各類傳感器知識的入門介紹

前言

隨著社會的進步，科學技術的發(fā)展，特別是近20年來，電子技術日新月異，計算機的普及和應用把人類帶到了信息時代，各種電器設備充滿了人們生產(chǎn)和生活的各個領域，相當大一部分的電器設備都應用到了傳感器件，傳感器技術是現(xiàn)代信息技術中主要技術之一，在國民經(jīng)濟建設中占據(jù)有極其重要的地位。

人是通過視覺、嗅覺、聽覺及觸覺等感官來感知外界的信息，感知的信息輸入大腦進行分析判斷（即人的思維）和處理，再指揮人作出相應的動作，這是人類認識世界和改造世界具有的最基本的本能。但是通過人的五官感知外界的信息非常有限，例如，人總不能利用觸覺來感知超過幾十甚至上千度的溫度吧，而且也不可能辨別溫度的微小變化，這就需要電子設備的幫助。同樣，利用電子儀器特別象計算機控制的自動化裝置來代替人的勞動，那么計算機類似于人的大腦，而僅有大腦而沒有感知外界信息的“五官”顯然是不足夠的，中央處理系統(tǒng)也還需要它們的“五官”——即傳感器。

人的五管是功能非常復雜、靈敏的“傳感器”，例如人的觸覺是相當靈敏的，它可以感知外界物體的溫度、硬度、輕重及外力的大小，還可以具有電子設備所不具備的“手感”，例如棉織物的手感，液體的粘稠感等。然而人的五官感覺大多只能對外界的信息作“定性”感知，而不能作定量感知。而且有許多物理量人的五官是感覺不到的，例如對磁性就不能感知。視覺可以感知可見光部分，對于頻域更加寬的非可見光譜則無法感覺得到，象紅外線和紫外線光譜，人類卻是“視而不見”。借助溫度傳感器很容易感知到幾百度到幾千度的溫度，而且要做到1℃的分辨率輕而易舉。同樣借助紅外和紫外線傳感器，便可感知到這些不可見光，所以人類才制造出了具有廣泛用途的紅外夜視儀和X光診斷設備，這些技術在軍事、國防及醫(yī)療衛(wèi)生領域有著極其重要的作用。

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域，工廠的自動流水生產(chǎn)線，全自動加工設備，許多智能化的檢測儀器設備，都大量地采用了各種各樣的傳感器，它們在合理化地進行生產(chǎn)，減輕人們的勞動強度，避免有害的作業(yè)發(fā)揮了巨大的作用。在家用電器領域，象全自動洗衣機、電飯褒和微波爐都離不開傳感器。醫(yī)療衛(wèi)生領域，電子脈博儀、體溫計、醫(yī)用呼吸機、超聲波診斷儀、斷層掃描（CT）及核磁共振診斷設備，都大量地使用了各種各樣的傳感技術。這些對改善人們的生活水平，提高生活質量和健康水平起到了重要的作用。在軍事國防領域，各種偵測設備，紅外夜視探測，雷達跟蹤、武器的精確制導，沒有傳感器是難以實現(xiàn)的。在航空航天領域，空中管制、導航、飛機的飛行管理和自動駕駛，儀表著陸盲降系統(tǒng)，都需要傳感器。人造衛(wèi)星的遙感遙測都與傳感器緊密相關。沒有傳感器，要實現(xiàn)這樣的功能那是不可能的。

此外，在礦產(chǎn)資源、海洋開發(fā)、生命科學、生物工程等領域傳感器都有著廣泛的用途，傳感器技術已受到各國的高度重視，并已發(fā)展成為一種專門的技術學科。

傳感器是攝取信息的關鍵器件，它與通信技術和計算機技術構成了信息技術的三大支柱，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集手段，也是采用微電子技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要方法，對提高經(jīng)濟效益、科學研究與生產(chǎn)技術的水平有著舉足輕重的作用。傳感器技術水平高低不但直接影響信息技術水平，而且還影響信息技術的發(fā)展與應用。目前，傳感器技術已滲透到科學和國民經(jīng)濟的各個領域，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究及改善人民生活等方面，起著越來越大的作用。許多尖端科學和新興技術更是需要新型傳感器技術來裝備，計算機的推廣應用，離不開傳感器，新型傳感器與計算機相結合，不但使計算機的應用進入了嶄新時代，也為傳感器技術展現(xiàn)了一個更加廣闊的應用領域和發(fā)展前景。