工業(yè)領(lǐng)域應用的傳感器有哪些分類(lèi)

傳感器相當于人類(lèi)的感覺(jué)器官，一般分為內部傳感器和外部傳感器。傳感器一般由敏感元件，轉換元件及基本轉換電路三部分組成。

傳感器一般由敏感元件，轉換元件及基本轉換電路三部分組成。

①敏感元件是直接感受被測物理量，并以確定關(guān)系輸出另一物理量的元件(如彈性敏感元件將力，力矩轉換為位移或應變輸出)。

②轉換元件是將敏感元件輸出的非電量轉換成電路參數(電阻，電感，電容)及電流或電壓等電信號。

③基本轉換電路是將該電信號轉換成便于傳輸，處理的電量。

小編在前面的文章提到過(guò)，傳感器相當于人類(lèi)的感覺(jué)器官，一般分為內部傳感器和外部傳感器。

其實(shí)，傳感器的分類(lèi)還有很多種!在這篇文章小編一一給你帶過(guò)...

按被測量對象

分為內部傳感器和外部傳感器。

內部信息傳感器主要檢測系統內部的位置，速度，力，力矩，溫度以及異常變化。

加速度傳感器

外部信息傳感器主要檢測系統的外部環(huán)境狀態(tài)，它有相對應的接觸式(觸覺(jué)傳感器、滑動(dòng)覺(jué)傳感器、壓覺(jué)傳感器)和非接觸式(視覺(jué)傳感器、超聲測距、激光測距)。

壓力傳感器

超聲波傳感器

按傳感器能量源

可分為有源傳感器和無(wú)源傳感器。

(1)無(wú)源傳感器：不需外加電源。而是將被測量的相關(guān)能量轉換成電量輸出(主要有：壓電式、磁電感應式、熱電式、光電式)又稱(chēng)能量轉化型;

例如：

光電傳感器能將光射線(xiàn)轉換成電信號，其原理類(lèi)似太陽(yáng)能電池;

壓電傳感器能夠將壓力轉換成電壓信號;

熱電傳感器能將被測溫度場(chǎng)的能量(熱能)直接轉換成為電壓信號的輸出等等。

光電傳感器

(2)有源傳感器：需要外加電源才能輸出電量，又稱(chēng)能量控制型(主要有：電阻式、電容式、電感式、霍爾式)。

電阻式直線(xiàn)位移傳感器

按作用形式

可分為主動(dòng)型和被動(dòng)型傳感器。

主動(dòng)型傳感器，此種傳感器對被測對象能發(fā)出一定探測信號，能檢測探測信號在被測對象中所產(chǎn)生的變化，或者由探測信號在被測對象中產(chǎn)生某種效應而形成信號。

(1)檢測探測信號變化方式的稱(chēng)為作用型

(2)檢測產(chǎn)生響應而形成信號方式的稱(chēng)為反作用型。

雷達與無(wú)線(xiàn)電頻率范圍探測器是作用型實(shí)例，而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實(shí)例。

被動(dòng)型傳感器只是接收被測對象本身產(chǎn)生的信號，如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。

按外界輸入的信號變換為電信號采用的效應

可分為物理型傳感器、化學(xué)型傳感器和生物型傳感器三大類(lèi)

物理型傳感器又可以分為結構型傳感器和物性型傳感器。

結構型傳感器是以結構(如形狀、尺寸等)為基礎，利用某些物理規律來(lái)感受(敏感)被測量，并將其轉換為電信號實(shí)現測量的。例如：

電容式壓力傳感器

電容式壓力傳感器

必須有按規定參數設計制成的電容式敏感元件，當被測壓力作用在電容式敏感元件的動(dòng)極板上時(shí)，引起電容間隙的變化導致電容值的變化，從而實(shí)現對壓力的測量。

物性型傳感器就是利用某些功能材料本身所具有的內在特性及效應感受(敏感)被測量，并轉換成可用電信號的傳感器。例如：

壓電式壓力傳感器

壓電式壓力傳感器

利用具有壓電特性的石英晶體材料制成的壓電式壓力傳感器，就是利用石英晶體材料本身具有的正壓電效應而實(shí)現對壓力測量的;

壓阻式傳感器

壓阻式傳感器

利用半導體材料在被測壓力作用下引起其內部應力變化導致其電阻值變化制成的壓阻式傳感器，就是利用半導體材料的壓阻效應而實(shí)現對壓力測量的。

一般而言，結構型傳感器強調要依靠精密設計制作的結構才能保證其正常工作;而物性型傳感器則主要依靠材料本身的物理特性、物理效應來(lái)實(shí)現對被測量的敏感。

化學(xué)傳感器是利用電化學(xué)反應原理，把無(wú)機或有機化學(xué)的物質(zhì)成分、濃度等轉換為電信號的傳感器。最常用的是離子傳感器，即利用離子選擇性電極，測量溶液的pH值或某些離子的活度，如K+，Na+，Ca2+等。電極的測量對象不同，但其測量原理基本相同。

離子煙霧傳感器

主要是利用電極界面(固相)和被測溶液(液相)之間的電化學(xué)反應，即利用電極對溶液中離子的選擇性響應而產(chǎn)生的電位差。所產(chǎn)生的電位差與被測離子活度對數成線(xiàn)性關(guān)系，故檢測出其反應過(guò)程中的電位差或由其影響的電流值，即可給出被測離子的活度。

化學(xué)傳感器的核心部分是離子選擇性敏感膜。膜可以分為固體膜和液體膜。玻璃膜、單晶膜和多晶膜屬固體膜;而帶正、負電荷的載體膜和中性載體膜則為液體膜。

化學(xué)傳感器廣泛應用于化學(xué)分析、化學(xué)工業(yè)的在線(xiàn)檢測及環(huán)保檢測中。

生物傳感器是一種利用生物活性物質(zhì)選擇性來(lái)識別和測定生物化學(xué)物質(zhì)的傳感器。生物活性物質(zhì)對某種物質(zhì)具有選擇性親和力，也稱(chēng)其為功能識別能力。

生物傳感器主要由兩大部分組成。

其一是功能識別物質(zhì)，其作用是對被測物質(zhì)進(jìn)行特定識別。

這些功能識別物有酶、抗原、抗體、微生物及細胞等。用特殊方法把這些識別物固化在特制的有機膜上從而形成具有對特定的從低分子到大分子化合物進(jìn)行識別功能的功能膜。

其二是電、光信號轉換裝置，此裝置的作用是把在功能膜上進(jìn)行的識別被測物所產(chǎn)生的化學(xué)反應轉換成便于傳輸的電信號或光信號。

生物傳感器的最大特點(diǎn)是能在分子水平上識別被測物質(zhì)，不僅在化學(xué)工業(yè)的監測上，而且在醫學(xué)診斷、環(huán)保監測等方面都有著(zhù)廣泛的應用前景。

關(guān)于傳感器，由于敏感材料和傳感器的數量特別多，類(lèi)別十分繁復，相互之間又有著(zhù)交叉和重疊，這里就不再贅述。為了揭示諸多傳感器之間的內在聯(lián)系，小編找到了下圖的傳感器分類(lèi)、轉換原理和它們的典型應用，供選用傳感器時(shí)參考。

具體到壓力傳感器，紅外傳感器，超聲波傳感器等幾個(gè)常用傳感器如何使用，小編后續會(huì )為大家推薦能落地的實(shí)踐工具，方便各位體驗哦～

相關(guān)：工業(yè)4.0趨勢激活全球傳感器市場(chǎng)

隨著(zhù)“工業(yè)4.0”概念的深化，全球的傳感器市場(chǎng)空間再一次被擴寬。據預測，2016年-2021年，傳感器的復合年增長(cháng)率預計為11%，到2021年市場(chǎng)規模將達到1906億美元。

小巧玲瓏的傳感器設備給我們的生活帶來(lái)巨大沖擊。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，傳感器作為機械的觸覺(jué)，是實(shí)現工業(yè)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節。尤其在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，這些毫不起眼卻至關(guān)重要的設備會(huì )將數據流轉化為意義重大的決策。

隨著(zhù)“工業(yè)4.0”概念的深化，全球的傳感器市場(chǎng)空間再一次被擴寬。據預測，2016年-2021年，傳感器的復合年增長(cháng)率預計為11%，到2021年市場(chǎng)規模將達到1906億美元。目前，全球傳感器市場(chǎng)主要由美國、日本、德國的幾家領(lǐng)先企業(yè)主導，博世、霍尼韋爾、飛思卡爾、日立等傳統電子行業(yè)巨頭，都把傳感器作為未來(lái)業(yè)務(wù)的主要增長(cháng)點(diǎn)。

在國內，傳感器市場(chǎng)的增長(cháng)速度也持續加快，預計2020年傳感器市場(chǎng)規模將突破1800億元。集中在長(cháng)三角地區的傳感器生產(chǎn)企業(yè)，逐漸分散擴大，形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽(yáng)和西安等中心城市為主的區域空間布局。

傳感器市場(chǎng)全球化的升溫似乎揭示了大數據時(shí)代的到來(lái)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)云漸起之時(shí)，更加帶動(dòng)了數據收集者——傳感器的發(fā)展。從國家層面看，基于工業(yè)化與信息化融合戰略，政府大力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向傳統行業(yè)中的深度滲透，使得傳感器成為提升我國現代信息技術(shù)、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的最好突破口。從技術(shù)層面看，承擔著(zhù)數據采集和傳輸重任的傳感器，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的引導，正在朝著(zhù)智能化、微型化、集成化、網(wǎng)絡(luò )化、多功能、低功耗的方向發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)的持續推進(jìn)也擴寬了傳感器的應用領(lǐng)域。據了解，國內目前傳感器應用占比最多的是工業(yè)和汽車(chē)領(lǐng)域，發(fā)展最快的是汽車(chē)電子和通信電子應用市場(chǎng)。此外，在智能農業(yè)、智能交通、智能樓宇、智能環(huán)保、智能電網(wǎng)、健康醫療、智能穿戴等領(lǐng)域，傳感器同樣有著(zhù)廣闊的應用空間。

那么，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域哪些行業(yè)是引爆傳感器應用的關(guān)鍵呢，眾傳感器企業(yè)又將瞄準哪些新興行業(yè)?

汽車(chē)制造：傳感器應用歷久彌新

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，中國汽車(chē)市場(chǎng)已成為全球增速最快的汽車(chē)市場(chǎng)之一。隨著(zhù)中國汽車(chē)銷(xiāo)量的增加，傳感器應用也隨之快速增長(cháng)。微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統的傳感器，成為汽車(chē)傳感器的主流。

除了給汽車(chē)配置傳感系統，在汽車(chē)制造過(guò)程中，傳感器的應用早已經(jīng)不新鮮了。在汽車(chē)生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程中，對零部件的位置檢測成為傳感器應用的重要一環(huán)，也是對傳感器要求最高的環(huán)節。為了滿(mǎn)足高精準的檢測，高精度傳感器已經(jīng)被廣泛地應用在汽車(chē)的零部件加工、發(fā)動(dòng)機制造、整車(chē)廠(chǎng)的沖壓、涂裝、焊裝、總裝等自動(dòng)化生產(chǎn)中的各種位置檢測。

由于汽車(chē)行業(yè)吸收新技術(shù)新產(chǎn)品的能力強，對自動(dòng)化的要求也比較高，因此像圖爾克、易福門(mén)、巴魯夫、堡盟等很多傳感器企業(yè)都將該行業(yè)列為重要的目標市場(chǎng)。據易福門(mén)重點(diǎn)行業(yè)銷(xiāo)售經(jīng)理萬(wàn)輝介紹，易福門(mén)在汽車(chē)行業(yè)最熱門(mén)的應用當屬RFID和IO-Link產(chǎn)品的解決方案。“RFID技術(shù)主要用來(lái)實(shí)現汽車(chē)零部件的可追溯和汽車(chē)零部件的倉儲物流管理，IO-Link方案主要幫助汽車(chē)制造商實(shí)現生產(chǎn)的遠程監控和大數據采集，這些都與‘工業(yè)4.0’銜接。”正是該行業(yè)對生產(chǎn)技術(shù)的要求不斷提高，使傳感器在該領(lǐng)域的應用不斷更新，汽車(chē)制造也成為推動(dòng)傳感器技術(shù)革新的重要引擎。

電子制造行業(yè)：傳感器滿(mǎn)足高精度檢測

近年消費電子類(lèi)產(chǎn)品的普及使得電子制造業(yè)在國內得到了迅速發(fā)展，加快了電子制造行業(yè)的步伐。消費者對其需求也從使用層面逐漸趨向于追求潮流，從而更加推動(dòng)消費電子在開(kāi)發(fā)、設計及制造層面的加速發(fā)展。面對迅猛擴大的市場(chǎng)，電子制造設備也在不斷優(yōu)化、更新，向著(zhù)提高效率、提升良品率、提升設備操作安全性等方向邁進(jìn)。同時(shí)，為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，電子制造業(yè)大量地應用工業(yè)傳感器，以全面提升整體生產(chǎn)能力。

在電子制造的生產(chǎn)線(xiàn)中，無(wú)論是機器人組裝，還是電子元件的檢測，都離不開(kāi)視覺(jué)傳感設備的應用。天津圖爾克市場(chǎng)及產(chǎn)品管理部高級產(chǎn)品經(jīng)理馮曉冬認為：“視覺(jué)傳感器也將成為切入智能制造的利刃，電子制造高精度需求和生產(chǎn)線(xiàn)專(zhuān)業(yè)性使得機器人、機器視覺(jué)和自動(dòng)化解決方案都存在相當的技術(shù)壁壘，掌握核心技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗才是傳感器企業(yè)扎根電子行業(yè)的必要條件。”

工業(yè)機器人：傳感器賦予其感知能力

近幾年，機器換人成為熱潮，工業(yè)機器人市場(chǎng)火爆。為了使機器人提高適應能力，及時(shí)檢測到作業(yè)環(huán)境，在機器人上應用了大量的傳感設備，這些傳感器改善了機器人工作狀況，使其能夠更充分地完成復雜的工作。

在一臺機器人身上，集成了觸覺(jué)傳感器、視覺(jué)傳感器、力覺(jué)傳感器、接近覺(jué)傳感器、超聲波傳感器和聽(tīng)覺(jué)傳感器等，它們各自分工明確，確保機器人能與人類(lèi)一樣正常工作。很多協(xié)作機器人集成了力矩傳感器和攝像機，以確保在操作中擁有更好的視角，同時(shí)保證工作區域的安全;視覺(jué)傳感器是一個(gè)可以執行多種任務(wù)的攝像頭。從檢測運動(dòng)物體到傳輸帶上的零件定位，使機器人可以根據接收到的信息適當調整自己的動(dòng)作;如果說(shuō)視覺(jué)傳感器給了機器人眼睛，那么力覺(jué)傳感器則賦予機器人觸覺(jué)，利用力矩傳感器感知末端執行器的力度;除了考慮機器人自身的正常運作，為了保障作業(yè)人員的安全，機器人還應安裝上安全傳感器，當機器人感知到異常的力度時(shí)，觸發(fā)緊急停止，從而確保作業(yè)人員的安全。

“由于機器人也趨于小型化，傳感器的安裝空間更是有限，所以在機器人的應用中，更需要微小型傳感器，堡盟發(fā)揮其善做微小型產(chǎn)品的優(yōu)勢，重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品在機器人領(lǐng)域的應用，使其高速、高精度的特點(diǎn)在機器手臂中發(fā)揮得淋漓盡致。”堡盟市場(chǎng)銷(xiāo)售經(jīng)理宋小剛十分看好傳感器在機器人領(lǐng)域的應用前景。

食品加工與包裝：提升自動(dòng)化程度的必備良品

食品安全問(wèn)題日益突出，我國對食品安全越來(lái)越重視，于是對食品檢測技術(shù)提出了精細化要求。過(guò)去，我國食品機械制造商忽略了對食品檢測技術(shù)的應用，而與整機性能提高相比，食品檢測技術(shù)將有更大的發(fā)展空間。在食品檢測技術(shù)中，傳感器發(fā)揮著(zhù)重要作用，對食品溫度、位置等的數據采集幫助很大。傳感器的應用不僅提高了食品的產(chǎn)量，還能保障食品的安全性。

“以前，食品行業(yè)自動(dòng)化程度相對較低，隨著(zhù)國人對食品的安全與質(zhì)量要求越來(lái)越高，消費升級，生產(chǎn)企業(yè)可能會(huì )對自動(dòng)化提出一些新需求。”巴魯夫市場(chǎng)部總監吳濤認為其他行業(yè)也許在發(fā)展上會(huì )有起伏波動(dòng)，但生產(chǎn)快消品的食品包裝行業(yè)的前景依然非常廣闊，“究其原因，一是行業(yè)本身需求會(huì )不斷更新，二是現有的生產(chǎn)線(xiàn)需要不斷改造。”因此，作為提升該行業(yè)自動(dòng)化程度的必備良品，傳感器在食品加工與包裝行業(yè)的應用將會(huì )有增無(wú)減。