duiyuchuanganqilaishuo，anzhaoshurudezhuangtai，shurukeyifenchengjingtailianghedongtailiang。womenkeyigenjuzaigegezhidewendingzhuangtaixia，shuchuliangheshuruliangdeguanxidedaochuanganqidejingtaitexing。chuanganqidejingtaitexingdezhuyaozhibiaoyouxianxingdu
、遲滯、重複性、靈(ling)敏(min)度(du)和(he)準(zhun)確(que)度(du)等(deng)。傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)則(ze)指(zhi)的(de)是(shi)對(dui)於(yu)輸(shu)入(ru)量(liang)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)變(bian)化(hua)的(de)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)。動(dong)態(tai)特(te)性(xing)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)傳(chuan)遞(di)函(han)數(shu)等(deng)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)模(mo)型(xing)來(lai)描(miao)述(shu)。通(tong)常(chang)，傳(chuan)感(gan)器(qi)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)信(xin)號(hao)都(dou)有(you)微(wei)弱(ruo)的(de)低(di)頻(pin)信(xin)號(hao)，外(wai)界(jie)的(de)幹(gan)擾(rao)有(you)的(de)時(shi)候(hou)的(de)幅(fu)度(du)能(neng)夠(gou)超(chao)過(guo)被(bei)測(ce)量(liang)的(de)信(xin)號(hao)
，因(yin)此(ci)消(xiao)除(chu)串(chuan)入(ru)的(de)噪(zao)聲(sheng)就(jiu)成(cheng)為(wei)了(le)一(yi)項(xiang)關(guan)鍵(jian)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)。

光纖傳感器

近年來
，傳感器在朝著靈敏

、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展。在這一過程中，光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優異的性能，例如：抗電磁幹擾和原子輻射的性能，徑細、質軟、重量輕的機械性能

，絕緣、無感應的電氣性能，耐水
、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等，它能夠在人達不到的地方（如高溫區）
，或者對人有害的地區（如核輻射區），起到人的耳目的作用
，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。

光纖傳感器是最近幾年出現的新技術，可以用來測量多種物理量
，比如聲場、電場、壓力
、溫度

、角速度、加(jia)速(su)度(du)等(deng)，還(hai)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)現(xian)有(you)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)難(nan)以(yi)完(wan)成(cheng)的(de)測(ce)量(liang)任(ren)務(wu)。在(zai)狹(xia)小(xiao)的(de)空(kong)間(jian)裏(li)，在(zai)強(qiang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)和(he)高(gao)電(dian)壓(ya)的(de)環(huan)境(jing)裏(li)
，光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)顯(xian)示(shi)出(chu)了(le)獨(du)特(te)的(de)能(neng)力(li)。目(mu)前(qian)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)已(yi)經(jing)有(you)70多種
，大致上分成光纖自身傳感器和利用光纖的傳感器。

所謂光纖自身的傳感器，就是光纖自身直接接收外界的被測量。外接的被測量物理量能夠引起測量臂的長度
、折射率、直徑的變化，從而使得光纖內傳輸的光在振幅、相位

、頻率
、偏振等方麵發生變化。測量臂傳輸的光與參考臂的參考光互相幹涉（比較），使輸出的光的相位（或振幅）發生變化，根據這個變化就可檢測出被測量的變化。光纖中傳輸的相位受外界影響的靈敏度很高，利用幹涉技術能夠檢測出10的負4 次(ci)方(fang)弧(hu)度(du)的(de)微(wei)小(xiao)相(xiang)位(wei)變(bian)化(hua)所(suo)對(dui)應(ying)的(de)物(wu)理(li)量(liang)。利(li)用(yong)光(guang)纖(xian)的(de)繞(rao)性(xing)和(he)低(di)損(sun)耗(hao)，能(neng)夠(gou)將(jiang)很(hen)長(chang)的(de)光(guang)纖(xian)盤(pan)成(cheng)直(zhi)徑(jing)很(hen)小(xiao)的(de)光(guang)纖(xian)圈(quan)，以(yi)增(zeng)加(jia)利(li)用(yong)長(chang)度(du)，獲(huo)得(de)更(geng)高(gao)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)。

光guang纖xian聲sheng傳chuan感gan器qi就jiu是shi一yi種zhong利li用yong光guang纖xian自zi身shen的de傳chuan感gan器qi。當dang光guang纖xian受shou到dao一yi點dian很hen微wei小xiao的de外wai力li作zuo用yong時shi
，就jiu會hui產chan生sheng微wei彎wan曲qu，而er其qi傳chuan光guang能neng力li發fa生sheng很hen大da的de變bian化hua。聲sheng音yin是shi一yi種zhong機ji械xie波bo

，它ta對dui光guang纖xian的de作zuo用yong就jiu是shi使shi光guang纖xian受shou力li並bing產chan生sheng彎wan曲qu，通tong過guo彎wan曲qu就jiu能neng夠gou得de到dao聲sheng音yin的de強qiang弱ruo。光guang纖xian陀tuo螺luo也ye是shi光guang纖xian自zi身shen傳chuan感gan器qi的de一yi種zhong，與yu激ji光guang陀tuo螺luo相xiang比bi，光guang纖xian陀tuo螺luo靈ling敏min度du高gao，體ti積ji小xiao，成cheng本ben低di
，可ke以yi用yong於yu飛fei機ji、艦船、導彈等的高性能慣性導航係統。如圖就是光纖傳感器渦輪流量計的原理。

另外一個大類的光纖傳感器是利用光纖的傳感器。其結構大致如下：chuanganqiweiyuguangxianduanbu，guangxianzhishiguangdechuanshuxian
，jiangbeiceliangdewuliliangbianhuanchengweiguangdezhenfu，xiangweihuozhezhenfudebianhua。zaizhezhongchuanganqixitongzhong
，chuantongdechuanganqiheguangxianxiangjiehe。guangxiandedaorushideshixiantanzhenhuadeyaocetigonglekenengxing。zhezhongguangxianchuanshudechuanganqishiyongfanweiguang，shiyongjianbian，danshijingdubidiyileichuanganqishaodi。

光纖在傳感器家族中是後期之秀

，它憑借著光纖的優異性能而得到廣泛的應用，是在生產實踐中值得注意的一種傳感器。

物理傳感器

物(wu)理(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)檢(jian)測(ce)物(wu)理(li)量(liang)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)。它(ta)是(shi)利(li)用(yong)某(mou)些(xie)物(wu)理(li)效(xiao)應(ying)
，把(ba)被(bei)測(ce)量(liang)的(de)物(wu)理(li)量(liang)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)為(wei)便(bian)於(yu)處(chu)理(li)的(de)能(neng)量(liang)形(xing)式(shi)的(de)信(xin)號(hao)的(de)裝(zhuang)置(zhi)。其(qi)輸(shu)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)和(he)輸(shu)入(ru)的(de)信(xin)號(hao)有(you)確(que)定(ding)的(de)關(guan)係(xi)。主(zhu)要(yao)的(de)物(wu)理(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)有(you)光(guang)電(dian)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)、壓電傳感器、壓阻式傳感器
、電磁式傳感器、熱電式傳感器


、光導纖維傳感器等。

作zuo為wei例li子zi，讓rang我wo們men看kan看kan比bi較jiao常chang用yong的de光guang電dian式shi傳chuan感gan器qi。這zhe種zhong傳chuan感gan器qi把ba光guang信xin號hao轉zhuan換huan成cheng為wei電dian信xin號hao
，它ta直zhi接jie檢jian測ce來lai自zi物wu體ti的de輻fu射she信xin息xi
，也ye可ke以yi轉zhuan換huan其qi他ta物wu理li量liang成cheng為wei光guang信xin號hao。其qi主zhu要yao的de原yuan理li是shi光guang電dian效xiao應ying：當光照射到物質上的時候，物質上的電效應發生改變
，這裏的電效應包括電子發射、電導率和電位電流等。

顯(xian)然(ran)
，能(neng)夠(gou)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)這(zhe)樣(yang)效(xiao)應(ying)的(de)器(qi)件(jian)成(cheng)為(wei)光(guang)電(dian)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)主(zhu)要(yao)部(bu)件(jian)，比(bi)如(ru)說(shuo)光(guang)敏(min)電(dian)阻(zu)。這(zhe)樣(yang)，我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)了(le)光(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)主(zhu)要(yao)工(gong)作(zuo)流(liu)程(cheng)就(jiu)是(shi)接(jie)受(shou)相(xiang)應(ying)的(de)光(guang)的(de)照(zhao)射(she)，通(tong)過(guo)類(lei)似(si)光(guang)敏(min)電(dian)阻(zu)這(zhe)樣(yang)的(de)器(qi)件(jian)把(ba)光(guang)能(neng)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)為(wei)電(dian)能(neng)
，然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)放(fang)大(da)和(he)去(qu)噪(zao)聲(sheng)的(de)處(chu)理(li)
，就(jiu)得(de)到(dao)了(le)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)。這(zhe)裏(li)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)信(xin)號(hao)和(he)原(yuan)始(shi)的(de)光(guang)信(xin)號(hao)有(you)一(yi)定(ding)的(de)關(guan)係(xi)，通(tong)常(chang)是(shi)接(jie)近(jin)線(xian)性(xing)的(de)關(guan)係(xi)，這(zhe)樣(yang)計(ji)算(suan)原(yuan)始(shi)的(de)光(guang)信(xin)號(hao)就(jiu)不(bu)是(shi)很(hen)複(fu)雜(za)了(le)。其(qi)它(ta)的(de)物(wu)理(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)原(yuan)理(li)都(dou)可(ke)以(yi)類(lei)比(bi)於(yu)光(guang)電(dian)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)。

物wu理li傳chuan感gan器qi的de應ying用yong範fan圍wei是shi非fei常chang廣guang泛fan的de
，我wo們men僅jin僅jin就jiu生sheng物wu醫yi學xue的de角jiao度du來lai看kan看kan物wu理li傳chuan感gan器qi的de應ying用yong情qing況kuang，之zhi後hou不bu難nan推tui測ce物wu理li傳chuan感gan器qi在zai其qi他ta的de方fang麵mian也ye有you重zhong要yao的de應ying用yong。

比(bi)如(ru)血(xue)壓(ya)測(ce)量(liang)是(shi)醫(yi)學(xue)測(ce)量(liang)中(zhong)的(de)最(zui)為(wei)常(chang)規(gui)的(de)一(yi)種(zhong)。我(wo)們(men)通(tong)常(chang)的(de)血(xue)壓(ya)測(ce)量(liang)都(dou)是(shi)間(jian)接(jie)測(ce)量(liang)，通(tong)過(guo)體(ti)表(biao)檢(jian)測(ce)出(chu)來(lai)的(de)血(xue)流(liu)和(he)壓(ya)力(li)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)，從(cong)而(er)測(ce)出(chu)脈(mai)管(guan)裏(li)的(de)血(xue)壓(ya)值(zhi)。測(ce)量(liang)血(xue)壓(ya)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)通(tong)常(chang)都(dou)包(bao)括(kuo)一(yi)個(ge)彈(dan)性(xing)膜(mo)片(pian)，它(ta)將(jiang)壓(ya)力(li)信(xin)號(hao)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)為(wei)膜(mo)片(pian)的(de)變(bian)形(xing)，然(ran)後(hou)再(zai)根(gen)據(ju)膜(mo)片(pian)的(de)應(ying)變(bian)或(huo)位(wei)移(yi)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)為(wei)相(xiang)應(ying)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)。在(zai)電(dian)信(xin)號(hao)的(de)峰(feng)值(zhi)處(chu)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)出(chu)來(lai)收(shou)縮(suo)壓(ya)，在(zai)通(tong)過(guo)反(fan)相(xiang)器(qi)和(he)峰(feng)值(zhi)檢(jian)測(ce)器(qi)後(hou)，種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)外(wai)形(xing)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)舒(shu)張(zhang)壓(ya)，通(tong)過(guo)積(ji)分(fen)器(qi)就(jiu)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)平(ping)均(jun)壓(ya)。

rangwomenzaikankanhuxiceliangjishu。huxiceliangshilinchuangzhenduanfeigongnengdezhongyaoyiju
，zaiwaikeshoushuhebingrenjianhuzhongdoushibibukeshaode。biruzaishiyongyongyucelianghuxipinlvderemindianzushichuanganqishi
，bachuanganqidedianzuanzhuangzaiyigejiaziqianduandewaice，bajiazijiazaibiyishang，danghuxiqiliucongremindianzubiaomianliuguoshi

，jiukeyitongguoremindianzulaicelianghuxidepinlvyijireqidezhuangtai。

再比如最常見的體表溫度測量過程，雖然看起來很容易，但是卻有著複雜的測量機理。體表溫度是由局部的血流量

、下xia層ceng組zu織zhi的de導dao熱re情qing況kuang和he表biao皮pi的de散san熱re情qing況kuang等deng多duo種zhong因yin素su決jue定ding的de，因yin此ci測ce量liang皮pi膚fu溫wen度du要yao考kao慮lv到dao多duo方fang麵mian的de影ying響xiang。熱re電dian偶ou式shi傳chuan感gan器qi被bei較jiao多duo的de應ying用yong到dao溫wen度du的de測ce量liang中zhong，通tong常chang有you杆gan狀zhuang熱re電dian偶ou傳chuan感gan器qi和he薄bo膜mo熱re電dian偶ou傳chuan感gan器qi。

由(you)於(yu)熱(re)電(dian)偶(ou)的(de)尺(chi)寸(cun)非(fei)常(chang)小(xiao)，精(jing)度(du)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)可(ke)做(zuo)到(dao)微(wei)米(mi)的(de)級(ji)別(bie)，所(suo)以(yi)能(neng)夠(gou)比(bi)較(jiao)精(jing)確(que)地(di)測(ce)量(liang)出(chu)某(mou)一(yi)點(dian)處(chu)的(de)溫(wen)度(du)
，加(jia)上(shang)後(hou)期(qi)的(de)分(fen)析(xi)統(tong)計(ji)
，能(neng)夠(gou)得(de)出(chu)比(bi)較(jiao)全(quan)麵(mian)的(de)分(fen)析(xi)結(jie)果(guo)。這(zhe)是(shi)傳(chuan)統(tong)的(de)水(shui)銀(yin)溫(wen)度(du)計(ji)所(suo)不(bu)能(neng)比(bi)擬(ni)的(de)，也(ye)展(zhan)示(shi)了(le)應(ying)用(yong)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)給(gei)科(ke)學(xue)發(fa)展(zhan)帶(dai)來(lai)的(de)廣(guang)闊(kuo)前(qian)景(jing)。

從以上的介紹可以看出，僅僅在生物醫學方麵，物理傳感器就有著多種多樣的應用。傳感器的發展方向是多功能、有圖像的、有(you)智(zhi)能(neng)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)。傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量(liang)作(zuo)為(wei)數(shu)據(ju)獲(huo)得(de)的(de)重(zhong)要(yao)手(shou)段(duan)，是(shi)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)乃(nai)至(zhi)家(jia)庭(ting)生(sheng)活(huo)所(suo)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)器(qi)件(jian)，而(er)物(wu)理(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)又(you)是(shi)最(zui)普(pu)通(tong)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)家(jia)族(zu)，靈(ling)活(huo)運(yun)用(yong)物(wu)理(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)必(bi)然(ran)能(neng)夠(gou)創(chuang)造(zao)出(chu)更(geng)多(duo)的(de)產(chan)品(pin)，更(geng)好(hao)的(de)效(xiao)益(yi)。

紅外傳感器

紅外技術發展到現在，已經為大家所熟知，這種技術已經在現代科技、國防和工農業等領域獲得了廣泛的應用。紅外傳感係統是用紅外線為介質的測量係統，按照功能能夠分成五類：（1）輻射計
，用於輻射和光譜測量；（2）搜索和跟蹤係統，用於搜索和跟蹤紅外目標

，確定其空間位置並對它的運動進行跟蹤；（3）熱成像係統，可產生整個目標紅外輻射的分布圖象

；（4）紅外測距和通信係統；（5）混合係統
，是指以上各類係統中的兩個或者多個的組合。

紅(hong)外(wai)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)是(shi)紅(hong)外(wai)探(tan)測(ce)器(qi)，按(an)照(zhao)探(tan)測(ce)的(de)機(ji)理(li)的(de)不(bu)同(tong)
，可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)熱(re)探(tan)測(ce)器(qi)和(he)光(guang)子(zi)探(tan)測(ce)器(qi)兩(liang)大(da)類(lei)。下(xia)麵(mian)以(yi)熱(re)探(tan)測(ce)器(qi)為(wei)例(li)子(zi)來(lai)分(fen)析(xi)探(tan)測(ce)器(qi)的(de)原(yuan)理(li)。

熱(re)探(tan)測(ce)器(qi)是(shi)利(li)用(yong)輻(fu)射(she)熱(re)效(xiao)應(ying)，使(shi)探(tan)測(ce)元(yuan)件(jian)接(jie)收(shou)到(dao)輻(fu)射(she)能(neng)後(hou)引(yin)起(qi)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)
，進(jin)而(er)使(shi)探(tan)測(ce)器(qi)中(zhong)依(yi)賴(lai)於(yu)溫(wen)度(du)的(de)性(xing)能(neng)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。檢(jian)測(ce)其(qi)中(zhong)某(mou)一(yi)性(xing)能(neng)的(de)變(bian)化(hua)

，便(bian)可(ke)探(tan)測(ce)出(chu)輻(fu)射(she)。多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)是(shi)通(tong)過(guo)熱(re)電(dian)變(bian)化(hua)來(lai)探(tan)測(ce)輻(fu)射(she)的(de)。當(dang)元(yuan)件(jian)接(jie)收(shou)輻(fu)射(she)，引(yin)起(qi)非(fei)電(dian)量(liang)的(de)物(wu)理(li)變(bian)化(hua)時(shi)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)適(shi)當(dang)的(de)變(bian)換(huan)後(hou)測(ce)量(liang)相(xiang)應(ying)的(de)電(dian)量(liang)變(bian)化(hua)。
[page]
仿生傳感器

仿生傳感器，是一種采用新的檢測原理的新型傳感器，它采用固定化的細胞、酶或者其他生物活性物質與換能器相配合組成傳感器。這種傳感器是近年來生物醫學和電子學、工程學相互滲透而發展起來的一種新型的信息技術。這種傳感器的特點是機能高、壽命長。在仿生傳感器中，比較常用的是生體模擬的傳感器。

仿生傳感器按照使用的介質可以分為：酶傳感器

、微生物傳感器
、細胞器傳感器
、組zu織zhi傳chuan感gan器qi等deng。在zai圖tu中zhong我wo們men可ke以yi看kan到dao，仿fang生sheng傳chuan感gan器qi和he生sheng物wu學xue理li論lun的de方fang方fang麵mian麵mian都dou有you密mi切qie的de聯lian係xi，是shi生sheng物wu學xue理li論lun發fa展zhan的de直zhi接jie成cheng果guo。在zai生sheng體ti模mo擬ni的de傳chuan感gan器qi中zhong，尿niao素su傳chuan感gan器qi是shi最zui近jin開kai發fa出chu來lai的de一yi種zhong傳chuan感gan器qi。下xia麵mian就jiu以yi尿niao素su傳chuan感gan器qi為wei例li子zi介jie紹shao仿fang生sheng傳chuan感gan器qi的de應ying用yong。

niaosuchuanganqi
，zhuyaoshiyoushengtimojiqilizitongdaoliangbufengoucheng。shengtimonenggouganshouwaibucijiyingxiang，lizitongdaonenggoujieshoushengtimodexinxi
，bingjinxingfangdahechuansong。dangmoneideganshoubuweishoudaowaibucijiwuzhideyingxiangshi
，modetouguoxingjiangchanshengbianhua
，shidaliangdeliziliuruxibaonei
，xingchengxinxidechuansong。qizhongqizhongyaozuoyongdeshishengtimodezuchengchengfenmodanbaizhi，tanengchanshengbaoxingwangluobianhua，shimodetouguoxingfashengbianhua
，jinxingxinxidechuansongjifangda。shengtimodelizitongdao，youanjisuandejuhetigoucheng，keyiyongyoujihuaxuezhongrongyihechengdejuansuandejuhewu（L一穀氨酸，PLG）為替代物質
，它比酶的化學穩定性好。PLG是水溶性的
，本不適合電機的修飾
，但PLG和聚合物可以合成嵌段共聚物，形成傳感器使用的感應膜。
生體膜的離子通道的原理基本上與生體膜一樣，在電極上將嵌段共聚膜固定後，如果加感應PLG保性網絡變化的物質，就會使膜的透過性發生變化
，從而產生電流的變化，由電流的變化，便可以進行對刺激性物質的檢測。

尿素傳感器經試驗證明是穩定性好的一種生體模擬傳感器，檢測下限為10的負3次方的數量級，還可以檢測刺激性物質，但是暫時還不適合生體的計測。

目前，雖然已經發展成功了許多仿生傳感器，但仿生傳感器的穩定性、再zai現xian性xing和he可ke批pi量liang生sheng產chan性xing明ming顯xian不bu足zu，所suo以yi仿fang生sheng傳chuan感gan技ji術shu尚shang處chu於yu幼you年nian期qi，因yin此ci
，以yi後hou除chu繼ji續xu開kai發fa出chu新xin係xi列lie的de仿fang生sheng傳chuan感gan器qi和he完wan善shan現xian有you的de係xi列lie之zhi外wai，生sheng物wu活huo性xing膜mo的de固gu定ding化hua技ji術shu和he仿fang生sheng傳chuan感gan器qi的de固gu態tai化hua值zhi得de進jin一yi步bu研yan究jiu。

在不久的將來，模擬生體功能的嗅覺、味覺、聽覺、觸覺仿生傳感器將出現，有可能超過人類五官的敏感能力，完善目前機器人的視覺、味覺、觸chu覺jiao和he對dui目mu的de物wu進jin行xing操cao作zuo的de能neng力li。我wo們men能neng夠gou看kan到dao仿fang生sheng傳chuan感gan器qi應ying用yong的de廣guang泛fan前qian景jing，但dan這zhe些xie都dou需xu要yao生sheng物wu技ji術shu的de進jin一yi步bu發fa展zhan
，我wo們men拭shi目mu以yi待dai這zhe一yi天tian的de到dao來lai。

磁光效應傳感器

現代電測技術日趨成熟
，由於具有精度高
、便(bian)於(yu)微(wei)機(ji)相(xiang)連(lian)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)實(shi)時(shi)處(chu)理(li)等(deng)優(you)點(dian)，已(yi)經(jing)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)在(zai)電(dian)氣(qi)量(liang)和(he)非(fei)電(dian)氣(qi)量(liang)的(de)測(ce)量(liang)中(zhong)。然(ran)而(er)電(dian)測(ce)法(fa)容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)幹(gan)擾(rao)

，在(zai)交(jiao)流(liu)測(ce)量(liang)時(shi)
，頻(pin)響(xiang)不(bu)夠(gou)寬(kuan)及(ji)對(dui)耐(nai)壓(ya)
、絕緣方麵有一定要求，在激光技術迅速發展的今天

，已經能夠解決上述的問題。

ciguangxiaoyingchuanganqijiushiliyongjiguangjishufazhanerchengdegaoxingnengchuanganqi。jiguang，shibenshijiliushiniandaichuxunsufazhanqilaideyouyixinjishu，tadechuxianbiaozhizherenmenzhangwoheliyongguangbojinruleyigexindejieduan。youyuyiwangputongguangyuandansedudi，guhenduozhongyaodeyingyongshoudaoxianzhi，erjiguangdechuxian，shiwuxiandianjishuheguangxuejishutufeimengjin
、相互滲透
、相互補充。現在

，利用激光已經製成了許多傳感器
，解決了許多以前不能解決的技術難題，使它適用於煤礦、石油、天然氣貯存等危險
、易燃的場所。

比如說用激光製成的光導纖維傳感器，能測量原油噴射、shiyoudaguanguiliedeqingkuangcanshu。zaishicedidian，bubidianyuangongdian，zheduiyuanquanfangbaocuoshiyaoqiuhenyangedeshiyouhuagongshebeiqunyouweishiyong，yekeyonglaizaidaxinggangtiechangdemouxiehuanjieshixianguangxuefangfadeyaocehuaxuejishu。

ciguangxiaoyingchuanganqideyuanlizhuyaoshiliyongguangdepianzhenzhuangtailaishixianchuanganqidegongneng。dangyishupianzhenguangtongguojiezhishi，ruozaiguangshuchuanbofangxiangcunzaizheyigewaicichang
，nameguangtongguopianzhenmianjiangxuanzhuanyigejiaodu，zhejiushiciguangxiaoying。yejiushikeyitongguoxuanzhuandejiaodulaiceliangwaijiadecichang。zaitedingdeshiyanzhuangzhixia，pianzhuandejiaoduheshuchudeguangqiangchengzhengbi，tongguoshuchuguangzhaoshejiguangerjiguan LD，就可以獲得數字化的光強，用來測量特定的物理量。

自六十年代末開始，RCLecrawtichuyouguanciguangxiaoyingdeyanjiubaogaohou，yinqidajiadezhongshi。riben
，suliandengguojiajunkaizhanleyanjiu，guoneiyeyouxuezhejinxingtansuo。ciguangxiaoyingdechuanganqijuyouyouliangdedianjueyuanxingnenghekangganrao
、頻響寬、響應快、安全防爆等特性

，因此對一些特殊場合電磁參數的測量，有獨特的功效，尤其在電力係統中高壓大電流的測量方麵
、gengxianshitaqianzaideyoushi。tongshitongguokaifachulixitongderuanjianheyingjian，yekeyishixiandianhanjihejiqirenkongzhixitongdezidongshishiceliang。zaiciguangxiaoyingchuanganqideshiyongzhong，zuizhongyaodeshixuanzeciguangjiezhihejiguangqi，butongdeqijianzailingmindu、gongzuofanweifangmiandouyoubutongdenengli。suizhejinjishinianlaidegaoxingnengjiguangqihexinxingdeciguangjiezhidechuxian，ciguangxiaoyingchuanganqidexingnengyuelaiyueqiang，yingyongyeyuelaiyueguangfan。

磁光效應傳感器做為一種特定用途的傳感器，能夠在特定的環境中發揮自己的功能，也是一種非常重要的工業傳感器。

壓力傳感器

yalichuanganqishigongyeshijianzhongzuiweichangyongdeyizhongchuanganqi，erwomentongchangshiyongdeyalichuanganqizhuyaoshiliyongyadianxiaoyingzhizaoerchengde，zheyangdechuanganqiyechengweiyadianchuanganqi。

我們知道
，晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質
，當沿著一定方向受到機械力作用發生變形時，就產生了極化效應；dangjixielichediaozhihou

，youhuizhongxinhuidaobudaidiandezhuangtai
，yejiushishoudaoyalideshihou，mouxiejingtikenengchanshengchudiandexiaoying，zhejiushisuoweidejihuaxiaoying。kexuejiajiushigenjuzhegexiaoyingyanzhichuleyalichuanganqi。

壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化矽）是shi一yi種zhong天tian然ran晶jing體ti，壓ya電dian效xiao應ying就jiu是shi在zai這zhe種zhong晶jing體ti中zhong發fa現xian的de，在zai一yi定ding的de溫wen度du範fan圍wei之zhi內nei，壓ya電dian性xing質zhi一yi直zhi存cun在zai
，但dan溫wen度du超chao過guo這zhe個ge範fan圍wei之zhi後hou，壓ya電dian性xing質zhi完wan全quan消xiao失shi（這個高溫就是所謂的“居裏點”）。由於隨著應力的變化電場變化微小（也就說壓電係數比較低）
，所suo以yi石shi英ying逐zhu漸jian被bei其qi他ta的de壓ya電dian晶jing體ti所suo替ti代dai。而er酒jiu石shi酸suan鉀jia鈉na具ju有you很hen大da的de壓ya電dian靈ling敏min度du和he壓ya電dian係xi數shu，但dan是shi它ta隻zhi能neng在zai室shi溫wen和he濕shi度du比bi較jiao低di的de環huan境jing下xia才cai能neng夠gou應ying用yong。磷lin酸suan二er氫qing胺an屬shu於yu人ren造zao晶jing體ti，能neng夠gou承cheng受shou高gao溫wen和he相xiang當dang高gao的de濕shi度du，所suo以yi已yi經jing得de到dao了le廣guang泛fan的de應ying用yong。

在現在壓電效應也應用在多晶體上，比如現在的壓電陶瓷
，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT
、铌酸鹽係壓電陶瓷
、铌鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

壓(ya)電(dian)效(xiao)應(ying)是(shi)壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)主(zhu)要(yao)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)，壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)不(bu)能(neng)用(yong)於(yu)靜(jing)態(tai)測(ce)量(liang)，因(yin)為(wei)經(jing)過(guo)外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)後(hou)的(de)電(dian)荷(he)，隻(zhi)有(you)在(zai)回(hui)路(lu)具(ju)有(you)無(wu)限(xian)大(da)的(de)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)時(shi)才(cai)得(de)到(dao)保(bao)存(cun)。實(shi)際(ji)的(de)情(qing)況(kuang)不(bu)是(shi)這(zhe)樣(yang)的(de)
，所(suo)以(yi)這(zhe)決(jue)定(ding)了(le)壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)隻(zhi)能(neng)夠(gou)測(ce)量(liang)動(dong)態(tai)的(de)應(ying)力(li)。

壓電傳感器主要應用在加速度
、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單
、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車

、船舶、橋qiao梁liang和he建jian築zhu的de振zhen動dong和he衝chong擊ji測ce量liang中zhong已yi經jing得de到dao了le廣guang泛fan的de應ying用yong，特te別bie壓ya電dian傳chuan感gan器qi的de外wai形xing是shi航hang空kong和he宇yu航hang領ling域yu中zhong更geng有you它ta的de特te殊shu地di位wei。壓ya電dian式shi傳chuan感gan器qi心xin乂yi

也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)發(fa)動(dong)機(ji)內(nei)部(bu)燃(ran)燒(shao)壓(ya)力(li)的(de)測(ce)量(liang)與(yu)真(zhen)空(kong)度(du)的(de)測(ce)量(liang)。也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)軍(jun)事(shi)工(gong)業(ye)，例(li)如(ru)用(yong)它(ta)來(lai)測(ce)量(liang)槍(qiang)炮(pao)子(zi)彈(dan)在(zai)膛(tang)中(zhong)擊(ji)發(fa)的(de)一(yi)瞬(shun)間(jian)的(de)膛(tang)壓(ya)的(de)變(bian)化(hua)和(he)炮(pao)口(kou)的(de)衝(chong)擊(ji)波(bo)壓(ya)力(li)。它(ta)既(ji)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)大(da)的(de)壓(ya)力(li)，也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)微(wei)小(xiao)的(de)壓(ya)力(li)。

壓(ya)電(dian)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)也(ye)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)在(zai)生(sheng)物(wu)醫(yi)學(xue)測(ce)量(liang)中(zhong)，比(bi)如(ru)說(shuo)心(xin)室(shi)導(dao)管(guan)式(shi)微(wei)音(yin)器(qi)就(jiu)是(shi)由(you)壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)製(zhi)成(cheng)的(de)

，因(yin)為(wei)測(ce)量(liang)動(dong)態(tai)壓(ya)力(li)是(shi)如(ru)此(ci)普(pu)遍(bian)，所(suo)以(yi)壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)就(jiu)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)。

除(chu)了(le)壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)之(zhi)外(wai)
，還(hai)有(you)利(li)用(yong)壓(ya)阻(zu)效(xiao)應(ying)製(zhi)造(zao)出(chu)來(lai)的(de)壓(ya)阻(zu)傳(chuan)感(gan)器(qi)，利(li)用(yong)應(ying)變(bian)效(xiao)應(ying)的(de)應(ying)變(bian)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)，這(zhe)些(xie)不(bu)同(tong)的(de)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)利(li)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)效(xiao)應(ying)和(he)不(bu)同(tong)的(de)材(cai)料(liao)，在(zai)不(bu)同(tong)的(de)場(chang)合(he)能(neng)夠(gou)發(fa)揮(hui)它(ta)們(men)獨(du)特(te)的(de)用(yong)途(tu)。

電磁傳感器

磁ci傳chuan感gan器qi是shi最zui古gu老lao的de傳chuan感gan器qi，指zhi南nan針zhen是shi磁ci傳chuan感gan器qi的de最zui早zao的de一yi種zhong應ying用yong。但dan是shi作zuo為wei現xian代dai的de傳chuan感gan器qi，為wei了le便bian於yu信xin號hao處chu理li
，需xu要yao磁ci傳chuan感gan器qi能neng將jiang磁ci信xin號hao轉zhuan化hua成cheng為wei電dian信xin號hao輸shu出chu。應ying用yong最zui早zao的de是shi根gen據ju電dian磁ci感gan應ying原yuan理li製zhi造zao的de磁ci電dian式shi的de傳chuan感gan器qi。這zhe種zhong磁ci電dian式shi傳chuan感gan器qi曾zeng在zai工gong業ye控kong製zhi領ling域yu作zuo出chu了le傑jie出chu的de貢gong獻xian，但dan是shi到dao今jin天tian已yi經jing被bei以yi高gao性xing能neng磁ci敏min感gan材cai料liao為wei主zhu的de新xin型xing磁ci傳chuan感gan器qi所suo替ti代dai。

在今天所用的電磁效應的傳感器中，磁旋轉傳感器是重要的一種。磁旋轉傳感器主要由半導體磁阻元件、永久磁鐵、固定器、外wai殼ke等deng幾ji個ge部bu分fen組zu成cheng。典dian型xing結jie構gou是shi將jiang一yi對dui磁ci阻zu元yuan件jian安an裝zhuang在zai一yi個ge永yong磁ci體ti的de刺ci激ji上shang
，元yuan件jian的de輸shu入ru輸shu出chu端duan子zi接jie到dao固gu定ding器qi上shang，然ran後hou安an裝zhuang在zai金jin屬shu盒he中zhong，再zai用yong工gong程cheng塑su料liao密mi封feng，形xing成cheng密mi閉bi結jie構gou，這zhe個ge結jie構gou就jiu具ju有you良liang好hao的de可ke靠kao性xing。磁ci旋xuan轉zhuan傳chuan感gan器qi有you許xu多duo半ban導dao體ti磁ci阻zu元yuan件jian無wu法fa比bi擬ni一yi款kuan電dian磁ci傳chuan感gan器qi的de外wai形xing的de優you點dian。除chu了le具ju備bei很hen高gao的de靈ling敏min度du和he很hen大da的de輸shu出chu信xin號hao外wai，而er且qie有you很hen強qiang的de轉zhuan速su檢jian測ce範fan圍wei，這zhe是shi由you於yu電dian子zi技ji術shu發fa展zhan的de結jie果guo。另ling外wai
，這zhe種zhong傳chuan感gan器qi還hai能neng夠gou應ying用yong在zai很hen大da的de溫wen度du範fan圍wei中zhong，有you很hen長chang的de工gong作zuo壽shou命ming、抗灰塵、水和油汙的能力強，因此耐受各種環境條件及外部噪聲。所以
，這種傳感器在工業應用中受到廣泛的重視。

磁ci旋xuan轉zhuan傳chuan感gan器qi在zai工gong廠chang自zi動dong化hua係xi統tong中zhong有you廣guang泛fan的de應ying用yong，因yin為wei這zhe種zhong傳chuan感gan器qi有you著zhe令ling人ren滿man意yi的de特te性xing，同tong時shi不bu需xu要yao維wei護hu。其qi主zhu要yao應ying用yong在zai機ji床chuang伺si服fu電dian機ji的de轉zhuan動dong檢jian測ce、工廠自動化的機器人臂的定位、液壓衝程的檢測、工廠自動化相關設備的位置檢測、旋轉編碼器的檢測單元和各種旋轉的檢測單元等。

現(xian)代(dai)的(de)磁(ci)旋(xuan)轉(zhuan)傳(chuan)感(gan)器(qi)主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)有(you)四(si)相(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)單(dan)相(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)。在(zai)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)，四(si)相(xiang)差(cha)動(dong)旋(xuan)轉(zhuan)傳(chuan)感(gan)器(qi)用(yong)一(yi)對(dui)檢(jian)測(ce)單(dan)元(yuan)實(shi)現(xian)差(cha)動(dong)檢(jian)測(ce)
，另(ling)一(yi)對(dui)實(shi)現(xian)倒(dao)差(cha)動(dong)檢(jian)測(ce)。這(zhe)樣(yang)，四(si)相(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)檢(jian)測(ce)能(neng)力(li)是(shi)單(dan)元(yuan)件(jian)的(de)四(si)倍(bei)。而(er)二(er)元(yuan)件(jian)的(de)單(dan)相(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)傳(chuan)感(gan)器(qi)也(ye)有(you)自(zi)己(ji)的(de)優(you)點(dian)，也(ye)就(jiu)是(shi)小(xiao)巧(qiao)可(ke)靠(kao)的(de)特(te)點(dian)，並(bing)且(qie)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)大(da)，能(neng)檢(jian)測(ce)低(di)速(su)運(yun)動(dong)
，抗(kang)環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)和(he)抗(kang)噪(zao)聲(sheng)能(neng)力(li)強(qiang)
，成(cheng)本(ben)低(di)。因(yin)此(ci)單(dan)相(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)也(ye)將(jiang)有(you)很(hen)好(hao)的(de)市(shi)場(chang)。

磁(ci)旋(xuan)轉(zhuan)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)家(jia)用(yong)電(dian)器(qi)中(zhong)也(ye)有(you)大(da)的(de)應(ying)用(yong)潛(qian)力(li)。在(zai)盒(he)式(shi)錄(lu)音(yin)機(ji)的(de)換(huan)向(xiang)機(ji)構(gou)中(zhong)
，可(ke)用(yong)磁(ci)阻(zu)元(yuan)件(jian)來(lai)檢(jian)測(ce)磁(ci)帶(dai)的(de)終(zhong)點(dian)。家(jia)用(yong)錄(lu)像(xiang)機(ji)中(zhong)大(da)多(duo)數(shu)有(you)變(bian)速(su)與(yu)高(gao)速(su)重(zhong)放(fang)功(gong)能(neng)
，這(zhe)也(ye)可(ke)用(yong)磁(ci)旋(xuan)轉(zhuan)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)主(zhu)軸(zhou)速(su)度(du)並(bing)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，獲(huo)得(de)高(gao)畫(hua)麵(mian)的(de)質(zhi)量(liang)。洗(xi)衣(yi)機(ji)中(zhong)的(de)電(dian)機(ji)的(de)正(zheng)反(fan)轉(zhuan)和(he)高(gao)低(di)速(su)旋(xuan)轉(zhuan)功(gong)能(neng)都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)伺(si)服(fu)旋(xuan)轉(zhuan)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)實(shi)現(xian)檢(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)。
這(zhe)種(zhong)開(kai)關(guan)可(ke)以(yi)感(gan)應(ying)到(dao)進(jin)入(ru)自(zi)己(ji)檢(jian)驗(yan)區(qu)域(yu)的(de)金(jin)屬(shu)物(wu)體(ti)

，控(kong)製(zhi)自(zi)己(ji)內(nei)部(bu)電(dian)路(lu)的(de)開(kai)或(huo)關(guan)。開(kai)關(guan)自(zi)己(ji)產(chan)生(sheng)磁(ci)場(chang)，當(dang)有(you)金(jin)屬(shu)物(wu)體(ti)進(jin)入(ru)到(dao)磁(ci)場(chang)會(hui)引(yin)起(qi)磁(ci)場(chang)的(de)變(bian)化(hua)。這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)通(tong)過(guo)開(kai)關(guan)內(nei)部(bu)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)變(bian)成(cheng)電(dian)信(xin)號(hao)。

更加突出電磁傳感器是一門應用很廣的高新技術，國內、國外都投入了一定的科研力量在進行研究，這種傳感器的應用正在滲透入國民經濟、國防建設和人們日常生活的各個領域。

相關閱讀：

惡補知識：詳解熱敏電阻傳感器的應用
四大應用“完爆”熱敏電阻傳感器
智能手機功能完善——六類傳感器功不可沒