

在現(xiàn)代測試技術(shù)中,傳感器是一種以的精度和規(guī)律把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的,便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置。傳感器的分類方法有很多,按作用原理常用的傳感器可以分為:電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、核輻射式傳感器、磁電式傳感器和數(shù)字式傳感器等。新型傳感器可以分為:光纖傳感器、生物傳感器、濕度傳感器、紅外傳感器、固態(tài)圖像傳感器、霍爾傳感器、智能式傳感器和超聲波傳感器等。
1、傳感器定義及分類
根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《傳感器通用術(shù)語》(GB/T7665-2005),傳感器的定義:能感受規(guī)定的被測量,并按照規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置。通常由直接響應(yīng)被測量的敏感元件和產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件及相應(yīng)的電子線路組成。傳感器技術(shù)與計算機技術(shù)及通信技術(shù)組成了現(xiàn)代信息技術(shù)的3大基礎(chǔ)。傳感器的分類有多種形式,按轉(zhuǎn)換原理可分為應(yīng)變式、壓電式、壓阻式、電容式、電感式、電化學(xué)式和光纖式等;按被測量可分為力、熱、光、磁、速度、氣體、濕度和生物等傳感器;按輸出量可分為模擬量傳感器和數(shù)字量傳感器;按是利用結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化還是利用材料的物理(或化學(xué))特性的變化進行信號轉(zhuǎn)換,可分為結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器,兩種特征兼有的為復(fù)合型傳感器。
2、傳感器技術(shù)發(fā)展方向
傳感器是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的環(huán)節(jié),技術(shù)內(nèi)容涉及力學(xué)、傳熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、生物學(xué)和化學(xué)等眾多學(xué)科,是集光、機、電等多方面工程技術(shù)于一體的現(xiàn)代前沿技術(shù)。傳感器技術(shù)發(fā)展方向是微型化、智能化、集成化及網(wǎng)絡(luò)化。
(1)微型化
傳感器技術(shù)與微電子技術(shù)相結(jié)合,使傳感器產(chǎn)品趨于微小型化,其敏感元件的特征尺寸已接近納米級,并且隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)工藝的進步和封裝結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新,產(chǎn)品在功耗、性能和價格上都優(yōu)越性。
(2)智能化
智能化是傳感器技術(shù)的另一個重要特點,也是未來傳感器的重要發(fā)展方向。由于傳感器技術(shù)與通信技術(shù)、計算機技術(shù)的結(jié)合,傳感器實現(xiàn)了將敏感元件、電路、微處理器和通信接口等封裝在1個組件內(nèi),使傳感器不僅具有信息采集功能,還同時具有信息處理、數(shù)據(jù)存儲、自診斷、自修正、自保護、邏輯判斷、雙向通信、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出甚至是執(zhí)行控制功能。
(3)集成化
集成化主要指硬件和軟件兩方面的集成。包括單傳感器集成、多傳感器集成、傳感系統(tǒng)硬件集成及傳感系統(tǒng)軟硬件集成等多種方式。集成化特點使傳感器實現(xiàn)了多參數(shù)、信號處理等功能。由于MEMS工藝與CMOS等工藝無法兼容,集成化多指集成在傳感器外殼內(nèi)封裝,尚難以實現(xiàn)單片集成。
(4)網(wǎng)絡(luò)化
由于MEMS技術(shù)、低功耗的電子電路技術(shù)、無線射頻技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,使得傳感器與計算模塊、通信模塊的集成成為可能,而隨著無線通信及組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,大量傳感器可通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成協(xié)同工作的信息感知系統(tǒng),提高了傳感器的信息探測能力。
3、測試技術(shù)中傳感器的特性
傳感器的特性主要包括靜態(tài)特性和動態(tài)特性。衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)是度、靈敏度、線性度和重復(fù)性。而衡量傳感器動態(tài)特性的主要指標(biāo)是時域性能指標(biāo)和頻域性能指標(biāo)。時域性能指標(biāo)包括時間常數(shù)、上升時間、響應(yīng)時間、超調(diào)量等;頻域性能指標(biāo)包括通頻率、工作頻率、相位誤差等。