传感器与检测技术实验台 -传感器 检测技术 上海方晨教学成套设备有限...
张德慧 魏 铭 王明月
摘要：随着新时代的到来，科学技术显得尤为重要，走在科学技术的前沿，就代表走在时代的前沿。在众多的科学技术当中，传感器技术便是很重要的一项技术，值得我们去学习和思考。而传感器在检测技术中的重要应用更是我们发展的重要力量。本文通过研究对传感器的研究，简述各种类型在不同检测技术中的重要应用。
关键词：传感器，检测。
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
1、检测技术
检测技术是将多种学科，多种技术融为一体并综合运用的复合技术，广泛应用于许多重要领域。在时代与科技高速发展的今天，方方面面都需要检测，甚至细微到我们呼吸的空气都需要检测，所以检测技术必然值得我们花费更多的时间和精力去研究及发展。其中運用传感器的检测技术便是重要的一项。
2、传感器检测技术的分类
传感器可以检测很多我们想知道的量，下面将围绕传感器测距离，传感器测压力，传感器测温度来展开进行介绍。
2.1传感器检测距离
距离传感器是利用测时间来实现测距离的原理，以检测物体的距离的一种传感器。目前测量距离的传感器有超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器、24GHZ雷达传感器。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段。
激光测距是以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点，加上电子线路半导体化集成化，与光电测距仪相比，不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度，显著减少重量和功耗，使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。
红外测距传感是用红外线为介质的测量系统，按照功能可分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。按探测机理可分成为光子探测器和热探测器。红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。
24GHZ雷达传感器。它能通过发射与接收频率为24.125GHz左右的微波来感应物体的存在，运动速度，静止距离，物体所处角度等，采用平面微带天线技术，具有体积小.集成化程度高.感应灵敏等特点。24GHz雷达传感器是一种可以将微波回波信号转换为一种电信号的装换装置，是雷达测速仪，水位计，汽车ACC辅助巡航系统，自动门感应器等的核心芯片。
2.2传感器检测压力
压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。测压力传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、霍尔压力传感器、压电式压力传感器等压力传感器测压力。这些传感器都有自己的使用原理，可以根据本身由于压力而产生变化的物理量的变化，来换算成压力的变化，以此为依据来进行压力的检测。根据不同的要求，选择不同的方式进行测量，经过多方测试，总能选择最合适的压力测量传感器，因此可以灵活方便地应用于很多地方。
2.3传感器检测温度
温度的宏观概念是冷热程度的表示，温度概念的建立和温度的测量都是以热平衡现象为基础。温度这一参数是不能直接测量的，一般根据物质的某些特性参数与温度之间的函数关系，通过对这些特性参数的测量而间接获取。根据测温度传感器的使用方式，测温方法大体分为接触式和非接触式两种。
（1）接触式测温法
测温传感器敏感元件直接与被测物体接触，在足够长的时间内，使温度传感器与被测点达到热平衡，以实现温度测量。
由于温度传感器与被测物体接触，所以测量比较直观、可靠，测温度准确度较高，但它直接影响被测物体温度场分布。使用该种方法需要使测温元件与被测物体达到热平衡，所以测温时产生较大滞后，并由此带来测温误差。测温范围在1600摄氏度以下，通常1000摄氏度以下的温度容易测量，1200摄氏度以上的温度不易测量。
（2）非接触式测温法
测温度传感器不接触被测物体，利用物体的热辐射随温度变化的原理测定物体温度，故又称辐射测温。
测温传感器不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小，动态测量反应快，适于测量高温。但受环境影响较大，测量精度低，从理论上讲，其测温上限是无限的，实际上一般只用到3000摄氏度。在高温领域中，使用较多的有辐射高温计、光学高温计和光电高温计等。近些年来，红外辐射高温计、比色温度计的应用也在逐渐扩大。
每种测温度传感器都有其适用范围以及测量精度，我们应该根据实际情况选择最合适的传感器进行温度的检测。
总结：传感器的种类很多，可以检测的量也很多，随着工业的迅猛发展，其广阔的应用前景也越来越显而易见。传感器的检测技术已经成为几乎各个领域不可缺少的要素，是推动社会发展，生产力提高的重要力量。传感器的测量技术很重要，同时，它还可以反馈给我们许多想要的信息，为下一步更加精确的测量提供有利条件。未来的竞争，更多的是高科技的竞争，而掌握了先进的传感器技术，就是站在了时代的制高点，可以为社会的发展贡献更多的力量。这里没有将所有的传感器一一介绍，知识列举了几种，要想了解更多有关传感器的知识需要更深入的学习。每一种传感器的深入学习要有物理、数学等学科知识的支撑，所以要认真思考，细细研究。
参考文献：
传感器技术大全，张宏润 北京航空航天大学出版社
传感器技术及应用 樊尚春 北京航空航天大学出版社
