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❷ 求創意!!!要利用感測器設計一個簡單的小發明
在家門口的抄腳墊下放置壓力感測襲器,引出導線進入控制器,控制電燈開關或其他電器設備。主人進屋後自動亮燈,其他家電,如空調,自動啟動。
是一種檢測裝置,能感受到被測電流的信息,並能將檢測感受到的信息,按一定規律變換成為符合一定標准需要的電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
(2)有關感測器的發明擴展閱讀:
感測器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網路化,它不僅促進了傳統產業的改造和更新換代,而且還可能建立新型工業,從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械繫統(MEMS)技術基礎上的,已成功應用在硅器件上做成硅壓力感測器。
❸ 感測器的發展歷史
感測器的發展歷程大體可以分為以下三個階段:
第一階段:結構型感測器
主要利用結構參量變化來感受和轉化信號。例如:電阻應變式感測器,它是利用金屬材料發生彈性形變時電阻的變化來轉化電信號的。
第二階段:固體感測器
由70年代開始發展起來,這種感測器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成,是利用材料某些特性製成的。例如:利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應,分別製成熱電偶感測器、霍爾感測器、光敏感測器等。
70年代後期,隨著集成技術、分子合成技術、微電子技術及計算機技術的發展,出現集成感測器。集成感測器包括2種類型:感測器本身的集成化和感測器與後續電路的集成化。例如:電荷藕合器件,集成溫度感測器AD590集成霍爾感測器UGN3501等。這類感測器主要具有成本低、可靠性高性能好、介面靈活等特點集成感測器發展非常迅速,現已佔感測器市場的2/3左右,它正向著低價格、多功能和系列化方向發展。
第三階段:智能感測器
由80年代發展起來的,所謂智能感測器是指其對外界信息具有一定檢測、自診斷、數據處理以及自適應能力,是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物。80年代智能化測量主要以微處理器為核心,把感測器信號調節電路微計算機、存貯器及介面集成到一塊晶元上,使感測器具有一定的人工智慧。
90年代智能化測量技術有了進一步的提高,在感測器一級水平實現智能化,使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯網通信功能等。
(3)有關感測器的發明擴展閱讀:
感測器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,並能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
感測器廣泛應用於社會發展及人類生活的各個領域,如工業自動化、農業現代化、航天技術、軍事工程、機器人技術、資源開發、海洋探測、環境監測、安全保衛、醫療診斷、交通運輸、家用電器等。
感測器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網路化,它不僅促進了傳統產業的改造和更新換代,而且還可能建立新型工業,從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械繫統技術基礎上的,已成功應用在硅器件上做成硅壓力感測器。
通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。
❹ 壓電感測器是誰發明的
壓電感測器是利用某些電介質受力後產生的壓電效應製成的感測器。所謂壓電效應是指某些電介質在受到某一方向的外力作用而發生形變(包括彎曲和伸縮形變)時,由於內部電荷的極化現象,會在其表面產生電荷的現象。壓電材料 它可分為壓電單晶、壓電多晶和有機壓電材料。壓電式感測器中用得最多的是屬於壓電多晶的各類壓電陶瓷和壓電單晶中的石英晶體。其他壓電單晶還有適用於高溫輻射環境的鈮酸鋰以及鉭酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鉍等。壓電陶瓷有屬於二元系的鈦酸鋇陶瓷、鋯鈦酸鉛系列陶瓷、鈮酸鹽系列陶瓷和屬於三元系的鈮鎂酸鉛陶瓷。壓電陶瓷的優點是燒制方便、易成型、耐濕、耐高溫。缺點是具有熱釋電性,會對力學量測量造成干擾。有機壓電材料有聚二氟乙烯、聚氟乙烯、尼龍等十餘種高分子材料。有機壓電材料可大量生產和製成較大的面積,它與空氣的聲阻匹配具有獨特的優越性,是很有發展潛力的新型電聲材料。60年代以來發現了同時具有半導體特性和壓電特性的晶體,如硫化鋅、氧化鋅、硫化鈣等。利用這種材料可以製成集敏感元件和電子線路於一體的新型壓電感測器,很有發展前途。
壓電式感測器的應用:壓電感測器結構簡單、體積小、質量累世、功耗小、壽命長,特別是它具有良好的動態特性,因此適合適合有很寬頻帶的周期作用力和高速變化的沖擊力。
(1)力測量 壓電式感測器主要利用石英晶體的縱向和剪切的壓電效應,因為石英晶體剛度大、滯後小,靈敏度高、線性好,工作頻率寬、熱釋電誑應小。力感測器除可測單向作用力外還可利用不同切割方向的多片晶體 依靠其不同的壓電效應測量多方向力,如空間作用力3個方向的分力Fx、Fy、Fz
(2)壓力測量:壓電式壓力感測器主要利用彈性元件(膜片、活塞等)收集壓力變成作用於晶體片上的力,因為彈性元件所用材料的性能對感測器的特性有很大影響。
(3)加速度測量:壓電式加速度感測器是利用質量塊m由預緊力壓在晶體片上,婁被測加速度a作用時,晶體處會受到慣性力F=ma,由此產生壓電效應,因此質量塊的質量決定了感測器的靈敏度,也影響著感測器的高頻響應。
壓電感測器只能應用於動態測量:
由於外力作用在壓電元件上產生的電荷只有在無泄漏的情況下才能保存,即需要測量迴路具有無限大的輸入阻抗,這實際上是不可能的,因此壓電式感測器不能用於靜態測量。
壓電元件在交變力的作用下,電荷可以不斷補充,可以供給測量迴路以一定的電流,故只適用於動態測量(一般必須高於100Hz,但在50kHz以上時,靈敏度下降)。
❺ 電子感測器如何被發明
人們為了從外界獲取信息,必須藉助於感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官,在研究自然現象和規律以及生產活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應這種情況,就需要感測器。因此可以說,感測器是人類五官的延長,又稱之為電五官。
• 新技術革命的到來,世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取准確可靠的信息,而感測器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。
• 在現代工業生產尤其是自動化生產過程中,要用各種感測器來監視和控制生產過程中的各個參數,使設備工作在正常狀態或最佳狀態,並使產品達到最好的質量。因此可以說,沒有眾多的優良的感測器,現代化生產也就失去了基礎。
• 在基礎學科研究中,感測器更具有突出的地位。現代科學技術的發展,進入了許多新領域:例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,微觀上要觀察小到 cm的粒子世界,縱向上要觀察長達數十萬年的天體演化,短到 s的瞬間反應。此外,還出現了對深化物質認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁碭等等。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,沒有相適應的感測器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙,首先就在於對象信息的獲取存在困難,而一些新機理和高靈敏度的檢測感測器的出現,往往會導致該領域內的突破。一些感測器的發展,往往是一些邊緣學科開發的先驅。
• 感測器早已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域。可以毫不誇張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復雜的工程系統,幾乎每一個現代化項目,都離不開各種各樣的感測器。
• 由此可見,感測器技術在發展經濟、推動社會進步方面的重要作用,是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領域的發展。相信不久的將來,感測器技術將會出現一個飛躍,達到與其重要地位相稱的新水平。
❻ 誰知道壓力感測器的發展歷史及其原理
現代壓力感測器以半導體感測器的發明為標志,而半導體感測器的發展可以分為四個階段:
1發明階段(1945-1960年)
這個階段主要是以1947年雙極性晶體管的發明為標志。此後,半導體材料的這一特性得到較廣泛應用。史密斯(C.S.Smith)與1945發現了硅與鍺的壓阻效應,即當有外力作用於半導體材料時,其電阻將明顯發生變化。依據此原理製成的壓力感測器是把應變電阻片粘在金屬薄膜上,即將力信號轉化為電信號進行測量。此階段最小尺寸大約為1cm。
2發展階段(1960-1970年)
隨著硅擴散技術的發展,技術人員在硅的(001)或(110)晶面選擇合適的晶向直接把應變電阻擴散在晶面上,然後在背面加工成凹形,形成較薄的硅彈性膜片,稱為硅杯。這種形式的硅杯感測器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩定性好、成本低、便於集成化的優點,實現了金屬-硅共晶體,為商業化發展提供了可能。
3商業化階段(1970-1980年)
在硅杯擴散理論的基礎上應用了硅的各向異性的腐蝕技術,擴散硅感測器其加工工藝以硅的各項異性腐蝕技術為主,發展成為可以自動控制硅膜厚度的硅各向異性加工技術,主要有V形槽法、濃硼自動中止法、陽極氧化法自動中止法和微機控制自動中止法。由於可以在多個表面同時進行腐蝕,數千個硅壓力膜可以同時生產,實現了集成化的工廠加工模式,成本進一步降低。
4微機械加工階段(1980年-)
上世紀末出現的納米技術,使得微機械加工工藝成為可能。通過微機械加工工藝可以由計算機控制加工出結構型的壓力感測器,其線度可以控制在微米級范圍內。利用這一技術可以加工、蝕刻微米級的溝、條、膜,使得壓力感測器進入了微米階段。
未來的發展趨勢
當今世界各國壓力感測器的研究領域十分廣泛,幾乎滲透到了各行各業,但歸納起來主要有以下幾個趨勢:
1小型化
小型化目前市場對小型壓力感測器的需求越來越大,這種小型感測器可以工作在極端惡劣的環境下,並且只需要很少的保養和維護,對周圍的環境影響也很小,可以放置在人體的各個重要器官中收集資料,不影響人的正常生活。如美國Entran公司生產的量程為2~500PSI的感測器,直徑僅為1.27mm,可以放置在人體的血管中而不會對血液的流通產生大的影響。
2集成化
集成化壓力感測器已經越來越多的與其它測量用感測器集成以形成測量和控制系統。集成系統在過程式控制制和工廠自動化中可提高操作速度和效率。
3智能化
智能化由於集成化的出現,在集成電路中可添加一些微處理器,使得感測器具有自動補償、通訊、自診斷、邏輯判斷等功能。
4廣泛化
廣泛化壓力感測器的另一個發展趨勢是正從機械行業向其它領域擴展,例如:汽車元件、醫療儀器和能源環境控制系統。
5標准化
標准化感測器的設計與製造已經形成了一定的行業標准。
壓力感測器(Pressure Transcer)是能感受壓力信號,並能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。
壓力感測器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型,壓力感測器可分為表壓感測器、差壓感測器和絕壓感測器。
壓力感測器是工業實踐中最為常用的一種感測器,其廣泛應用於各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建築、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業,下面就簡單介紹一些壓力感測器的應用實例。
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❼ 霍爾式感測器的發明人霍爾的資料
愛德溫·霍爾1855年出生於美國的緬因州,畢業於約翰·霍普金斯大學。在那個年代,金屬中導電的機理還不清楚。麥克斯韋在《電磁學》一書中寫道:我們必須記住,推動載流導體切割磁力線的力不是作用在電流上…,在導線中,電流的本身完全不受磁鐵接近或其它電流的影響。
1879年,24歲的霍爾在撰寫物理學博士論文期間對麥克斯韋的理論進行驗證式實驗時發現,位於磁場中的導體上出現了橫向電勢差,霍爾將他的這一發現寫成一篇名為「論磁鐵對電流的新作用」 的論文,發表在《美國數學雜志》上。這種「新作用」就是後來被人們稱作的「霍耳效應」。
[原理]霍耳效應基於這樣一個基本原理:帶電粒子在磁場中運動時,會受到洛侖茲力(Lorentz force )的作用。那麼反過來,如果強迫一個粒子在磁場中運動,就會帶上電荷。
根據霍爾效應,如果在一塊通電的半導體薄片上,加上和片子表面垂直的磁場,在薄片的橫向兩側會出現一個電壓(圖中的Vh稱為霍爾電壓)。
[應用]利用霍爾效應的磁感測器產品得到了廣泛應用,許多測量儀器和感測器產品都是基於霍耳效應,如磁強計,壓力感測器、電流感測器、轉速表、計數器、接近開關等。
❽ 古代的感應器是誰發明的
造紙術是東漢蔡倫的發明:為人類提供了經濟﹑便利的書寫材料,掀起一場人類文字載體革命;
活字印刷術是北宋畢升的發明:大大促進了文化的傳播;
指南針是戰國時的發明:為歐洲航海家的航海活動,提供了條件;
火葯武器是唐代煉丹家的發明:火葯武器的使用,改變了作戰方式,幫助歐洲資產階級摧毀了封建堡壘,加速了歐洲的歷史進程。
❾ CCD圖像感測器的發明
伴隨著數碼相機、帶有攝像頭的手機等電子設備風靡全球,人類已經進入了全民數碼影像的時代,每一個人都可以隨時、隨地、隨意地用影像記錄每一瞬間。帶領我們進入如此五彩斑斕世界的,就是美國科學家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯發明的CCD(電荷耦合器件)圖像感測器。
百多年來,伴隨著暗箱、鏡頭和感光材料製作不斷取得突破,以及精密機械、化學技術的發展,照相機的功能越來越強大,使用越來越方便。但是,直到幾十年前,人們依然只能將影像記錄在膠片上。拍攝影像慢慢普及,但即時欣賞、分享、傳遞影像還非常困難。1969年,博伊爾和史密斯極富創意地發明了一種半導體裝置,可以把光學影像轉化為數字信號,這一裝置,就是CCD圖像感測器。