形状传感器 图文精解：五分钟让你透彻理解传感器（赶紧收藏！）

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传感器是根据材料的物理、化学、生物学的特性和规律设计而成的器件，种类繁多，在测控领域内，由某一原理设计的传感器可以同时测量多种非电量，而有时一种非电量又可用多种不同原理的传感器测量，因此传感器的分类方法较多，一般可按以下几种方法分类。

1．按输入量分类

按输入量可分为压力、位移、速度、温度、湿度等传感器。这种分类方法明确地表达了传感器的用途，便于选用，但该分类法将原理互不相同的传感器归于一类，难以找出每种传感器的转换原理上有何共性和差异。

2．按测量原理分类

这种分类方法是以物理和化学等的原理、规律和效应作为分类依据，如电压式、热电式、电阻式、光电式、电感式等。这种分类方法的优点是对于传感器的工作原理比较清楚，类别少，利于对传感器进行深入分析和研究。

3．按能量关系分类

按能量观点分类，可将传感器分为有源传感器和无源传感器。前者将非电能量转换为电能量，称之为能量转换型传感器。通常配合有电压测量电路和放大器，如压电式、热电式、电磁式等。无源传感器又称能量控制型传感器。它本身不是一个换能器，被测非电量仅对传感器中能量起控制或调节作用。所以，它们必须有辅助电源，这类传感器有电阻式、电容式、电感式等。

4．根据半导体有关理论分类

分为半导体力敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。

5．按输出量分类

按输出量分类有模拟式和数字式传感器。模拟式传感器的输出信号为模拟量；数字式传感器的输出信号为数字量，便于与计算机连用，且抗干扰性强，如盘式角压数字传感器，光栅传感器等。

6．其他分类

传感器通常也可按结构型和物性型分类。

（1）结构型

主要是通过机械结构的几何形状或尺寸的变化将外界被测量转换为相应电阻、电感、电容等物理量的变化，从而检测出被测量信号。这种传感器目前应用的最为普遍。

（2）物性型

物性型是利用某些材料本身物理性质的变化而实现测量。它是半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。

传感器按测量原理和用途两个大类细分如下表所示。

传感器的使用注意事项

（1）安装及线路调试

① 要熟悉传感器及后级电路的原理、特点和要求。

② 传感器安装位置和方法要正确，固定要牢固。传感器的输出信号线要符合说明书的要求。

③ 传感器的供电电源要符合说明书的要求。输出信号的极性、电流方向要与后级电路输入的要求一致。

④ 传感器及后级电路安装完毕后，要开机反复进行调整，直到达到最佳状态。

（2）操作要点

① 传感器必须与被测物体保持紧密联系，有些就直接安装在被测物体上。传感器的安装位置是否准确，对检测结果影响很大。

② 对于传感器接收装置的输入电路，其检测的精度取决于传感器的精度、安装位置和方法是否正确及接收装置的精度。

来源：《电工从业技能深入精通》 作者：张志远

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十亿分之八浓度甲醛也难逃法眼，科学家开发出新型气凝胶传感器

IT之家 2 月 10 日消息，研究人员开发了一种由“冷冻烟雾（"frozen smoke）”制成的传感器，利用 AI 技术实时检测浓度低至十亿分之八的甲醛，远远超出了大多数室内空气质量传感器的灵敏度。

剑桥大学的研究人员开发了这一新型传感器，采用气凝胶多孔材料制成。通过精确设计气凝胶孔的形状，传感器能够在室温下检测甲醛浓度，研究成果发表在《Science Advances》杂志上。

剑桥石墨烯研究所的 Tawfique Hasan 教授表示：“甲醛等挥发性有机化合物即使在低浓度下，长时间接触也会导致严重的健康问题，但目前的传感器不具备这样的灵敏度。”

该论文的第一作者 Zhuo Chen 补充道：“我们希望开发一种体积小、功耗低、可以选择性检测低浓度甲醛的传感器。”

该传感器基于气凝胶技术，气凝胶超轻材料有时被称为“液体烟雾”，因为按体积计算，它们的 99% 以上是空气，气凝胶的开放结构使气体能够轻松地进出。通过精确设计孔的形状或形态，气凝胶可以充当高效的传感器。

剑桥研究人员与华威大学合作，优化了气凝胶的成分和结构，以提高其对甲醛的敏感性，使它们成为大约人类头发宽度三倍的细丝。

接着，研究人员对由石墨烯制成的糊剂进行了 3D 打印，然后将石墨烯糊剂冷冻干燥，从而在最终的气凝胶结构中形成孔洞。气凝胶还包含被称为量子点（quantum dots）的微小半导体。

论文介绍称，该传感器可在室温下对甲醛进行高灵敏度和实时识别。通过优化印刷结构的形态和掺杂，传感器仅消耗约 130 微瓦的功率，就实现了百万分之一甲醛的 15.23% 的创纪录高稳定响应和十亿分之 8.02 的超低浓度检测。在测量的动态响应快照的基础上，研究人员还开发了智能计算算法，以实现稳健而准确的实时检测。

IT之家注意到，华威大学的团队正在开发一种低成本的多传感器平台，该平台将整合这些新型气凝胶材料，并与 AI 算法相结合，检测不同的挥发性有机化合物。

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