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范文一：传感器论文
智能传感器
智能传感器就是基于传感器技术，将传感器发出的信号进行信号处理。首先经斩波稳零放大器进行信号发大，之后经A/D转换器进行模数转换再经单片机AT89C51进行控制，最终显示出来。此处，研究的智能压力传感器，就是将压力传感器输出的电信号进行信息处理后将压力显示出来，并通过键盘控制使智能化更趋于完善。
随着计算机技术的不断发展，信息处理技术也在不断发展完善。但作为提供信息的传感器，它的发展相对于计算机的信息处理功能来说就落后了。这使得自动检测技术受到影响，而检测技术是人类认识世界和改造科技不可少的重要手段。基于上述因素，越来越多的科技工作者对传感器技术予以了高度的重视，促使传感器技术加速发展，以适应信息处理技术的需要。突破是以测试技术的水平为基础的压阻型扩散硅压力传感器以其低价格得到广泛应用，基于单片机技术的智能压力传感器以其使用方便，测量精确而得以推广。 压力传感器的核心是扩散硅电阻桥，智能压力传感器应用单片机技术采集数据、信号的处理并输出显示结果。扩散硅的压阻系数是温度的函数，所以存在灵敏度温漂，而影响温度的因素是多方面的：测量环境的变化，测量电路产生的热量的影响等等，所以要想得到比较精确的压力值，必须对压力传感器进行校正。 压力传感器的零点存在热漂移、电漂移和时间漂移，减小压力传感器的热零点漂移的措施是各力敏电阻的电阻值及其温度系数的相等性。
本论文主要介绍智能压力传感器的实现，分硬件和软件两部分进行介绍。硬件部分主要介绍了各应用器件的特性及实现方法；软件部分主要介绍了信息处理的编译思想。
目 录
第一章 摘要……………………………………………………………….4
第二章 智能传感器的结构及其特点和数据采集及处理……….5
第一节 智能传感器的结构及其特点............................................................6
第二节 智能传感器的数据采集和数据处理...............................................7
第三章 智能压力传感器的设计………………………………………8
第一章 绪 论
传感器技术在当代科技领域中占有十分重要的地位，是21世纪人们在高新
技术发展方面争夺的一个制高点，在国外各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。从20世纪80年代起，日本就将传感器技术列为优先发展的高打捞技术之首，美国等西方国家也将传感器的基本知识列为国家科技和国防技术发展的重点内容。当前，世界上正面临着一场新的技术革命，这场革命的主要基础就是信息技术。信息技术的发展给人类社会和国民经济的各个部门及各个领域都带来了巨大的、广泛的、深刻的变化，是当今人类社会发展的强大动力。并且正在改变着传统工业的生产方式，带动着传统工业和其他新兴产业的更新和变革。在军事国防、航空航天、海洋开发、生物工程、医疗保健、商检质检、环境保护、安全范围、家用电器等方面，几乎每一个现代化项目也都离不开传感器技 。 信息的采集是指从自然界中、以及生产过程中或科学实验中获取人们需要的信息。信息的采集是通过传感器技术实现的，因此传感器检测技术实质上也就是信息采集技术。显而易见，在现代信息技术的三大环节中，“采集”是首要的基础的一环，没有“采集”到的信息，通信“传输”就是“无源之水”，计算机“处理”更是“无米之炊”。
然而随着计算机技术的飞速发展，信息处理技术也在不断更新完善。但作为提供信息的元件传感器，它的发展相对于计算机的信息处理功能来说就落后了。这使得自动检测技术受到影响，也直接影响到多种技术的进一步发展。基于上述因素，越来越多的科技工作者对传感器技术予以了高度的重视，促使传感器技术加速发展，以适应信息处理技术的需要。
本设计研究的智能压力传感器，就是将压力传感器输出的电信号进行信息处理后将压力显示出来，并通过键盘控制使智能化更趋于完善。
第二章．智能传感器的结构及特点和数据采集及数据处理
§第一节 智能传感器的结构及其特点
如图2—1所示为智能传感器的结构图：
图2—1
智能传感器的特点：
（！）扩展了测量范围和功能，可实现符合参数的测量和各种不同要求的测量；
（2）提高了灵敏度和测量精度，可进行微弱信号测量，并进行各种校正和补偿，测量数据可以存取；
（3）提高了测量的稳定性和可能性，可排除外界干扰，进行有选择性的测量，使传感器高性能化；
（4）具有自诊断功能，有确定故障部位、识别故障状态等功能及用硬件难以实现的功能；
（5）可以有多种树出形式及数字通信接口等。
无论是智能化传感器还传感器智能化，都是具有检测和信息处理功能的传感器。
§第二节 智能传感器的数据采集和数据处理
传感器智能化之前必须对其输出信号进行预处理。由于被检测信号种类繁多，输出的信号有模拟量、数字量、开关量等，绝大多数传感器输出传感器输出信号不能直接作为A/D转换的输入量，必须先通过各种预处理电路将传感器输出信号转换成统一的电压信号或周期信号。
数据采集
传感器信号经过与处理成为A/D变换器所需要的点模拟信号，模拟典雅的数字化则天要依赖于模拟转换器（A/D）它通过采样、量化和编码将输入信号变换为数字信号。
数据处理
传感器的数据输出信号经过A/D转换器转换，所获得的数字信号一般不能直接输入微处理机供应用程序使用，还必须根据需要进行加工处理，如标度变换、非线性补偿、温度补偿、数字滤波等，以上这些处理也称软件处理。
数据处理包以下几方面的工作；
（1） 数据收集：汇集所需信息；
（2） 数据转换：把所需信息转换成适用于微处理机使用的方式；
（3） 数据分组：按有关信息进行有效分组；
（4） 数据组织：整理数据或用其他方法安排数据，以便进行处理和误差修正；
（5） 数据计算：进行各种算术和逻辑运算，以便得到进一步的信息；
（6） 数据存储：保存原始数据和计算结果，供以后使用；
（7） 数据搜索：按要求提供有用格式的信息，然后将结果按用户要求输出。
智能传感器的信号预处理、采样周期、A/D转换器的选择及数据处理当中的一些补偿方法这里不多介绍。
第三章 智能压力传感器的设计方案
根据对智能传感器提出的技术指标，其设计过程主要包括总体结构设计、敏感元件设计、传感器工艺设计、软件设计等本论文只对智能压力传感器的总体结构设计和软件设计作介绍。
结构设计
智能压力传感器由半导体敏元件、放大器、转换开关、双积分A/D转换器、单片机、接口电路、IEEE—488标准接口、存储器和部分外围电路组成， 如图3—1所示；
硅压力传感器的电路图
图3—1 智能压力传感器组成框图
软件设计
用单片机构成的智能压力传感器软件有控制程序、数据处理程序及辅助程序。
智能压力传感器的重要特点之一是多功能，一般采用两种方式去执行：一是用户通过键盘发出所选功能的指令；二是自动式，由内部功能控制程序协调已编制好的数据采集与处理程序工作，或通过IEEE-488总线接收外部信号，向智能传感器发出控制指令，智能传感器由自校、跟踪、越限报警、输出打印、键盘、显示、A/D转换等电路及接口，保证工作有序进行可依图3—2的源程序流程图设计;智能传感器安装好以后，要进行标定，将信号转换成数字码，存入EPROM中，最后给出比较理想的输出，如图3—3所示；
图3—3 智能传感器源程序流程图
＠
图3—4 智能压力传感器修正、显示流程图
这种智能传感器可利用集成电路、传感器的封接技术，将带有感温二极管的硅力敏元件与单片机、A/D转换器、接口电路等部分混合集成、连接在一起，使整个系统具有程控、运算、处理等功能，对测试输出信号自动进行修正和补偿，可长期稳定地在环境温度变化的场合。
结论：智能压力传感器是一种检测压力的智能仪器，它的测量很精确，被广泛应用于电子称或商务测量等领域中。本设计是为了实现将压力通过系统直接显示出来，并通过键盘控制使智能化更趋于完善。
感谢老师！
范文二：传感器论文
学 院
传
感
器 课 程 论 文 设 计
热电阻传感器
摘 要：热电阻传感器适用于温度检测要求较高的场合。介绍了金属热电阻和热敏热电阻传感器的工作原理、分类、结构及应用。
关键词：传感器；热电阻；热敏
一．热电阻传感器的原理及设计
1. 工作原理
在金属中，载流子为自由电子，当温度升高时，虽然自由电子数目基本不变（当温度变化范围不是很大时），但每个自由电子的动能将增加，因而在一定的电场作用下，要使这些杂乱无章的电子作定向运动就会遇到更大的阻力，导致金属电阻值随温度的升高而增加。热电阻就要是利用电阻随温度升高而增大这一特性来测量温度的。
热敏电阻是一种新型的半导体测温元件。半导体中参加导电的是载流子，由于半导体中载流子的数目远比金属中的自由电子数目少得多，所以它的电阻率大。随温度的升高，半导体中更多的价电子受热激发跃迁到较高能级而产生新的电子—空穴对，因而参加到电的载流子数目增加了，半导体的电阻率也就降低了（电导率增加）。因为载流子数目随温度上升按指数规律增加，所以半导体的电阻率也就随温度上升按指数规律下降。热敏电阻正是利用半导体这种载流子数随温度变化而变化的特性制成的一种温度敏感元件。当温度变化1℃时，某些半导体热敏电阻的阻值变化将达到（3～6）%。在一定条件下，根据测量热敏电阻值的变化得到温度的变化。
2. 分类
热电阻传感器按不同的分类方式可以分为多种。按材料分，热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。按结构分，普通型热电阻、锴装热电阻、薄膜热电阻。按用途分，工业用热电阻、精密标准电阻。以下是按照第一类来介绍热电阻传感器。
2. 1 金属热电阻传感器
目前较为广泛应用的热电阻材料是铂、铜、镍、铁和铑铁合金等，而
-3?常用的是铂、铜，他们的电阻温度系数在3~6?10/C 范围内。作为测温用
的热电阻材料，希望电阻温度系数要大，以提高热电阻的灵敏度；电阻率尽可能大，以便减小电阻体尺寸；热容量要小，以便提高热电阻的响应速度；在测量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于线性；应有良好的可加工性，且价格便宜。在铂、铜中，铂的性能最好，采用特殊的结构可以制成标准温度计，它的适用范围为-200~9600C ；铜电阻价廉并且线性较好，但温度高易氧化，故只适用于温
0度较低-50~+150C 的环境中，目前已逐渐被铂电阻所取代。
2.1.1 铂热电阻
铂材料的优点为：物理、化学性能极为稳定尤其是耐氧化能力很强，并且在很宽的温度范围内（1200℃以下）均可保持上述特性；易于提纯，复制性好，有良好的工艺性，可以制成极细的铂丝或极薄的铂箔；电阻率较高。缺点是：电阻温度系数较小；在还原介质中工作时易被沾污变脆；价格较高。
铂热电阻的阻值与温度的关系近似线性，其特性方程为
当-200℃≤t ≤0℃时： R t 23 =R 0??1+At +Bt +C (t -100) t ??
当0℃≤t ≤960℃时： R t =R 0(1+At +Bt 2)
式中R t ——温度为t ℃时铂热电阻的阻值，单位为Ω；
R 0——温度为0℃时铂热电阻的阻值，单位为Ω；
A 、B 、C ——温度系数，它们的数值分别为A =3.90802?10-3(1/0C 2) ，
B =-5.802?10(1/C ) ，C =-4.27350?10-70-12(1/0C 4) 。
2.1.2 铜热电阻
铂金属贵重，因此在一些测量精度要求不高且温度较低的场合，普遍地采用铜热电阻来测量-50～+150℃的温度。铜热电阻有如下特点。
在上述使用的温度范围内，阻值与温度的关系几乎呈线性关系，即可近似表示为
R t =R 0(1+αt )
式中 α——电阻温度系数，α=(4.25~4.28) ?10-3/0C 。
1. 电阻温度系数比铂高，而电阻率则比铂低。
2. 容易提纯，加工性能好，可拉成细丝，价格便宜。
3. 易氧化，不宜在腐蚀性介质或高温下工作。
鉴于上述特点，在介质温度不高、腐蚀性不强、测温元件体积不受限制的条件大都采用铜热电阻。
2.1.3 热电阻的结构
普通型热电阻由感温元件（金属电阻丝）、支架、引出线、保护套管及接线盒等基本部分组成。为避免电感分量，热电阻丝常采用双线并绕，制成无感电阻。
1、感温元件（金属电阻丝）
由于铂的电阻率较大，而且相对机械强度较大，通常铂丝的直径在0.03～0.07㎜±0.005㎜之间。可单层绕制，若铂丝太细，电阻体可做的小，但强度低；若铂丝粗，虽强度大，但电阻体积大了，热惰性也大，成本高。由于铜的机械强度较低，电阻丝的直径需较大。一般为（0.1±0.005）㎜的漆包铜线或丝包线分层绕在骨架上，并涂上绝缘漆而成。
2、骨架
热电阻是绕制在骨架上的，骨架是用来支持和固定电阻丝的。骨架应使用电绝缘性能好，高温下机械强度高，体膨胀系数小，物理化学性能稳定，对热电阻丝无污染的材料制造，常用的是云母、石英、陶瓷、玻璃及塑料等。
3、引线
引线的直径应当比热电阻丝大几倍，尽量减少引线的电阻，增加引线的机械强度和连接的可靠性，对于工业用的铂热电阻，一般采用1㎜的银丝作为引线。对于标准的铂热电阻则可采用0.3㎜的铂丝作为引线。对于铜热电阻则常用0.5㎜的铜线。
2. 2 热敏电阻传感器
热敏电阻是一种利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成，由金属氧化物和化合物按不同的配方比例烧结的敏感元件。优点：热敏电阻
的温度系数比金属大（4～9倍）；电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点、表面温度及快速变化的温度； 结构简单、机械性能好。
缺点：线性度较差，复现性和互换性较差。
2.2.1 分类
热敏电阻按照其温度系数可分为负温度系数热敏电阻（NTC ）和正温度系数热敏电阻（PTC ）两的类。所谓正温度系数是指电阻的变化趋势与温度的变化趋势相同；所谓负温度系数是指温度上升时，电阻值反而下降的变化特性。
1、NTC 热敏电阻
NTC 热敏电阻研制的较早，也较成熟。最常见的是由金属氧化物组成的。如锰、钴、铁、镍、铜等多种氧化物混合烧结而成，其标辰阻值（25℃）视氧化物的比例，可以从0.1Ω至几兆欧范围内选择。
根据不同的用途，NTC 又可分为两大类：第一类用于测量温度。它的阻值与温度之间呈严格的负指数关系。指数型NTC 的灵敏度由制造工艺、氧化物含量决定。用户可根据需要选择，其精度和一致性可达0.1%。因此，NTC 的离散性较小，测量精度较高。
2、PTC 热敏电阻
典型的PTC 热敏电阻通常是在钛酸钡着掺入其他金属离子，以改变其温度系数和临界点温度。它的温度—电阻特性呈非线性，如图2-7着的曲线4所示。它在电子线路中多起限流、保护作用。当流过PTC 的电流超过一定限度或PTC 个感受到的温度超过一定限度时，其电阻值突然增大。例如，电视机显像管的消磁线圈上就串联了一只PTC 热敏电阻。大功率的PTC 型陶瓷热电阻还可以用于电热暖风机。当PTC 的体温达到设定值（例如210℃）时，PTC 的阻值急剧上升，流过PTC 的电流减小，使暖风机的温度基本恒定于设定值上，提高了安全性。
二．热电阻传感器的应用
2. 1 金属热电阻传感器的应用
热电阻式流量计
热电阻式流量计是根据物理学中关于介质内部热传导现象制成的。如果温度为t a 的热电阻放入温度为t c 介质内，设热电阻与介质相接触的表面面积为A ，则热电阻耗散的热量Q 可表示为
Q =KA (t a -t c )
式中K ——热传导系数或称传热系数。
实验证明，K 与介质的密度、粘度、平均流速等参数有关。当其他参数为定值时，K 仅与介质的平均流速V 成正比，即
Q V
上式说明通过测量热电阻耗散的热量Q 即可测量介质的平均流速或流量。
2. 2 热敏电阻传感器的应用
1、热敏电阻测温
作为测量温度的热敏电阻一般结构较简单，价格较低廉。没有外面保护层的热敏电阻只能应用在干燥的地方；密封的热敏电阻不怕湿气的侵蚀，可以使用在较恶劣的环境下。由于热敏电阻的阻值较大，故其连接导线的电阻和接触电阻可以忽略，因此热敏电阻可以在长达几千米的远距离测量温度中应用。
2、热敏电阻用于温度补偿
热敏电阻可在一定的温度范围内对某些元器件温度进行补偿。例如，动圈式仪表表头中的动圈由铜线绕制而成。温度升高，电阻增大。引起温度的误差。因而可以在动圈的回路中将负温度系数的热敏电阻与锰铜丝电阻并联后再与被补偿元器件串联，从而抵消由于温度变化所产生的误差。在晶体管电路、对数放大器中，也常用热敏电阻组成补偿电路，补偿由于温度引起的漂移误差。
3、过热保护
过热保护分直接保护和间接保护。对小电流场合，可把热敏电阻直接串入负载中，防止过热损坏以保护器件。对大电流场合，可用于继电器、晶体管电路等的保护。不论哪种情况，热敏电阻都与被保护器件紧密结合在一起，从而使二者之间充分进行热交换，一旦过热，热敏电阻则起保护作用。例如，在电动机的定子绕组中嵌入突变型热敏电阻并与继电器串联。当电动机过载时定子电流增大，引起发热。当温度大于突变点时，电路中的电流可以由十分之几毫安突变为几十毫安，因此继电器动作，从而实现过热保护。
热敏电阻用于液面的测量
给NTC 热敏电阻施加一定的加热电流，它的表面温度将高与周围的空气温度，此时它的阻值较小。当液面高于它的安装高度时，液体将带走它的热量，使之温度下降、阻值升高。判断它的阻值变化，就可以知道液面是否低于设定值。汽车油箱中的油位报警传感器就是利用以上原理制作的。热敏电阻在汽车中还用于测量油温、冷却水温等。
三．热电阻传感器的发展和展望
新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。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。
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。热电阻传感器具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。
四．参考文献
参考文献：
1 黄素逸．动力工程现代测试技术. 华中科技大学出版社，2001
2 王芳．热电阻式温度传感器的测温原理与应用．黑龙江冶金，2007（2）：33~35
3 刘振全，王汉芝．金属热电阻温度传感器在多路温度监控系统中的应用．传感器世界，2006（12）
4 张志刚，胡胜川．工业过程温度测量－热电偶热电阻温度传感器的主要技术指标．医药工程设计杂志，2005（3）:37~40
5 唐新平，赵金，万椒芸．温度信号采集处理及控制系统设计．自动化与仪器仪表，2000，20(5)：12—14
范文三：传感器论文
《现代测试技术》 课程考核论文
班级 学号
姓名 序号
日
电容式传感器
摘要：
随着科学技术的发展，电容测量技术也取得了很大进展，不但广泛应用于位移、角度、振动、加速度等机械量的精密测量，而且还逐步应用于测量压力、声强、液位、含水量、料面、成分含量等方面的测量。电容式传感器所具有的特性，随着电子技术的迅速发展，特别是在集成电路方面的进步，将进一步的得到体现，而他存在的分布电容、非线性等不利也将得到克服，因此，电容式传感器在非电测量和自动检测中也得到了广泛应用。传感器是获取信息的重要手段，在现代科学发展中，扮演着越来越重要的角色。在自动控制领域中，自动化程度越高，则控制系统中队传感器的依赖性就越大，对控制系统功能的正常发挥起着决定性的作用。电容式传感器是以不同类型的电容器作为传感元件，并通过电容传感元件把被测物理量的变化转换成电容量变化的一种结构型传感器，它实际上就是一个具有可变参数的电容器。
关键词：电容式传感器、应用举例、优缺点、前景、总结
目录
一、电容式传感器的工作原理.................................................................................... 1 二、 电容式传感器的结构分类.............................................................................. 1
2.1变极距型电容式传感器.................................................................................. 1
2.2 变面积型电容式传感器................................................................................. 2
2.3 变介电常数型电容式传感器......................................................................... 2 三、 电容式传感器的应用...................................................................................... 2
3.1 概述................................................................................................................. 3
3.2 结构原理......................................................................................................... 3
3.3 适用范围......................................................................................................... 3
3.4 技术参数......................................................................................................... 3 四、
五、
六、
七、 电容式传感器的优缺点.................................................................................. 5 发展趋势.......................................................................................................... 5 总结.................................................................................................................. 5 参考文献.......................................................................................................... 6
一、电容式传感器的工作原理
以最简单的平行极板电容器为例说明。
平板式电容器是有两个金属极板、中间夹一层电介质构成的。若在两极板间加上电压，电极上就贮存有电荷，所以电容器实际上时一种贮存电场能的元件。平板式电容器在忽略其边缘效应是的电容量可用下式表示：
C??r?0A ?
式中，
?为介质的相对介质电常数，空气的??1；
?0为真空室的介电常数，?0?8.85?10?12(F/m)；
A为两极板间的有效覆盖面积（m2）；
?为两极板间的距离（m）。
由式中可见，只要被测物理量能使式中的?、A、或?发生变化，则电容器的电容C就会改变。如果保持其中的两个参数不变，就可以把另一个参数的单一变化转换成电容量的变化。即可以把三个参数中的任意一个的变化转化成电容C的变化。这就是电容式传感器的基本工作原理。
二、 电容式传感器的结构分类
根据基本工作原理，电容式传感器可分为三种基本类型：即变极距（?）型、变面积（A）型和变节点常数（?）型。
2.1变极距型电容式传感器
极板面积和介电常数为常数、平板电容器的极间距为变量的传感器，称为变极距型电容式传感器。这种传感器可以用来测量微小位移的范围为0.01~0.1mm。
如果两极板覆盖的面积及极间介质的介电常数不变，则当极距有一微小的变化时，引起电容量的变化为
dC???0?A1
?2d?
由此可得出此传感器的灵敏度为
S?
dC1???0?A2d??
由上式课看出，灵敏度S与?平方成反比，极距愈小，灵敏度越高。一般通过减小初始极距?0来提高灵敏度。一般电容是传感器的起始电容在20~30pF之间。极板距离在25~200 ?m的范围内，最大位移应该小于间距的。 2.2 变面积型电容式传感器
当极板间距和介电常数为常数，而平板电容器的面积为变量的传感器为变面积式电容传感器。
这种传感器可以用来测量角位移和厘米数量级的位移。
当动板有一转角是，与定板之间相互覆盖的 面积就发生变化，因而导致电容量的变化。其覆盖面积为A=?r2/2
灵敏度为S??0??r2式中，r为极板半径。所以电容量为C?，?为覆盖面积对应的中心角；22?dC?0?r
d??2?=常数
变面积型电容式传感器的优点是输出和输入呈线性关系，根据结构特点，适用于较大角位移和线位移的测量。
2.3 变介电常数型电容式传感器
当极板面积和极板间距是常数，而平板电容器的介电常数为变量的传感器称为变介质式电容传感器。
这种传感器可以用来测量湿度、物位、密度。
因为各介质的介电常数不同，若在两电极间充以空气以外的其他介质，使介电常数相应变化时，电容量也随之变化。当忽略边缘效应是，电容量为?0A C?1?23r1r2?r3式中，A?1、?2分别为被侧物体至极板间的距离；?为两极板见得距离；?r1、?r3分别为空气的介电常数；?2为被测物体的厚度；?r2为被测物体的介电常数。当A和?一定是，电容量的大小和被测材料的厚度及介电常数有关。若被测材料的介电常数为已知，则可测得其厚度，成为厚度仪；若被测材料的厚度已知，则可测得其介电常数，成为介电常数的测量仪。
三、 电容式传感器的应用
电子技术的发展，解决了电容式传感器的许多问题，是电容式传感器不但广泛应用于精密测量位移、角度等，还用于测量液位、压力、流量等参数。
在此，以电容式液位计为例说明电容式传感器的应用。
电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理进行测量。
3.1 概述
UHZ-517(518)系列磁翻柱液位计是海安县通成电器仪表厂产品。系列产品可以做到高密封、防泄漏和在高温、高压、高粘度、强腐蚀性条件下安全可靠地测量液位，全过程测量无盲区，显示醒目，读数直观，且测量范围大，配上液位报警、控制开关，可实现液位或界位的上、下限报警和控制，配上LB型液位变送器，可将液位、界位信号转换成二线制4～20mADC标准信号，实现远距离检测、指示、记录与控制。系列产品广泛用于电力、石油、化工、冶金、环保、船舶、建筑、食品等各行业生产过程中的液位测量与控制。
3.2 结构原理
液位计根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。
3.3 适用范围
适合高温高压容器内液体介质的液位测量。除现场指示，还可配远传变送器、报警（控制）开关，检测功能齐全。指示新颖，读数直观、醒目，观察指示器的方向可根据用户需要改变角度。 测量范围大，不受储槽高度限制。 指示机构与被测介质完全隔离，因而密封性好，可靠性高，使用安全。 结构简单，安装方便，维护费用低。
3.4 技术参数
测量范围：150～8000mm，对中心距超过8000mm的或运输条件不允许超过长度的液位计可采用分段制造
工作压力：UHZ-517(518)C12A：最高4.0MPa
UHZ-517(518)C12B：最高6.4MPa。
UHZ-517(518)C12C：最高10.0MPa。
UHZ-517(518)C12D：最高16.0MPa。
UHZ-517(518)C12E：最高25.0MPa。
工作温度：≤420℃
精确度：±10mm
介质密度：UHZ-517(518)C12A≥500kg/m3
UHZ-517(518)C12B、C、D、E≥600kg/m3
环境振动：频率≤25Hz 振幅≤0.5mm
跟随速度：≤0.08m/s
介质粘度：≤0.4Pa.S
过程连接：
旁路侧面安装法兰：DN25，PN4.0
法兰标准：HG20592～20635-97其它法兰标准请用户注明。
材质：
旁路管：00Cr17Ni14M2(316L)
浮子：钛
翻柱：陶瓷
液位报警（控制）开关
开关类型：凸轮磁驱动开关，单刀双投，具有防震保护
触点容量：10A 250VAC
环境温度：-50～180℃
防护等级：IP65
防爆标志：隔爆型ExdIIBT1～T6
LB远传变送器
测量范围：300～8000mm
输出信号：4～20mADC二线制
电源：24VDC（15～35VDC）
精确度：±10mm
负载能力：600Ω（24VDC供电时）
环境温度：-40～80℃
防护等级：IP65
防爆标志：本安型：ExiaIICT4；隔爆型：ExdIIBT4
电气接口：M20×1.5
当前价：2680.00元/只
对于生产该产品的厂家有：成都市鸿丰自动化工程有限公司、成都立腾仪表科技有限公司、西安奥信流量测控仪表有限公司、烟台奥脉络控制工程有限公司、江苏横河（集团）自控设备有限公司、美安特自动化仪表有限公司等。
四、 电容式传感器的优缺点
优点：①受本身发热影响小；②动作响应好。能在几兆赫兹的频率下工作，具有良好的动态响应能力。固有频率高，适于动态信号的测量，而其介质损耗小，可以在较高供电频率下工作，故系统可在高频信号工作；③静态引力小；④用真空、空气或其他气体作绝缘介质时，灵敏度高，误差小，能在恶劣的环境下工作（如高温，低温及强辐射等各种环境下）；⑤可以进行非接触式测量；⑥结构简单，适应性强。
虽然电容式传感器相对于电阻式、电感式传感器拥有很多优点，但也有不足之处。
缺点：①输出阻抗较高，带负载能力差。由于受几何尺寸限制，起始电容量小，由于带负载能力差，故其容易受外界干扰产生不稳定现象；②寄生电容影响大。寄生电容不仅降低传感器灵敏度，而且这些电容随机变化，使仪器工作不稳定，影响测量精度。③其输出是非线性的。
改进：①要提高带负载能力，就要增加其起始电容，因此可以减小其两极板间距离，并将极板设置成螺旋式，增加其正对面积，使电容器起始电容增加；②对于寄生电容，要改变其对电容器的影响，可以采用静电屏蔽措施，将电容器极板放置在金属壳体内，并将壳体与大地相连；另外，就是可以采取增加其本身电容的稳定性，而这可以依靠材料、工艺，特别是测量电路及半导体集成技术的发展得益一定程度的改善；③对于改变极板距离的电容传感器，电容量和极板间距离是非线性关系，但用差动式结构可以得到一定程度的改善。
五、 发展趋势
由于传感器在信息社会中的作用有了新的认识和评价，各国都将传感器技术列为重点的发展技术。当今，传感器技术的主要发展动向，一是开展基础研究，重点研究传感器的新材料和新工艺；二是实现传感器的智能化。⑴利用物理现象、化雪反应和生物效应设计制作各种用途的传感器，这是传感器技术发展的重要基础工作；⑵传感器向高精度、一体化、小型化的方向发展；⑶发展智能型传感器。
六、 总结
在做本次课程论文过程中，我印象最深的当属查阅了大量的资料，为了让本次的课程论文更加完善，查阅这方面的知识是相当有必要的，也是必不可少的。在查阅的同时，也加深了对相关知识的理解，巩固理论知识，也了解到一些相关行业的发展状况，科学前沿及发展前景。另外，要做好传感器的论文，就必须要
对其有一个清晰地认识，才能更好的完成。
七、 参考文献
[1] 赵志诚.仪表技术与传感器.沈阳仪表科学研究院.2009.10
[2]俞惟乐.分析测试技术与仪器.中国科学院.2010.04
[3] 孙丽萍.宋文龙.传感器原理与应用.东北林业大学出版社.2003.06
[4] 王化祥.张淑英.传感器原理及应用.天津大学出版社.2002.03
[5] 张亚凡.张洪润.传感技术.清华大学出版社.2005.04
范文四：传感器论文
《传感器技术》
课程论文
论文题目：传感器技术在汽车制造业中的应用
院 系 ： 物理与电子信息学院
学生姓名： 周 翠 翠
学 号： 09020248
完成时间： 2012年6月5日
目 录
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一、引言 ???????????????????????? 4
二、汽车用传感器分类?????????????????? 4
三、微型传感器在汽车中的应用???????????????4 (一) 汽车发动机控制用传感器????????????????4
(二) 安全系统方面用传感器?????????????????8
(三) 车辆监控和自诊断用传感器??????????????? 9
(四) 高温微电子在汽车中的应用??????????????? 9
四、 结束语 ???????????????????????10
摘 要： 现代汽车正由一个单纯交通工具朝着能满足人类需求和安全、舒适、方便及无污染的方向发展。要实现这些目标的关键在于汽车的电子化和智能化，先决条件则是各种信息的及时获取，这势必要求在汽车中大量采用各种传感器。这些微型传感器体积小，可实现许多全新的功能，便于大批量和高精度生产，单件成本低，易构成大规模和多功能阵列，这些特点使得它们非常适合于汽车方面的应用。
关键词：现代汽车 电子化 智能化 传感器 应用
Abstract:Hyundai Motor is moving from a pure transport to meet human needs and the safety, comfort, convenience and pollution-free direction.To achieve these goals, the key to the car's electronic and intelligent, the prerequisite is the timely access to all kinds of information,this will inevitably require a large number of vehicles using a variety of sensors.These tiny sensors, small size, can achieve many new features, easy to produce high-volume and high-precision, single, low cost, easy to form large-scale and multi-function arrays, these features make them very suitable for automotive applications.
Keywords : Hyundai Motor electronic Smart Sensors Applications
一、引言
现代汽车正由一个单纯交通工具朝着能满足人类需求和安全、舒适、方便及无污染的方向发展。要实现这些目标的关键在于汽车的电子化和智能化，先决条件则是各种信息的及时获取，这势必要求在汽车中大量采用各种传感器。传统的传感器往往体积和重量大、成本高，它们在汽车的应用受到很大的限制。
近几年来，从半导体集成电路(IC)技术发展而来的微机电系统技术日渐成熟。微型传感器是目前最为成功并最具实用性的微型机电器件，主要包括利用微型膜片的机械形变产生电信号输出的微型压力传感器和微型加速度传感器; 此外，还有微型温度传感器、磁场传感器、气体传感器等，这些微型传感器的面积大多在1 mm2以下。随着微电子加工技术，特别是纳米加工技术的进一步发展，传感器技术还将从微型传感器进化到纳米传感器。这些微型传感器体积小，可实现许多全新的功能，便于大批量和高精度生产，单件成本低，易构成大规模和多功能阵列，这些特点使得它们非常适合于汽车方面的应用。
二、汽车用传感器分类
汽车用传感器是用于汽车显示和电控系统的各种传感器的统称。它涉及到很多的物理量传感器和化学量传感器。这些传感器要么是使司机了解汽车各部分状态的; 要么是用于控制汽车各部分状态的。按在汽车上的作用可分为控制发动机、控制底盘以及给驾驶员提供各种信息用传感器，构成这些传感器的材料有精细陶瓷、半导体材料、光导纤维及高分子薄膜等; 按输出特性来分有模拟型传感器和数字型传感器; 按构成原理来分，有结构型、韧性型和复合型。为方便起见，现按汽车传感器的控制对象来分类。
三、微型传感器在汽车中的应用
汽车上用的传感器的种类很多，应用的方面很广。下面介绍传感器在汽车发动机控制、安全系统、车辆监控和自诊断等方面的应用。
(一) 汽车发动机控制用传感器
发动机的电子控制一直被认为是MEMS 技术在汽车中的主要应用领域之一。发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心，种类很多，包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元提供发动机的工作状况信息，供电子控制单元对发动机工作状况进行精确控制，以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。
1. 温度传感器
汽车用温度传感器主要用于检测发动机温度、吸人气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度传感器有热敏电阻式、线绕电阻式和热偶电阻式三种主要类型。这三种类型传感器各有特点，其应用场合也略有区别。热敏电阻式温度传感器灵敏度高、响应特性较好，但线性差、适应温度较低。其中，通用型的测温范围为-50℃～30℃，精度为1.5%，响应时间为10 ms; 高温型为600℃～1000℃，精度为5%，响应时间为10ms; 线绕电阻式温度传感器的精度高，但响应特性差; 热偶电阻式温度传感器的精度高，测量温度范围宽，但需要配合放大器和冷端处理一起使用。其他已实用化的产品有铁氧体式温度传感器(测温范围为-40℃～120℃，精度为2.0%)、金属或半导体膜空气温度传感器(测温范围为-40℃～150℃，精度为2.0%，5%，响应时间约20 ms)等。
2. 压力传感器
压力传感器是汽车中用得最多的传感器，主要用于检测气囊贮气压力、传动系统流体压力、注入燃料压力、发动机机油压力、进气管道压力、空气过滤系统的流体压力等。目前，致力于汽车用压力传感器开发和生产的主要公司有摩托罗拉，德科电子仪器，Lucas Novasensor， Hi Stat，NipponDenzo ，西门子，德州仪器等。
比较常用的汽车压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式。电容式压力传感器主要用于检测负压、液压、气压，测量范围为20kPa ～100kPa ，其特点是输入能量高，动态响应特性好、环境适应性好; 压阻式压力传感器的性能则受温度影响较大，需要另设温度补偿电路，但适应于大批量生产; 差动变压器式压力传感器有较大的输出，易于数字输出，但抗干扰性差; 声表面波式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨力高、数字输出等特点，用于汽车吸气阀压力检测，能在高温下稳定地工作。
德国Infineon 公司研制的智能轮胎压力传感器KP500内部集成了压力和温度传感模块，它不需要在传感器模块中增加加速度传感器，可以在汽车启动时自动开机进人自检，能测量压力、温度和电压等。所有的功能都是利用表面微机械加工技术集成在0.8μm 的双极互补金属氧化物半导体( BiCMOS) 上。每个传感器模块中的电可擦可编程只读存储器中存储着惟一的32位芯片识别码。芯片识别码可以由同步串行接口读出，而且 ，可以用于辨识各个轮胎压力传感器的位置。在接收数据的时候，首先，要检查芯片识别码，如果发现芯片识别码不符，就放弃收到的数据帧。
3. 流量传感器
流量传感器主要用于发动机空气流量和燃料流量的测量。进气量是燃油喷射量计算的基本参数之一。空气流量传感器的功能：感知空气流量的大小，并转换成电信号传输给发动机的电子控制单元。空气流量的测量用于发动机控制系统确定燃烧条件、控制空燃比、起动、点火等。空气流量传感器有旋转翼片式、卡门涡旋式、热线式、热膜式等4种类型。空气流量传感器的主要技术指标：工作范围为0.11m3/min～103m3/min，工作温度为-40℃～120℃，精度>1%。燃料流量传感器用于检测燃料流量，主要有水轮式和循环球式，其动态范围为0～60kg/h，工作温度为-40℃～120℃，精度为±1%，响应时间<>
Honeywell的下属微开关(micro switch)公司用热微细加工技术制作出了微桥式空气流量传感器芯片，它用微细加工技术在硅圆片上加工出空腔，铂电阻悬挂在空腔之上。当空气流过器件时，发生了从空气流动方向下方到上方的热传输，因而，下方电阻被冷却，上方电阻被加热，由电桥电阻变化可测量出空气流量。
4. 位置和转速传感器
曲轴位置与转速传感器主要用于检测发动机曲轴转角、发动机转速、节气门的开度、车速等，为点火时刻和喷油时刻提供参考点信号，同时，提供发动机转速信号。目前，汽车使用的位置和转速传感器主要有交流发电机式、磁阻式、霍尔效应式、簧片开关式、光学式、半导体磁性晶体管式等，其测量范围为0°～360°，精度优于±0.5°，测弯曲角达±0.1°。
车速传感器种类繁多，有敏感车轮旋转的、也有敏感动力传动轴转动的，还有敏感差速从动轴转动的。当车速高于100km/h时，一般测量方法误差较大，需采用非接触式光电速度传感器，测速范围为0.5km/h～250km/h，重复精度为0.1%，距离测量误差优于为0.3%。
5. 气体浓度传感器
气体浓度传感器主要用于检测车体内气体和废气排 放。其中，最主要的是氧传感器，它检测汽车尾气中的氧含 量，根据排气中的氧浓度测定空燃比，向微机控制装置发出 反馈信号，以控制空燃比收敛于理论值。常用的有氧化锗 传感器(使用温度为-40℃～900℃，精度为1%)、氧化铬浓差电池型气体传感器(使用温度为300℃～800℃)、固体电解 质式氧化铬气体传感器(使用温度为0～400℃，精度为0.5%)，另外，还有二氧化钦氧传感器以及二氧化错氧传感器。和氧化锗传感器相比，二氧化钛氧传感器具有结构简单、轻巧、便宜，且抗铅污染能力强的特点。二氧化锆微离子传感器由氧化钙稳定氧化错离子体、多孔铂厚膜工作电极、钯/氧化把厚膜参数电极、不透水层、电极接触和保护层构成。其中，氧化钙稳定氧化错由反应溅射法积淀。工作电极和参考电极都由厚膜工艺制作。在理想的A/F点附近的输出电压发生骤变，当空燃比变高，废气中的氧浓度增加时，氧传感器的输出电压减小; 当空燃比变低，废气中的氧浓度降低时，氧传感器的输出电压增大。电子控制单元识别这一突变信号，对喷油量进行修正，从而相应地调节空燃比，使其在理想空燃比附近变动。
6. 爆震传感器
爆震传感器用于检测发动机的振动，通过调整点火提前角控制和避免发动机发生爆震。为了最大限度地发挥发动机功率而不产生爆燃，点火提前角应控制在爆燃产生的临界值，当发动机产生爆燃时，传感器将爆燃引起的震动转变成电信号，并传给电子控制单元。检测爆震有检测气缸压力、发动机机体振动和燃烧噪声等三种方法。爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。磁致伸缩式爆震传感器的使用温度为-40℃～125℃，频率范围为5kHz ～10kHz; 压电式爆震传感器在中心频率5. 417kHz 处，其灵敏度可达200 mV/gn，在振幅为0.1-10 gn范围内具有良好线性度。
7. 节气门位置传感器
节气门位置传感器安装在节气门上，其功能是将发动机节气门的开度信号转变成电信号，并传递给电子控制单元，用以感知发动机的负荷大小和加减速工况。最常用的是可变电阻式节气门位置传感器。该传感器是一种典型的节气门传感器，主要由一个线形变位器和一个怠速触点两部分组成。电阻变位器用陶瓷薄膜电阻制成，滑动触点用复位弹簧控制，与节气门同轴转动。工作时，线形变位器的触点在电阻体上滑动，根据变化的电阻值，可以测得与节气门开度成正比的线性输出电压信号。根据输出电压值，电子控制单元可获知节气门的开度和开度变化率，从而精确 判断发动机的运行工况，提高控制精度和效果。怠速信号滑动触点是常开触点，只有在节气门全闭时才闭合，产生怠速触点信号，主要用 于怠速控制、断油控制及点火提前角的修正。
(二) 安全系统方面用传感器
安全是汽车考虑的首要因素，用于安全方面的传感器也很多，如有用于汽车安全气囊的微型加速度计，测角速率的表面微机械陀螺等。
1. 微加速度传感器
目前，安全气囊是而且将来也是MEMS 技术的一个主要应用。所用的硅加速度计的量程一般为50gn 。较早的如像摩托罗拉公司用体微细加工技术制作的硅加速度传感器。 瑞典Henrik 等人报道了一种新型的硅微三轴加速度计，其外形结构参数为
6mm×4mm×l.4 mm，它有4个敏感质量块，4个独立的信号读出电极和4个参考电极。它巧妙地利用了敏感梁在其厚度方向具有非常小的刚度而能够敏感加速度，在其他方向刚度相对很大而不能敏感加速度的结构特征。在加速度计的横截面上，由于各向异性腐蚀的结果，敏感梁的厚度方向与加速度计的法线方向(z轴) 成35.26°(tan 35.26°= 0.707) 。
2. 表面微机械陀螺
传统的陀螺仪是由高速旋转的转子、内环、外环和基座组成，这种陀螺仪的内外环通常是用滚珠轴承支撑，这些通常是用机械加工方法制成，需要加工精度高、难度大、而且，做成的陀螺仪体积大、质量重。微机械陀螺是具有复杂的检测与控制电路的MEMS 装置。Said Emre A1 per 等人报道了一种结构对称，并具有解耦特性的表面微机械陀螺。
该敏感结构在其最外边的4个角都设置了支承“锚”，与传统的直接支承在“锚”上的实现方式不同，它利用一种对称结构敏感质量块支承在连接梁上，并通过梁将驱动电极和敏感电极有机地连接在一起。用微器件仿真软件包(MEMCAD)仿真分析后可知，两个方向上的振动相互不影响，所以，这样的连接方式不用考虑机械耦合。
该微机械陀螺的平面外轮廓的结构参数为1mm2，厚度仅为2μm 。其工作原理是：当在敏感质量块上施加一直流偏置电压，在活动叉指和固定叉指间施加适当的交流激励电压时，敏感质量块将在y 轴方向上产生固有振动。当陀螺感受到绕z 轴的角速度时，由于科氏效应，敏感质量块将产生沿x 轴的附加振动。通过测量附加振动的振动幅值就可以得到被测的角速度。在常规的大气情况下，该敏感结构具有优于0.37°/s的分辨力。
(三) 在车辆监控和自诊断用传感器
在车辆监控和自诊断方面，MEMS 技术的一个主要应用将是轮胎压力监测; 其次是应用于冷却、刹车等系统的传感器。此外，还有如像在亮度控制系统中使用光传感器; 在电子驾驶系统中使用磁传感器、气流速度传感器; 在自动空调系统中使用室内温度传感器、吸气温度传感器、风量传感器、日照传感器、湿度传感器; 在导向行驶系统中使用方位传感器、车速传感器等。
(四) 高温微电子在汽车中的应用
高温微电子在汽车发动机控制、气缸和排气管、电子悬架和刹车、动力管理及分配等方面的监控中都起着非常重要的作用。例如：用于发动机控制的高温微电子传感器和控制器将有助于燃烧的更好监测和控制，它将使燃烧的更加彻底，提高燃烧效率。但是，用传统的硅半导体技术制作的微电子器件由于不能在很高的温度下工作，已不能胜任。为了解决在高温环境下温度测量问题，必须研制一种新的材料来取代传统的半导体材料。第三代宽能带半导体材料SIC 具有高击穿电场、高饱和电子漂移速率、高热导率及抗辐照能力强等一系列优点，特别适合制作高温、高压、高功率、耐辐照等半导体器件。集成的sic 传感器可以直接与高温油箱和排气管接触，这样，能进一步获得有关燃料燃烧效率和减少废气排放的更多信息。研究表明：一旦sic 半导体技术能解决好材料、封装等技术而得到进一步的发展，SIC 功率器件的工作范围将超过传统的硅功率器件，而且，其体积比Si 功率器件也要小。
四、结束语
由于汽车传感器在汽车电子控制系统中的重要作用和快速增长的市场需求，世界各国对其理论研究、新材料应用和新产品开发都非常重视。未来的汽车用传感器技术，总的发展趋势是微型化、多功能化、集成化和智能化。而这必将引领一轮新的技术革命，未来的汽车制造业，将不仅仅是满足人们出行方便的需求，而将走向多元发发展的方向，科技改变人类的生活，人类追求科技进步与创新的脚步没有尽头！
参考文献：
[1]刘伟 传感器原理及实用技术 电子工业出版社
范文五：传感器论文
《传感器与检测技术》课程论文
题目：
系 部：
专 业：
学生姓名：
班 级：
学 号：
任课教师：
电子与通信工程系 光电信息工程 光电2班 2011023201 刘安玲
引言： 红外线传感器是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点 。红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这项技术在现代科技、国防科技和工农业科技等领域得到了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：（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。红外传感器根据探测机理可分成为：光子探测器（基于光电效应）和热探测器（基于热效应）。
红外传感器的应用：
红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用，随着探测设备和其他部分的技术的提高，红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。 红外探测器应用可以用于非接触式的温度测量，气体成分分析，无损探伤，热像检测，红外遥感以及军事目标的侦察、搜索、跟踪和通信等。
（1）红外传感器在生活中的应用
红外线遥控鼠标器：在机械式鼠标器底部有一个露出一部分的塑胶小球, 当鼠标器在操作桌面上移动时, 小球随之转动，在鼠标器内部装有三个滚轴与小球接触, 其中有两个分别是X 轴方向和Y 轴方向滚轴, 用来分别测量X 轴方向和Y 轴方向的移动量, 另个是空轴, 仅起支撑作用。拖动鼠标器时, 由于小球带动三个滚轴转动,X 轴方向和Y 轴方向滚轴又各带动一个转轴(称为译码轮) 转动译码轮两侧分别装有红外发光二极管和光敏传感器, 组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有两个光敏晶体A 和B 。由于译码轮有间隙, 故当译码轮转动时, 红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上, 时而被阻断, 从而使光敏晶体管A 和B 被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异, 从而产生的脉冲A 和脉冲B 有一定的相位差, 利用这种方法, 就能测出鼠标器的拖动方向。
（2）红外传感器在工业上的应用
红外无损探伤仪：红外无损探伤仪可以用来检查部件内部缺陷，对部件结构无任何损伤。例如，检查两块金属板的焊接质量，利用红外辐射探伤仪能十分方便地检查漏焊或缺焊；为了检测金属材料的内部裂缝，也可利用红外探伤将红外辐射对金属板进行均匀照射，利用金属对红外辐射的吸收与缝隙(含有某种气体或真空) 对红外辐射的吸收所存在的差异，可以探测出金属断裂空隙。当红外辐射扫描器连续发射一定波长的红外光通过金属板时，在金属板另一侧的红外接收器也同时连续接收到经过金属板衰减的红外光；如果金属板内部无断裂，辐射扫描器在扫描过程中，红外接收器收到的是等量的红外辐射；如果金属板内部存在
断裂，红外接收器在辐射扫描器在扫描到断裂处时所接收到的红外辐射值与其他地方不一致，利用图像处形技术，就可以显示出金属板内部缺陷的形状。
多晶硅红外无损探测仪
（3）红外传感器应用在智能机器人中
随着时代和科技的发展，越来越多的智能产品出现在我们的面前。我们之所以称它们智能，是因为他们拥有一个比较发达的 “大脑”
当然，这个大脑就是计算机。除了这个大脑以为，还有一个使它们具有智能化的重要原因就是在它们的内部拥有各式各样的内部信息传感器和外部信息传感器。这样就使得它们拥有人类一样的嗅觉，视觉，触觉，听觉等等。
下图是现在全世界非常著名QRIO 机器人在打太极拳的图片
（4）红外传感器应用在军事上
光电／红外传感器在军事上的应用主要包括：瞄准吊舱；直升机；无人机；预警机；侦察车；舰艇新型侦察技术等等。“全球鹰”可同时携带光电、红外传感系统和合成孔径雷达。光电传感器工作在0.4到0.8微米波段，红外传感器在3.6到5微米波段。光电系统包括第三代红外传感器和一个柯(KODAK)数字式电耦合器(CCD) 。合成孔径雷达具有一个X 波段、600MHZ 、3.5千瓦峰值的活动目标指示器。
小结：
由此可预见，未来传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力。而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。
二十一世纪，人们一方面通过提高与改善传感器的技术性能；一方面通过寻找新原理、新材料、新工艺及新功能来改善传
感器性能，制造出更多的传感器。而红外线传感器作为其中的一部分也必将得到更大的发展。发展趋势主要为高灵敏度及高性能. 在医学上, 人体体温测试方面, 红外传感器因测量的快速性而得到了相当的应用, 但局限于其准确度不高而没办法取代现有的体温测量方法。因此, 红外传感器高灵敏度及高性是其未来发展的必然趋势。
参考文献：
[1] 高稚允，高岳. 光电检测技术[M]. 北京：国防工业出版社，1995.
[2] 金篆芷，王明时. 现代传感技术[M]. 北京：电子工业出版社，1995
[3] 罗志增 .简易红外接近觉传感器 [C].全国青年第三届机器人学研讨会论文集 ,199
