可分类为： 　　 　　压力敏和力敏传感器 位置传感器 　　 　　液面传感器 能耗传感器 　　 　　速度传感器 热敏传感器 　　 　　加速度传感器 射线辐射传感器 　　 　　振动传感器 湿敏传感器 　　 　　磁敏传感器 气敏传感器 　　 　　真空度传感器 生物传感器等。 　　 　　以其输出信号为标准可将传感器分为： 　　 　　模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。 　　 　　数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。 　　 　　膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。 　　 　　开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。 　　在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类： 　　 　　(1)按照其所用材料的类别分 　　 　　金属 聚合物 陶瓷 混合物 　　 　　(2)按材料的物理性质分  导体 绝缘体 半导体 磁性材料 　　 　　(3)按材料的晶体结构分 　　 　　单晶 多晶 非晶材料 　　 　　与采用新材料紧密相关的传感器开发工作，可以归纳为下述三个方向： 　　 　　(1)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应，然后使它们能在传感器技术中得到实际使用。 　　 　　(2)探索新的材料，应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。 　　 　　(3)在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应，并在传感器技术中加以具体实施。　　现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。表1.2中给出了一些可用于传感器技术的、能够转换能量形式的材料。 　　 　　按照其制造工艺，可以将传感器区分为： 　　 　　集成传感器薄膜传感器厚膜传感器陶瓷传感器 　　集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。 　　薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的，相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时，同样可将部分电路制造在此基板上。 　　厚膜传感器是利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后进行热处理，使厚膜成形。 　　陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。 　　完成适当的预备性操作之后，已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性，在某些方面，可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。每种工艺技术都有自已的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低，以及传感器参数的高稳定性等原因，采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。

有没有小伙伴遇到这种情况呀，说是“柱温箱传感器缺失”，致电工程师说是柱温箱温度传感器坏掉了，需要购买新的温度传感器，有没有自己安装这个传感器的，介绍一下经验呗

10月份我们实验室的微波消解仪的温度压强传感器由于我们使用不当导致温度传感器异常，之后拿去供货商那里校准可以用了，之前的问题是1号罐的外管温度比内管温度高，现在温度是正常的，但是压强升不上去，直接导致温度升不上去，但是温度传感器是正常的，所以现在很郁闷啊，只有把温度压强传感器寄到总部请求帮忙，所以大家以后使用温度压强传感器的时候一定要小心使用，以免出现故障

一、温度测量的基本概念(温度传感器有双金属温度计、热电偶、热电阻等)1、温度定义：温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度 :数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。摄氏温标（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等份，每等分为摄氏1度，符号为℃。华氏温标（℉）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等份每等份为华氏1度符号为℉。热力学温标（符号T）又称开尔文温标（符号K），或绝对温标，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度。国际温标：国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用方便。目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》，记为：IPTS-68（REV-75）。但由于IPTS-68温度存在一定的不捉，国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过1990年国际ITS-90，ITS-90温标替代IPS-68。我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90国际温标。1990年国际温标：a、温度单位：热力学温度是基本功手物理量，它的单位开尔文，定义为水三相点的热力学温度的1/273.16，使用了与273.15K（冰点）的差值来表示温度，因此现在仍保留这个方法。根据定义，摄氏度的大小等于开尔文，温差亦可用摄氏度或开尔文来表示。国际温标ITS-90同时定义国际开尔文温度（符号T90）和国际摄氏温度（符号t90）。b、国际温标ITS-90的通则：ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。ITS-90是这样制订的即在全量程，任何于温度采纳时T的最佳估计值，与直接测量热力学温度相比T90的测量要方便的多，而且更为精密，并且有很高的复现性。c、ITS-90的定义：第一温区为0.65K到5.00K之间，T90由3He和4He的蒸汽压与温度的关系式来定义。第二温区为3.0K到氖三相点（24.5661K）之间T90是氦气体温度计来定义。第三温区为平蘅氢三相点（13.8033K）到银的凝固点（961.78℃）之间，T90是由铂电阻温度计来定义，它使用一组规定的定义内插法来分度。银凝固点（961.78℃）以上的温区，T90是按普朗克辐射定律来定义的，复现仪器为光学高温计。二、温度测量仪表的分类温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠、测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚，需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测量元件不需要与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。三、传感器的选用国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。（一）、现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理选用传感器，是在进行某个量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型：要进行一个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，那一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下具体问题：量程的大小；被测位置对传感器的体积要求；测量方式为接触式或非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，是进口还是国产的，价格能否接受，还是自行研制。2、灵敏度的选择：通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好，因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号才比较大有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度，因此要求传感器本身具有很高的信躁比，尽量减少从外界引入的厂忧信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器，如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。3、频率响应特性：传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有一定的延迟，希望延迟越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、随机等）响应特性，以免产生过火的误差。4、线性范围：传感器的线性范围是指输出与输入成正比的范围。从理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值，传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内可以将非线性误差较小的传感器近似看作线性，这会给测量带来极大的方便。5、稳定性：传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称稳定性。影响传感器长期稳定的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减少环境影响。在某些要求传感器能长期使用而又轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。6、精度：精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高，这样就可以在满足同一测量的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器，自制传感器的性能应满足使用要求。（二) 测温器：1、热电阻：热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精度是最高的，它不广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。① 热电阻测温原理及材料：热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用铑、镍、锰等材料制造热电阻。② 热电阻测温系统的组成：热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和数码温度控制显示表等组成。必须注意两点：“热电阻和数码温度控制显示表的分度号必须一致；为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采取三线制接法。”2、热敏电阻：NTC热敏电阻器，具有体积小，测试精度高，反应速度快，稳定可靠，抗老化，互换性，一致性好等特点。广泛应用于空调、暖气设备、电子体温计、液位传感器、汽车电子、电子台历等领域。3、热电偶：热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：① 测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质影响。② 测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。③ 构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。(1)．热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。(2)．热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电

传感器和仪表元器件的现状问题与发展重点2006年12月22日 13:43 来源：中国机经网 传感器和仪表元器件是仪器仪表与自动化系统最基础元器件之一。传感器和仪表元器件具有服务面广、品种繁多、需求量大等特点，其技术水平和产品质量的提高，将为我国制造业信息化奠定基础。 现状与问题 我国传感器和仪器仪表的技术和产品，经过发展，有了较大的提高。全国已经有1600多家企事业单位从事传感器和仪表元器件的研制、开发、生产。但与国外相比，我国传感器和仪表元器件的产品品种和质量水平，尚不能满足国内市场的需求，总体水平还处于国外上世纪90年代初期的水平。存在的主要问题有： （1）科技创新差，核心制造技术严重滞后于国外，拥有自主知识产权的产品少，品种不全，产品技术水平与国外相差15年左右。 （2）投资强度偏低，科研设备和生产工艺装备落后，成果水平低，产品质量差。 （3）科技与生产脱节，影响科研成果的转化，综合实力较低，产业发展后劲不足。 战略目标 到2020年，传感器及仪表元件领域应争取实现三大战略目标： 以工业控制、汽车、通讯、环保为重点服务领域，以传感器、弹性元件、光学元件、专用电路为重点对象，发展具有自主知识产权的原创性技术和产品； 以MEMS工艺为基础，以集成化、智能化和网络化技术为依托，加强制造工艺和新型传感器和仪表元器件的开发，使主导产品达到和接近国外同类产品的先进水平； 以增加品种、提高质量和经济效益为主要目标，加速产业化，使国产传感器和仪表元器件的品种占有率达到70%~80%，高档产品达60%以上。 发展重点 传感器技术 （1）MEMS工艺和新一代固态传感器微结构制造工艺：深反应离子刻蚀（DRIE）工艺或IGP工艺；封装工艺：如常温键合倒装焊接、无应力微薄结构封装、多芯片组装工艺；新型传感器：如用微硅电容传感器、微硅质量流量传感器、航空航天用动态传感器、微传感器，汽车专用压力、加速度传感器，环保用微化学传感器等。 （2）集成工艺和多变量复合传感器微结构集成制造工艺； 工业控制用多变量复合传感器，如：压力、静压、温度三变量传感器、气压、风力、温度、湿度四变量传感器，微硅复合应变压力传感器，陈列传感器。 （3）智能化技术与智能传感器信号有线或无线探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯、自诊断等智能化技术；智能多变量传感器，智能电量传感器和各种智能传感器、变送器。 （4）网络化技术和网络化传感器，使传感器具有工业化标准接口和协议功能。 （1）弹性元件开发和完善新型成型工艺：电沉积成型工艺，焊接成型工艺；重点开发航空、航天用的低刚度、大位移、长寿命的微小型精密波纹管，高温高压阀用波纹管；研制波纹管高效成型工艺设备和性能检测仪器。 （2）光学元件开发先进工艺：非球面光学元件设计、制造技术、光学多层测射镀膜技术和新型离子辅助镀膜技术。 开发光纤通讯和数字成像用新型光学元件。如：微型变密度滤光片、超窄带滤光片，微透镜阵列、大面积偏振元件、非球面玻-塑混合透镜。 （3）专用电路提高专用电路集成度和个性化服务的设计技术和制造工艺； 应用软件固化技术，开发适合智能化、网络化传感器和仪表的信号变换、补偿、线性化、通讯、网络接口等专用电路

传感器的定义和分类详细介绍一、传感器的定义　　信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。　　最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。 http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817636782.gif图1 传感器系统的框图　　传感器系统的原则框图示于图1，进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。　　德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。　　传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源(参阅图2(a))。http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817636475.gif图 2有源(a)和无源(b)传感器的信号流程　　无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能(参阅图2(b))。　　传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。 　　各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：　　光敏传感器——视觉;声敏传感器——听觉;气敏传感器——嗅觉;化学传感器——味觉;压敏、温敏、流体传感器——触觉;与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。　　对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是：　　高灵敏度；抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)；线性；容易调节(校准简易)；高精度；高可靠性；无迟滞性；工作寿命长(耐用性)；可重复性；抗老化；高响应速率；抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力；选择性；安全性(传感器应是无污染的)；互换性；低成本；宽测量范围；小尺寸、重量轻和高强度；宽工作温度范围。二、传感器的分类　　可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。　　根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类。　　按传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。　　化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。　　有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1。 http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817636504.gif　　按照其用途，传感器可分类为：压力敏和力敏传感器 位置传感器 　　 　　液面传感器 能耗传感器 　　 　　速度传感器 热敏传感器 　　 　　加速度传感器 射线辐射传感器 　　 　　振动传感器 湿敏传感器 　　 　　磁敏传感器 气敏传感器 　　 　　真空度传感器 生物传感器等。　　以其输出信号为标准可将传感器分为： 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。　　数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。　　膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。　　开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。 　　在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类：　　 (1)按照其所用材料的类别分 金属 聚合物 陶瓷 混合物 　　 (2)按材料的物理性质分 导体 绝缘体 半导体 磁性材料 　　 (3)按材料的晶体结构分　单晶 多晶 非晶材料　　与采用新材料紧密相关的传感器开发工作，可以归纳为下述三个方向： 　　(1)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应，然后使它们能在传感器技术中得到实际使用。　　(2)探索新的材料，应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。 　 (3)在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应，并在传感器技术中加以具体实施。　　现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。表1.2中给出了一些可用于传感器技术的、能够转换能量形式的材料。按照其制造工艺，可以将传感器区分为：集成传感器 薄膜传感器 厚膜传感器 陶瓷传感器。　　表2 半导体和介质材料的能量转换(调制)能量转换(调制) http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817636355.gif　　集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的，相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时，同样可将部分电路制造在此基板上。厚膜传感器是利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后进行热处理，使厚膜成形。 陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。　　完成适当的预备性操作之后，已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性，在某些方面，可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型　　从列于表3中的比较中可知，每种工艺技术都有自已的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低，以及传感器参数的高稳定性等原因，采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。表3 传感器制造工艺的比较特性 http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817637930.gif