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發(fā)布日期:2022-05-11 點擊率:32
按用途,壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。按原理,振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。按輸出信號,模擬傳感器:將被測量的非電學量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。數(shù)字傳感器:將被測量的非電學量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。膺數(shù)字傳感器:將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。開關傳感器:當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時,傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。按其制造工藝,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,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?shù)念A備性操作之后,已成形的元件在高溫中進行燒結(jié)。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。每種工藝技術都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低,以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。按測量目,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。化學型傳感器是利用能把化學物質(zhì)的成分、濃度等化學量轉(zhuǎn)化成電學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(nèi)化學成分的傳感器。按其構(gòu)成,基本型傳感器:是一種很基本的單個變換裝置。組合型傳感器:是由不同單個變換裝置組合而構(gòu)成的傳感器。應用型傳感器:是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構(gòu)組合而構(gòu)成的傳感器。按作用形式,按作用形式可分為主動型和被動型傳感器。主動型傳感器又有作用型和反作用型,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。檢測探測信號變化方式的稱為作用型,檢測產(chǎn)生響應而形成信號方式的稱為反作用型。雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例,而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實例。被動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。想了解更多相關信息,可以咨詢雙葉精密模具(中國)有限公司,謝謝!
1.按用途
壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。
2.按原理
振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。
3.按輸出信號
模擬傳感器:將被測量的非電學量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。
數(shù)字傳感器:將被測量的非電學量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。
膺數(shù)字傳感器:將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。
開關傳感器:當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時,傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
4.按其制造工藝
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,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?shù)念A備性操作之后,已成形的元件在高溫中進行燒結(jié)。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。每種工藝技術都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低,以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。
5.按測量目
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。
化學型傳感器是利用能把化學物質(zhì)的成分、濃度等化學量轉(zhuǎn)化成電學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(nèi)化學成分的傳感器。
6.按其構(gòu)成
基本型傳感器:是一種最基本的單個變換裝置。
組合型傳感器:是由不同單個變換裝置組合而構(gòu)成的傳感器。
應用型傳感器:是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構(gòu)組合而構(gòu)成的傳感器。
7.按作用形式
按作用形式可分為主動型和被動型傳感器。
主動型傳感器又有作用型和反作用型,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。檢測探測信號變化方式的稱為作用型,檢測產(chǎn)生響應而形成信號方式的稱為反作用型。雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例,而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實例。
被動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。
傳感器的分類可以用不同的觀點對傳感器進行分類:它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學效應);它們的用途;它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。
※ 根據(jù)傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學傳感器二大類:
傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現(xiàn)象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。
化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現(xiàn)象為因果關系的傳感器,被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。
有些傳感器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較多,例如可靠性問題,規(guī)模生產(chǎn)的可能性,價格問題等,解決了這類難題,化學傳感器的應用將會有巨大增長。
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傳感器一般有很多形式輸出,比如說數(shù)字信號和模擬信號輸出,傳感器信號有各自優(yōu)點,但數(shù)字信號相對于模擬信號要貴一些,不過傳輸過程中阻抗小,抗干擾能力強,更適合當前社會科技的發(fā)展。傳感器的數(shù)字信號輸出還分為三種,他們分別是增量碼信號,絕對碼信號以及開關信號。
增量碼信號,增量碼信號的特點是,被測量值與傳感器輸出信號的變化周期數(shù)成正比,即輸出量值的大小由信號變化的周期數(shù)的增量決定。采用光柵、磁柵、激光干涉法等測量位移時,傳感器輸出的信號為增量碼信號。
絕對碼信號,絕對碼信號是一種與被測對象的狀態(tài)相對應的信號。如碼盤,它的每一個角度方位對應于一組編碼,這種編碼稱為絕對碼。絕對碼信號有很強的抗干擾能力,不管測量過程中發(fā)生什么情況,干擾過后,一種狀態(tài)總是對應于一組確定的編碼。
開關信號,開關信號只有0和1兩個狀態(tài),可視為絕對碼只有一位編碼時的特例。如行程開關、光電開關等傳感器的輸出就是開關信號。
數(shù)字傳感器是一種智能化的傳感器,它能夠?qū)鹘y(tǒng)的模擬式傳感器以改造或加裝A/D轉(zhuǎn)換模塊的形式,使其輸出信號為數(shù)字量的傳感器。數(shù)字傳感器的出現(xiàn),是新型傳感器發(fā)展革新的重要標志,它大大推動了社會的進步發(fā)展。那么,數(shù)字傳感器有哪些種類呢?接下來,就為大家詳細介紹一下這個問題。
數(shù)字傳感器有哪些種類?
1.絕對式角度數(shù)字編碼器
這種傳感器的角度分辨率影響于數(shù)字編碼器的位數(shù)。現(xiàn)階段有14位的產(chǎn)品,如再增加碼道和細分電路可制成19位和23位的。
2.周期時間計數(shù)式數(shù)字傳感器
此類傳感器的結(jié)構(gòu)位移分辨率對低精度的周期時間計數(shù)式數(shù)字傳感器而言,僅由周期時間信號發(fā)生器的性質(zhì)影響。比如,光柵當長1mm有100條刻線時,其分辨率即為0.01mm;對高精度的周期時間計數(shù)式數(shù)字傳感器而言,也要充分考慮電子細分數(shù)。如前例,在100倍電子細分數(shù)下,此光柵的分辨率就是0.1μm。此類結(jié)構(gòu)屬于增量式結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)的特點影響它不僅備有辨向電路,并且周期時間計數(shù)器還有著可逆性質(zhì)。
3.頻率式數(shù)字傳感器
按振蕩器的形式,可將此類數(shù)字傳感器分為含有晶體諧振器的和不帶晶體諧振器的兩種。前面一種,按被測量的作甩點,又分作用在石英諧振器上的石英晶體諧振式數(shù)字傳感器和作用在諧振器中儲能元器件上的含有晶體諧振器的調(diào)頻式數(shù)字傳感器。
數(shù)字傳感器特點有哪些?
1、先進的A/D轉(zhuǎn)換技術和智能濾波算法,在滿量程的具體情況下仍可確保輸出碼的穩(wěn)定。
2、采用A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字化信號傳輸和數(shù)字濾波技術,傳感器的抗干擾性增加,信號傳輸距離遠,提升了傳感器的穩(wěn)定性。
3、優(yōu)良的電磁兼容性能。
4、傳感器的輸出一致性誤差可以達到0.02%以內(nèi)乃至更高,傳感器的特性參數(shù)可完全相同,因此有著優(yōu)良的互換性。
5、可行的數(shù)據(jù)存儲技術,確保模塊參數(shù)不會丟失。
6、數(shù)字傳感器能全自動采集數(shù)據(jù)并可預處理、存儲和記憶,有著唯一標識,有利于故障診斷。
數(shù)字傳感器有哪些種類?看到此處,想必您心中對于數(shù)字傳感器的種類也能夠有一個更加全面的認識了吧!數(shù)字傳感器的出現(xiàn),對于電子市場的革新發(fā)展起著至關重要的推動作用。未來,數(shù)字傳感器在操作上的多樣化,及其穩(wěn)定的性能模式,都將會隨著傳感器技術的發(fā)展而增強。
原標題:最新傳感器的常見類型有哪些
/// 專 業(yè) 的 工 業(yè) 傳 感 與 測 量 搜 狐 號 ///
/ 前言 /
2020年最新的傳感器,包括用于物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備的傳感器,它們將很快改變電子行業(yè)。不論是檢測病人蛋白質(zhì)水平的無聲心臟病檢測器,還是警告糾正乘員坐姿錯誤的椅子,這兩種創(chuàng)新方案都是近期發(fā)明的。而傳感器在電子設備中起著至關重要的作用。事實上,隨著科學技術的進步,傳感器的應用也在不斷擴展。
/ 傳感器正走向智能化 /
基本上,傳感器是一種接收信號或刺激并對其作出響應的輸入設備。如今,某些傳感器在單個硅芯片中集成了許多傳感元件和讀出電路,從而提供了高精度和多種功能。與此同時,制造商使用先進的技術和方法進行信號處理和轉(zhuǎn)換。
最新的傳感器具有更多功能,包括用戶友好性,可訪問性和靈活性等。因此,通過集成新技術使傳感器更加智能化,傳感器行業(yè)發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變。
普通傳感器仍在許多應用中使用。但是微電子學(MEMS)的創(chuàng)新和進步正在將傳感器技術提升到一個全新的水平。普通傳感器的功能已通過多種方式擴展,現(xiàn)在提供了許多其他屬性。最新的傳感器變得越來越智能,提供更高的精度,靈活性和易于集成到分布式系統(tǒng)中的能力。
智能傳感器使用標準總線或無線網(wǎng)絡接口相互通信,或與微控制器(MCU)通信。網(wǎng)絡接口使數(shù)據(jù)傳輸更加容易,同時也擴展了系統(tǒng)。制造商可以診斷傳感器故障,并指導用戶通過計算機網(wǎng)絡進行遠程故障排除。
智能傳感器可能由一系列模擬和數(shù)字模塊組成,每個模塊都提供特定的功能。數(shù)據(jù)處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)功能有助于提高傳感器的可靠性和測量精度。智能傳感器的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1:智能傳感器結(jié)構(gòu)
/ 最新傳感器的常見類型 /
由于使用的技術(模擬/數(shù)字)和應用的不同,如今傳感器種類繁多。下面將會介紹一些2020年最新的傳感器,包括物聯(lián)網(wǎng)傳感器,污染傳感器,RFID傳感器,圖像傳感器,生物識別傳感器,印刷傳感器以及MEMS和NEMS傳感器。
①、物聯(lián)網(wǎng)傳感器
物聯(lián)網(wǎng)傳感器包括溫度傳感器,接近傳感器,壓力傳感器,RF傳感器,熱釋電IR傳感器,水質(zhì)傳感器,化學傳感器,煙霧傳感器,氣體傳感器,液位傳感器,汽車傳感器和醫(yī)療傳感器等。
這些最新的傳感器連接到計算機網(wǎng)絡以進行監(jiān)視和控制。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)使用傳感器和互聯(lián)網(wǎng),以其獨特的靈活性提供增強的數(shù)據(jù)收集,自動化和操作,從而在整個行業(yè)中得到了廣泛的應用。
物聯(lián)網(wǎng)傳感器的全球市場在2015年達到73億美元。預計到2021年將從2016年的近106億美元增長到478億美元,在2016-21年期間每年以35%的速度增長。物聯(lián)網(wǎng)傳感器的亞太市場預計將從2016年的30億美元增長到2021年的140億美元,從2016年到2021年的復合年增長率為36.1%。
②、污染傳感器
空氣污染傳感器用于檢測和監(jiān)視周圍區(qū)域的空氣污染,包括室內(nèi)和室外環(huán)境。盡管存在各種類型的空氣污染傳感器,但這些傳感器中的大多數(shù)都集中在五個參數(shù)上:顆粒物,臭氧,一氧化碳,二氧化硫和一氧化二氮。空氣污染傳感器一般比較昂貴,但普通用途的不算太貴。
市場上有能夠檢測直徑在2.5至10μm(PM10)之間且直徑小于2.5μm(PM2.5)的顆粒物的傳感器。圖2顯示了一個典型的PM傳感器,它在愛好者和實驗人員中很流行。
③、RFID傳感器
可以將稻米大小的RFID芯片(圖4)直接插入皮膚下,用作ID卡。在包括非接觸式銀行卡和Oyster卡在內(nèi)的許多產(chǎn)品中,都有使用RFID芯片的趨勢。在某些情況下,將芯片植入寵物和牛中進行監(jiān)視。
圖4:顆粒大小的RFID芯片
④、穿戴式傳感器
最新的穿戴式傳感器包括醫(yī)療傳感器,GPS,慣性測量單元(IMU)和光學傳感器。利用現(xiàn)代技術和微型電路,可穿戴式傳感器現(xiàn)在可以部署在數(shù)字健康監(jiān)控系統(tǒng)中。
傳感器還集成到各種配件中,例如衣服,腕帶,眼鏡,耳機和智能手機。IDTechEx的一份報告預測,到2022年,光學,IMU和GPS傳感器將在傳感器市場上占據(jù)主導地位(圖5)。
圖5:可穿戴圖表
穿戴式應用和物聯(lián)網(wǎng)有望推動全球傳感器市場實現(xiàn)兩位數(shù)的增長。由于制造成本的降低和傳感器的低功耗,大多數(shù)傳統(tǒng)的有線連接將被無線傳感器取代,并在將來集成到無線網(wǎng)絡中。
⑤、光學圖像傳感器
智能手機相機是圖像傳感器的最佳示例——圖像傳感器檢測并傳送構(gòu)成圖像的信息。數(shù)字成像正在迅速取代模擬成像,如今大多數(shù)數(shù)碼相機使用CMOS傳感器,以實現(xiàn)更快的速度和更低的功耗。
⑥、生物識別傳感器
最常見的生物識別傳感器是指紋模塊。R30x指紋模塊在愛好者和實驗者中非常流行。高通公司的指紋傳感器包括用于顯示屏,玻璃和金屬的傳感器,方向手勢的檢測以及屏下指紋匹配和設備喚醒的傳感器。
⑦、印刷傳感器
印刷在柔性基板上的傳感器正變得越來越流行。下一代打印傳感器將支持從人機界面到環(huán)境傳感的各種應用。IDTechEx報告預測,到2027年,全印制傳感器市場將達到76億美元。
印刷傳感器的結(jié)構(gòu)非常簡單,只有幾個電極,而其他傳感器則更為復雜,需要多層沉積。它們的共同點是能夠在塑料基板上制造,這在機械柔韌性,厚度和重量減輕方面均具有優(yōu)勢。
⑧、超聲波傳感器
超聲波傳感器通過發(fā)出超聲波來測量目標物體的距離,并將反射的聲音轉(zhuǎn)換為電信號。超聲波的傳播速度快于聲音的傳播速度,并產(chǎn)生了結(jié)果。
⑨、無源紅外傳感器
無源紅外傳感器測量從其視場中的物體發(fā)出的紅外(IR)光。
⑩、濕度傳感器
濕度傳感器(或濕度計)可感測,測量并報告濕度和空氣溫度。空氣中的水分與特定空氣溫度下的最高水分之比稱為相對濕度。相對濕度成為尋找舒適性時的重要因素。
?、微機電系統(tǒng)
微機電系統(tǒng)(MEMS)由1至100微米之間的組件大小組成。最值得注意的元素是微傳感器和微致動器。
在集成微電子的控制下,MEMS設備的范圍從簡單的結(jié)構(gòu)到具有多個移動元件的極其復雜的機電系統(tǒng),一應俱全。換句話說,MEMS傳感器是一種精密設備,其中機械零件和微型傳感器以及信號調(diào)節(jié)電路都制造在一小片硅芯片上。
通常,MEMS在一個封裝中由機械微結(jié)構(gòu),微致動器,微傳感器和微電子組成。圖7示出了MEMS裝置的框圖。
圖7:MEMS設備的框圖
微型傳感器通過測量熱,化學,電氣或機械信息來檢測系統(tǒng)環(huán)境的變化。這些變量由微電子器件處理,然后微致動器根據(jù)環(huán)境的變化起作用。
市場上可用的一些常見類型的MEMS傳感器是:
1. MEMS加速度計。這些用于測量加速度的靜態(tài)或動態(tài)力。主要類別是硅電容式,壓阻式和熱加速度計。
MEMS加速度計用于智能手機中的各種控制,包括橫向和縱向模式之間的切換,防模糊捕獲和袖珍模式操作。
2. MEMS陀螺儀。這些檢測物體的角速度。MEMS陀螺儀用于帶有方向盤傳感器和側(cè)翻檢測的車輛穩(wěn)定性控制。
3. MEMS壓力傳感器。這些傳感器測量三種類型的壓力:表壓,絕對壓力和壓差。該傳感器在集成芯片上集成了隔膜和一組電阻器,因此可以將壓力檢測為電阻變化。這些傳感器用于汽車,航空航天,醫(yī)療,國防和工業(yè)應用。
在汽車系統(tǒng)中,它們被廣泛用于油壓傳感器,碰撞檢測,燃料箱蒸氣壓力監(jiān)測,廢氣再循環(huán),發(fā)動機管理系統(tǒng)等。
4. MEMS磁場傳感器。這些傳感器檢測和測量磁場,并在位置感應,電流檢測,速度檢測,車輛檢測,太空探索等方面得到應用。
5. 磁通門傳感器。磁通門傳感器用于測量直流或低頻交流磁場。這些發(fā)現(xiàn)有許多應用,例如空間研究,地球物理,礦物勘探,自動化和工業(yè)過程控制。基于MEMS的磁通門傳感器在功耗,體積和性能方面均優(yōu)于其他磁通門傳感器。
?、NEMS
納米機電系統(tǒng)(NEMS)是一類類似于MEMS的設備,但屬于納米級。這些是MEMS器件之后的下一個小型化步驟。納米諧振器和納米加速度計是NEMS的示例。
通常,NEMS依賴于碳基材料,包括金剛石,碳納米管和石墨烯。他們最有前途的應用之一是生物學和納米技術的結(jié)合。納米諧振器將在無線通信技術中找到應用,而納米電機則可用于生物芯片或傳感器的納米流體泵中。
/ 傳感器的材料 /
確切的傳感器材料取決于其類型和應用。例如,數(shù)字,模擬,接近和圖像傳感器都具有自己的材料,結(jié)構(gòu),制造技術和包裝。大多數(shù)制造商通常采用最新的傳感器(如MEMS)的材料和制造技術。電子產(chǎn)品中使用的材料主要起著兩個作用——發(fā)揮主動或被動的作用。
被動材料:
被動材料用于提供機械結(jié)構(gòu)或電氣連接。這些材料中的某些材料(如硅和砷化鎵)也可以用作有源和無源材料。
活性物質(zhì):
活性物質(zhì)對于微電子,光敏,壓電,磁阻和化學電阻膜的傳感過程至關重要。薄膜或厚膜形式的微傳感器材料在傳感系統(tǒng)中起著積極的作用。這些設備使用化學氣相沉積(CVD)或低壓化學氣相沉積(LPCVD)以及特殊技術(例如電化學沉積)制造。
硅:
元素硅在自然界中不存在,但存在于氧化物和硅酸鹽等化合物中。硅是豐富的,相對便宜的,并且具有許多可用于傳感器應用的物理特性。可以在硅襯底上沉積具有所需特性的材料層。單晶硅是使用最廣泛的半導體材料。
多晶硅:
可以通過用氧化物真空沉積到氧化的硅晶片上來形成多晶層。多晶硅結(jié)構(gòu)可以通過離子注入或其他技術摻雜硼或其他元素,以達到所需的導電性。電阻的溫度系數(shù)可以通過選擇性摻雜在正負范圍內(nèi)變化。多晶硅電阻具有長期穩(wěn)定性。
其他半導體:
有各種各樣的化合物半導體可用于制備具有獨特性能的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。砷化鎵(GaAs)和銻化銦(InSb)廣泛用于電子組件中。
砷化鎵用于諸如紅外發(fā)光二極管,激光二極管,微波單片集成電路(IC)和太陽能電池之類的設備中。它也用于測量特定物體溫度的光纖溫度傳感器。
研究表明,砷化鎵的某些電子性能優(yōu)于硅。砷化鎵晶體管的工作頻率高于250GHz.由于砷化鎵的優(yōu)越性能,它們被廣泛用于移動電話,衛(wèi)星通信和雷達系統(tǒng)中。高靈敏度的GaAs壓電傳感器也用于生物檢測。
InSb.它對諸如霍爾效應傳感器和磁阻之類的磁傳感設備很有用。InSb磁阻器在汽車應用中用作位置傳感器。InSb材料也用于紅外成像。
塑料制品:
塑料廣泛用于電子和電氣組件。由于塑料是絕緣體,因此它們可用于需要絕緣性能的各種應用中。聚合物還用作輻射探測器和化學傳感器。
金屬:
設計傳感器時要考慮金屬的物理特性和機械加工。
銅具有出色的熱和電性能,但是很難加工。在某些情況下,可以使用鋁作為替代。金屬用于磁傳感器。金,銀,鉑,銠和鈀等貴金屬廣泛用于汽車,RFID標簽,手機和PC的傳感器設備中。
陶瓷:
陶瓷廣泛用于傳感器制造。這些具有共同的特性,包括結(jié)構(gòu)強度,重量輕,熱穩(wěn)定性,電絕緣性以及與其他材料結(jié)合的能力。它們不與氧氣反應,因此不會產(chǎn)生氧化物。許多制造商將陶瓷用作傳感器基板。
/ 傳感器制造 /
微傳感器技術使用了常規(guī)硅平面IC技術中遵循的基本制造步驟以及一些其他步驟。目前,互補金屬氧化物半導體(CMOS)是微傳感器中最常用的技術。微傳感器是使用商業(yè)CMOS IC工藝和隨后的批量微加工技術設計和制造的,確切具體的步驟因傳感器而異。
封裝形式:
必須保護芯片不受大氣影響。光刻膠或氮化硅材料通常用于覆蓋傳感區(qū)域。LPCVD或CVD工藝用于沉積氮化硅層,該氮化硅層可作為防水層。
下一步是IC封裝。這包括將IC密封在塑料樹脂或金屬外殼中。此過程可保護硅器件免受周圍環(huán)境的影響,在某些使用大氣傳輸測量量的MEMS器件中,可能并不總是需要此過程。
沉積:
一些傳感器,特別是MEMS器件,需要沉積薄膜和厚膜材料,以為傳感表面提供所需的特性。例如,對熱輻射的敏感性是通過用鎳鉻合金涂層來實現(xiàn)的。可以使用光刻和濕法化學蝕刻工藝對膜進行局部蝕刻。也可以使用干法物理蝕刻和激光加工。
/ 傳感器的未來展望 /
借助微米和納米技術,可以將傳感器制造成幾乎可以安裝在消費設備中的任何位置,以檢測機器人,汽車甚至人體中的任何運動或應用。在其他應用中,在反恐,貨物追蹤,生物識別等方面,智能傳感器的使用也在增加。最新的傳感器用于汽車中,以防止即將發(fā)生的碰撞,并確定要發(fā)射的安全氣囊的類型以及其展開的力量和速度。
MEMS在醫(yī)療應用中的使用正在增加,包括用于診斷和監(jiān)視系統(tǒng)的可植入設備和手持設備。展望未來,隨著技術的進步,包括物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備在內(nèi)的新型傳感器浪潮將在未來幾年內(nèi)徹底改變電子行業(yè)。
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