傳感器制造工藝分類(lèi)

集成傳感器薄膜傳感器厚膜傳感器陶瓷傳感器

集成傳感器是用標準的生產(chǎn)硅基半導體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。

薄膜傳感器則是通過(guò)沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時(shí)，同樣可將部分電路制造在此基板上。

厚膜傳感器是利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進(jìn)行熱處理，使厚膜成形。

陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。

完成適當的預備性操作之后，已成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。

每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足。由于研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以及傳感器參數的高穩定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。

6、傳感器根據測量目的不同分類(lèi)

物理型傳感器是利用被測量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成的。

化學(xué)型傳感器是利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉化成電學(xué)量的敏感元件制成的。

生物型傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的，用以檢測與識別生物體內化學(xué)成分的傳感器。

傳感器的特性

傳感器靜態(tài)特性

傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因為這時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫(huà)出的特性曲線(xiàn)來(lái)描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數有：線(xiàn)性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等。

(1)線(xiàn)性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線(xiàn)偏離擬合直線(xiàn)的程度。定義為在全量程范圍內實(shí)際特性曲線(xiàn)與擬合直線(xiàn)之間的最大偏差值與滿(mǎn)量程輸出值之比。

(2)靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比。用S表示靈敏度。

(3)遲滯：傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到小(反行程)變化期間其輸入輸出特性曲線(xiàn)不重合的現象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個(gè)差值稱(chēng)為遲滯差值。

(4)重復性：重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變化時(shí)，所得特性曲線(xiàn)不一致的程度。

(5)漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著(zhù)時(shí)間變化，此現象稱(chēng)為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個(gè)方面：一是傳感器自身結構參數;二是周?chē)h(huán)境(如溫度、濕度等)。

傳感器動(dòng)態(tài)特性

所謂動(dòng)態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應來(lái)表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實(shí)驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應和頻率響應來(lái)表示。

傳感器的線(xiàn)性度

通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線(xiàn)而非直線(xiàn)。在實(shí)際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數，常用一條擬合直線(xiàn)近似地代表實(shí)際的特性曲線(xiàn)、線(xiàn)性度(非線(xiàn)性誤差)就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標。

擬合直線(xiàn)的選取有多種方法。如將零輸入和滿(mǎn)量程輸出點(diǎn)相連的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn);或將與特性曲線(xiàn)上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn)，此擬合直線(xiàn)稱(chēng)為最小二乘法擬合直線(xiàn)。

以下是幾種擬合方法的示意圖。

傳感器的靈敏度

靈敏度是指傳感器在穩態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。

它是輸出一輸入特性曲線(xiàn)的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線(xiàn)性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數。否則，它將隨輸入量的變化而變化。

靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。

當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數。

提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩定性也往往愈差。

傳感器的分辨率

分辨率是指傳感器可感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說(shuō)，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過(guò)某一數值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì )發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當輸入量的變化超過(guò)分辨率時(shí)，其輸出才會(huì )發(fā)生變化。

通常傳感器在滿(mǎn)量程范圍內各點(diǎn)的分辨率并不相同，因此常用滿(mǎn)量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨率的指標。上述指標若用滿(mǎn)量程的百分比表示，則稱(chēng)為分辨率。分辨率與傳感器的穩定性有負相相關(guān)性。

24GHz雷達傳感器

24GHz雷達傳感器通過(guò)發(fā)射與接收頻率為左右的微波來(lái)感應物體的存在，測量物體的運動(dòng)速度，靜止距離，物體所處角度等，采用平面微帶技術(shù)，具有體積小。集成化程度高。感應靈敏，無(wú)需接觸等特點(diǎn)。

24GHz雷達傳感器是一種可以將微波回波信號轉換為一種電信號的裝換裝置，是雷達測速儀，水位計，汽車(chē)ACC輔助巡航系統，自動(dòng)門(mén)感應器等的核心芯片。

電阻式傳感器

電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。

稱(chēng)重傳感器

引稱(chēng)重傳感器是一種能夠將重力轉變?yōu)殡娦盘柕牧?-電轉換裝置，是電子衡器的一個(gè)關(guān)鍵部件。

能夠實(shí)現力--電轉換的傳感器有多種，常見(jiàn)的有電阻應變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平，電容式用于部分電子吊秤，而絕大多數衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應變式稱(chēng)重傳感器。電阻應變式稱(chēng)重傳感器結構較簡(jiǎn)單，準確度高，適用面廣，且能夠在相對比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應變式稱(chēng)重傳感器在衡器中得到了廣泛地運用。