工業(yè)用傳感器都有哪些種類？其實(shí)現(xiàn)原理大概是什么？

【專家解說(shuō)】：　　　　1)光纖傳感器
　　光纖傳感器技術(shù)是隨著光導(dǎo)纖維實(shí)用化和光通信技術(shù)的發(fā)展而形成的一門嶄新的技術(shù)。光纖傳感器與傳統(tǒng)的各類傳感器相比有許多特點(diǎn)，如靈敏度高.抗電磁干擾能力強(qiáng)，耐腐蝕，絕緣性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小.耗電少，光路有可撓曲性，以及便于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)等。
　　光纖傳感器一般分為兩大類，一類是利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成的傳感器.稱為功能型傳感器;另一類是光纖僅僅起傳輸光波的作用，必須在光纖端面或中間加裝其他敏感元件才能構(gòu)成傳感器，稱為傳光型傳感器。無(wú)論哪種傳感器，其工作原理都是利用被測(cè)量的變化調(diào)制傳輸光光波的某一參數(shù)，使其隨之變化，然后對(duì)已調(diào)制的光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，從而得到被測(cè)量。
　　光纖傳感器可以測(cè)量多種物理量.目前已經(jīng)實(shí)用的光纖傳感器可測(cè)量的物理量達(dá)70多種，因此光纖傳感器具有廣闊的發(fā)展前景。
　　2)紅外傳感器
　　紅外傳感器是將輻射能轉(zhuǎn)換為電能的一種傳感器，又稱為紅外探測(cè)器.常見(jiàn)的紅外探測(cè)器有兩大類，熱探測(cè)器和光子探m器.熱探測(cè)器是利用人射紅外輻射引起探測(cè)器的敏感元件的沮度變化，進(jìn)而使有關(guān)物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，通過(guò)測(cè)量有關(guān)物理參數(shù)的變化來(lái)確定紅外探測(cè)器吸收的紅外輻射.熱探測(cè)器的主要優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)波段寬，可以在室沮下工作，使用方便。但是，熱探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，靈敏度較低，一般用于紅外輻射變化緩慢的場(chǎng)合.如光譜儀、測(cè)溫儀、紅外攝像等。光子紅外探測(cè)器是利用某些半導(dǎo)體材料在紅外輻射的照射下，產(chǎn)生光子效應(yīng)，使材料的電學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)最電學(xué)性質(zhì)的變化，可以確定紅外輻射的強(qiáng)弱。光子探測(cè)器的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，響應(yīng)速度快，響應(yīng)頻率高。但一般需在低溫下_L作，探測(cè)波段較窄，一般用于側(cè)溫儀、航空掃描儀、熱像儀等。紅外傳感器廣泛用于測(cè)溫、成像、成分分析、無(wú)損檢測(cè)等方面，特別是在軍事上的應(yīng)用更為廣泛，如紅外偵察、紅外雷達(dá)、紅外通信、紅外對(duì)抗等。
　　3)氣敏傳感器
　　氣敏傳感器是指能將被側(cè)氣體濃度轉(zhuǎn)換為與其成一定關(guān)系的電量輸出的裝置。氣敏傳感器的性能必須滿足下列條件:
　　(1)能夠檢淵易爆炸氣體的允許濃度、有害氣體的允許濃度和其他基準(zhǔn)設(shè)定濃度.并能及時(shí)給出報(bào)薯、顯示與控制信號(hào);
　　(2)對(duì)被側(cè)氣體以外的共存氣體或物質(zhì)不敏感;
　　(3)長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、重復(fù)性好；
　　(4)動(dòng)態(tài)特性好、響應(yīng)迅速;
　　(5)使用、維護(hù)方便，價(jià)格便宜等。
　　4)生物傳感器
　　生物傳感器是利用生物或生物物質(zhì)做成的、用以檢測(cè)與識(shí)別生物體內(nèi)的化學(xué)成分的傳感器。生物或生物物質(zhì)是指酶、微生物、抗體等，被側(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)人生物敏感膜，發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)(物理、化學(xué)反應(yīng))，通過(guò)變換器將其轉(zhuǎn)換成可定量、可傳輸、處理的電信號(hào).按照所用生物活性物質(zhì)的不同，生物傳感器包括酶?jìng)鞲衅鳌⑽⑸飩鞲衅?、免疫傳感器、生物組織傳感器等。酶?jìng)鞲衅骶哂徐`敏度高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，目前已實(shí)用化的商品達(dá)200種以上，但由于酶的提煉工序復(fù)雜，因而造價(jià)高，性能也不太穩(wěn)定。微生物傳感器與酶?jìng)鞲衅飨啾龋瑑r(jià)格便宜，性能穩(wěn)定，它的缺點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)(數(shù)分鐘)，選擇性差，目前微生物傳感器已成功應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和醫(yī)學(xué)中，如測(cè)定水污染程度、診斷尿毒癥和搪尿病等。免疫傳感器的基本原理是免疫反應(yīng)，目前已研制成功的免疫傳感器達(dá)兒十種以上。生物組織傳感器制作簡(jiǎn)便，工作壽命長(zhǎng)，在許多情況下可取代酶?jìng)鞲衅鳎趯?shí)用化中還存在選擇性差、動(dòng)植物材料不易保存等問(wèn)題。目前生物傳感器的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用正向著多功能化、集成化的方向發(fā)展。半導(dǎo)體生物傳感器是將半導(dǎo)體技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，為生物傳感器的多功能化、小型化、微型化提供了重要的途徑。
　　5)機(jī)器人傳感器
　　機(jī)器人傳感器是一種能將機(jī)器人目標(biāo)物特性(或參量)變換為電量輸出的裝置，機(jī)器人通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)類似于人類的知覺(jué)作用。
　　機(jī)器人傳感器分為內(nèi)部檢測(cè)傳感器和外界檢測(cè)傳感器兩大類。內(nèi)部檢測(cè)傳感器是在機(jī)器人中用來(lái)感知它自己的狀態(tài)，以調(diào)整和控制機(jī)器人自身行動(dòng)的傳感器。它通常由位置、加速度、速度及JR力傳感器組成。外界檢測(cè)傳感器是機(jī)器人用以感受周圍環(huán)境、目標(biāo)物的狀態(tài)特征信息的傳感器.從而使機(jī)器人對(duì)環(huán)境有自校正和自適應(yīng)能力。外界槍側(cè)傳感器通常包括觸覺(jué)、接近覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)等傳感器。機(jī)器人傳感器是機(jī)器人研究中必不可缺的重要課題，需要有更多的、性能更好的、功能更強(qiáng)的、集成度更高的傳感器來(lái)推動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展。
　　6)智能傳感器
　　智能傳感器是一種帶有微處理機(jī)的，兼有信息檢測(cè)、信息處理、信息記憶、邏輯思維與判斷功能的傳感器。本書第9章將對(duì)這種傳感器進(jìn)行詳細(xì)闡述。