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浅谈微型传感器

发布时间:2016-01-07 17:11:36 | 点击:
微型传感器的概念

     (1)就单一传感器而言,微型传感器是指尺寸微小的传感器,如敏感元件的尺寸从微米级到毫米级、甚至达到纳米级,主要采用精密加工、微电子以及微机电系统技术,实现传感器尺寸的缩小。
      (2)就集成的传感器而言,微型传感器是指将微小的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上而形成的集成传感器。
      (3)就传感器系统而言,微型传感器是指传感系
统中不但包括微型传感器,还包括微型执行器,可以独立工作,甚至多个微型传感器可组成传感器网。

微型传感器的特点

      (1)体积小、重量轻;(2)功耗低;(3)性能好;(4)易于批量生产、成本低;(5)便于集成化和多功能化;(6)提高传感器智能化水平。

微型传感器分类
       
      按照被测量的物理性质,将微型传感器分为化学微传感器、生物微传感器、物理微传感器等,简要介绍一下每种类型中典型的微传感器:
      (1)  离子传感器——化学型
离子传感器是将溶液中的离子活度转换为电信号的传感器。基本原理是利用固定在敏感膜上的离子识别材料有选择性的结合被传感的离子,从而发生膜电位或膜电压的改变,达到检测目的。离子敏传感器广泛用在化学、医药、食品以及生物工程等行业中。
      (2)基因传感器——生物型
基因传感器通过固定在感受器表面上的已知核苷酸序列的DNA分子,和另一条互补的目标DNA杂交,形成双链DNA,换能器将杂交过程或结果所产生的变化转换成电、光、声等物理信号,通过解析这些响应信号,给出相关基因的信息。
      (3)声表面波传感器——物理型
声表面波传感器是利用声表面波技术和微机电系统技术,将各种非电量信息,如压力、温度、流量、磁场强度、加速度、角速度等的变化转换为声表面波振器振荡频率的变化的装置。

微型传感器应用
       
      微型传感器是目前最为成功并最具实用性的微型机电器件,主要包括利用微型膜片的机械形变产生电信号输出的微型压力传感器和微型加速度传感器;此外,还有微型温度传感器、磁场传感器、气体传感器等。随着微电子加工技术,特别是纳米加工技术的进一步发展,传感器技术还将从微型传感器进化到纳米传感器。这些微型传感器体积小,可实现许多全新的功能,便于大批量和高精度生产,单件成本低,易构成大规模和多功能阵列。这些特点使得它们非常适合于汽车方面的应用。
       这些特点使得它们非常适合于汽车方面的应用。汽车用传感器是用于汽车显示和电控系统的各种传感器的统称。它涉及到很多的物理量传感器和化学量传感器。汽车用温度传感器主要用于检测发动机温度、吸人气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。
        此外,微型传感器在管理集约化、办公自动化和家庭生活现代化方面的应用越来越多,在环境保护、生物工程、交通智能化管制等领域也发挥着重要作用。
 
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