传感器实际中的应用 常见传感器的应用

常见传感器的应用

在工业控制领域，传感器的地位可以说是举足轻重，如果没有传感器技术的发展，控制精度则无法往更先进的方向发展。常见的光电、压力、温度、湿度、速度等等传感器在工业控制和民用领域得到了广泛应用。我们想更深层次学习自动控制技术，传感器知识是我们这类从业人员永远无法避开的技术领域。

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律（数学函数法则）转换成可用信号的器件或装置，具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等特点。能够将被测的非电量（如温度、压力、位移等）按一定规律转换成与之对应的易于精确处理的电量或电参量输出。

传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号，转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号，变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制，辅助电源则为转换元件和变换电路提供所需的电能。通常我们容易将传感器和一些只具备单一功能的形成开关、压力开关、双金属片开关这类只具备简单开闭功能的开关混淆。

要了解传感器的应用，通常说的NPN型、PNP型是什么样子的概念一定要求搞清楚。通常NPN型传感器，输出信号为负，PNP型传感器，输出信号为正，有的四线制的传感器，只是将输出信号分为了常开和常闭两种信号。

常见温度传感器大致可分为三大类型，热电阻、热电偶和半导体型RTD由高纯度导电金属（如铂、铜或镍）绕成线圈制成。使恒定电流通过温度传感器，可以获得随温度线性增加的输出电压。工作温度范围在 -200 至 +600 ℃ 之间。热电偶通常由焊接或压接在一起的不同金属（例如铜和康铜）的两个接头组成。其中一个称为冷端，保持在特定温度，而另一个是测量端，称为热端。温度范围，从低于 -200 ℃ 到远高于 2000 ℃ 。基于半导体的温度传感器与双集成电路 (IC) 一起工作，包含两个具有温度敏感电压和电流特性的类似二极管，以有效测量温度变化。温度范围（-70 °C 至 150 °C）且响应慢，使用的场景相对较低。

常用压力传感器的类型也大致分为：压电、压阻、电容式三大类型。压电式压力传感器主要基于压电效应（Piezoelectric effect），利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量，再进行相关测量工作的测量精密仪器，常用于压力变送器和压力传感器。压阻压力传感器主要基于压阻效应（Piezoresistive effect）。压阻效应是用来描述材料在受到机械式应力下所产生的电阻变化。不同于上述压电效应，压阻效应只产生阻抗变化，并不会产生电荷 。电容式压力传感器是一种利用电容作为敏感元件，将被测压力转换成电容值改变的压力传感器。这种压力传感器一般采用金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。

常用光电传感器也大致分为：透过型、回归反射型、反射型、限定反射型这个几大类。透过型是通过检测物体遮挡对置的发射器和接收器之间的光轴来进行检测。回归反射型通过检测物体遮挡传感器发射后由反光板返回的光来进行检测。反射型是将光照射到检测物体上，并接收来自检测物体的反射光后进行检测。限定反射型采用以发射器和接收器为角度的结构，仅检测各自光轴交叉的受限区域。背景影响小、应差距离短、可检测较小的凹凸。

总的来说，传感器的形式多样，功能强大，应用的场景也非常的广。我们只有在实际工作中不断摸索、总结，才能正确使用传感器的方法，实现我们的控制目的。掌握传感器的工作原理也便于我们在维修工作中准确判断各类故障产生的原因，从而找到正确的处置办法。

传感器技术在各领域全面应用

11月5日下午，2023世界传感器大会分会场活动国际传感器企业家峰会上发布了《2023中国传感器企业高质量发展白皮书》。

白皮书显示，从20世纪50年代开始，传感器技术历经三代发展，由结构型传感器到固体型传感器，再到智能型传感器发展阶段，目前已在各个行业全面渗透。

近年来，在新能源汽车、工业自动化、医疗、环保、消费等领域智能化、数字化需求的持续带动下，全球传感器市场规模保持稳步增长，为智能传感器的发展奠定了产品基础。同时，新能源汽车产量增加、智能家居渗透率不断提升、5G基站持续大规模建设等，带动了中国传感器市场规模上升，增速高于全球水平。

数据显示，中国传感器市场产品结构中，2022年压力传感器仍是占比最高的，图像传感器、位置传感器分列二、三位。从区域分布来看，2022年中国传感器市场区域结构与往年基本保持一致，华东地区仍是占比最高的区域，市场占比达45.6%，其次是中南、华北地区。从应用结构来看，第一大应用份额是汽车电子，其次是工业制造和消费电子领域。

白皮书建议，企业要注重产品工艺研发，加大科研投入及自主创新，形成拥有自主知识产权的优质产品。要将下游应用中传感器所面临的问题点作为新产品的突破口，着力解决下游应用领域需要的技术。同时，关注人工智能算法的应用场景以及其与传感器产品的融合发展，尤其是自动驾驶、自然环境监测等领域。

白皮书还评选出压力及加速度传感器十大企业。

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