OMRON傳感器,歐姆龍傳感器
OMRON歐姆龍傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào),傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān),所以它們之間的關(guān)系,即傳感器的靜態(tài)特性可用個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程,或以輸入量作橫坐標(biāo),把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來(lái)描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有:線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等。
線性度:OMRON歐姆龍感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的zui大偏差值與滿量程輸出值之比。
靈敏度:靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的個(gè)重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。用S表示靈敏度。OMRON傳感器,歐姆龍傳感器
遲滯:OMRON歐姆龍傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對(duì)于同大小的輸入信號(hào),傳感器的正反行程輸出信號(hào)大小不相等,這個(gè)差值稱為遲滯差值。
重復(fù)性:重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí),所得特性曲線不致的程度。OMRON傳感器,歐姆龍傳感器
漂移:傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下,傳感器輸出量隨著時(shí)間變化,次現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個(gè)方面:是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù);二是周圍環(huán)境(如溫度、濕度等)。
OMRON歐姆龍傳感器動(dòng)態(tài)特性
所謂動(dòng)態(tài)特性,是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí),它的輸出的特性。在實(shí)際工作中,傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來(lái)表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得,并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在定的關(guān)系,往往知道了前者就能推定后者。zui常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種,所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來(lái)表示。
傳感器的線性度
OMRON歐姆龍通常情況下,傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù),常用條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個(gè)近似程度的個(gè)指標(biāo)。
擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為zui小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為zui小二乘法擬合直線。
傳感器的靈敏度
OMRON歐姆龍傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。
它是輸出輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系,則靈敏度S是個(gè)常數(shù)。否則,它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時(shí),輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mmOMRON歐姆龍傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí),靈敏度可理解為放大倍數(shù)。
提高靈敏度,可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高,測(cè)量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。
OMRON歐姆龍傳感器傳感器的分辨力
OMRON歐姆龍傳感器傳感器可能感受到的被測(cè)量的zui小變化的能力。也就是說(shuō),如果輸入量從某非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過(guò)某數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。
OMRON歐姆龍傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的zui大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性。
OMRON歐姆龍傳感器是將被測(cè)量,如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的種器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。
傳感器是種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的力--電轉(zhuǎn)換裝置,是電子衡器的個(gè)關(guān)鍵部件。
能夠?qū)崿F(xiàn)力--電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種,常見的有電阻應(yīng)變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平,電容式用于部分電子吊秤,而大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應(yīng)變式稱重傳感器。電阻應(yīng)變式稱重傳感器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,準(zhǔn)確度高,適用面廣,且能夠在相對(duì)比較差
OMRON歐姆龍傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng),即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變,從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類,金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。
OMRON歐姆龍傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件,擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí),各電阻值將發(fā)生變化,電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。
用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)材料主要為硅片和鍺片,硅片為敏感 材料而制成的硅壓阻傳感器越來(lái)越受到人們的重視,尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用zui為普遍。
熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用zui多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。
熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這特性來(lái)測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)合,這種傳感器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等,它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。用于測(cè)量-200℃~+500℃范圍內(nèi)的溫度。
熱電阻傳感器分類:
NTC熱電阻傳感器:
傳感器為負(fù)溫度系數(shù)傳感器,即,傳感器阻值隨溫度的升高而減小;
PTC熱電阻傳感器:
OMRON歐姆龍傳感器為正溫度系數(shù)傳感器,即,傳感器阻值隨溫度的升高而增大。
OMRON歐姆龍傳感器用于測(cè)量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度,管溫傳感器用于測(cè)量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度。室溫傳感器和管溫傳感器的形狀不同,但溫度特性基本致。按溫度特性劃分,目前美的使用的室溫管溫傳感器有二種類型:1、常數(shù)B值為4100K±3%,基準(zhǔn)電阻為25℃對(duì)應(yīng)電阻10KΩ±3%。溫度越高,阻值越小;溫度越低,阻值越大。離25℃越遠(yuǎn),對(duì)應(yīng)電阻公差范圍越大;在0℃和55℃對(duì)應(yīng)電阻公差約為±7%;而0℃以下及55℃以上,對(duì)于不同的供應(yīng)商,電阻公差會(huì)有定的差別。茲附“南韓新基”傳感器的溫度與電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系表(中間為標(biāo)稱值,左右分別為zui小zui大值):-10℃→(57.1821─62.2756─67.7617)KΩ;-5℃→(48.1378─46.5725─50.2355)KΩ;0℃→(32.8812─35.2024─37.6537)KΩ;5℃→(25.3095─26.8778─28.5176)KΩ;10℃→(19.6624─20.7184─21.8114)KΩ;15℃→(15.4099─16.1155─16.8383)KΩ;20℃→(12.1779─12.6431─13.1144)KΩ;30℃→(7.67922─7.97078─8.26595)KΩ;35℃→(6.12564─6.40021─6.68106)KΩ;40℃→(4.92171─5.17519─5.43683)KΩ;45℃→(3.98164─4.21263─4.45301)KΩ;50℃→(3.24228─3.45097─3.66978)KΩ;55℃→(2.65676─2.84421─3.04214)KΩ;60℃→(2.18999─2.35774─2.53605)KΩ。除個(gè)別老產(chǎn)品外,美的空調(diào)電控使用的室溫管溫傳感器均使用這種類型的傳感器。常數(shù)B值為3470K±1%,基準(zhǔn)電阻為25℃對(duì)應(yīng)電阻5KΩ±1%。同樣,溫度越高,阻值越小;溫度越低,阻值越大。離25℃越遠(yuǎn),對(duì)應(yīng)電阻公差范圍越大。茲附“日本北陸”傳感器的溫度與電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系表(中間為標(biāo)稱值,左右分別為zui小zui大值):-10℃→(22.1498─22.7155─23.2829)KΩ;0℃→(13.9408─14.2293─14.5224)KΩ;10℃→(9.0344─9.1810─9.3290)KΩ;20℃→(6.0125─6.0850─6.1579)KΩ;30℃→(4.0833─4.1323─4.1815)KΩ;40℃→(2.8246─2.8688─2.9134)KΩ;50℃→(1.9941─2.0321─2.0706)KΩ;60℃→(1.4343─1.4666─1.4994)KΩ。這種類型的傳感器僅用于個(gè)別老產(chǎn)品,如RF7.5WB、T-KFR120C、KFC23GWY等。
排氣溫度傳感器:
排氣溫度傳感器用于測(cè)量壓縮機(jī)頂部的排氣溫度,常數(shù)B值為3950K±3%,基準(zhǔn)電阻為90℃對(duì)應(yīng)電阻5KΩ±3%。茲附“日本芝蒲”傳感器的溫度與電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系表(中間為標(biāo)稱值,左右分別為zui小zui大值):-30℃→(823.3─997.1─1206)KΩ;-20℃→(456.9─542.7─644.2)KΩ;-10℃→(263.7─307.7─358.8)KΩ;0℃→(157.6─180.9─207.5)KΩ;10℃→(97.09─109.8─124.0)KΩ;20℃→(61.61─68.66─76.45)KΩ;25℃→(49.59─54.89─60.70)KΩ;30℃→(40.17─44.17─48.53)KΩ;40℃→(26.84─29.15─31.63)KΩ;50℃→(18.35─19.69─21.12)KΩ;60℃→(12.80─13.59─14.42)KΩ;70℃→(9.107─9.589─10.05)KΩ;80℃→(6.592─6.859─7.130)KΩ;100℃→(3.560─3.702─3.846)KΩ;110℃→(2.652─2.781─2.913)KΩ;120℃→(2.003─2.117─2.235)KΩ;130℃→(1.532─1.632─1.736)KΩ。
傳感器:模塊溫度傳感器用于測(cè)量變頻模塊(IGBT或IPM)的溫度,目前用的感溫頭的型號(hào)是602F-3500F,基準(zhǔn)電阻為25℃對(duì)應(yīng)電阻6KΩ±1%。幾個(gè)典型溫度的對(duì)應(yīng)阻值分別是:-10℃→(25.897─28.623)KΩ;0℃→(16.3248─17.7164)KΩ;50℃→(2.3262─2.5153)KΩ;90℃→(0.6671─0.7565)KΩ。
OMRON歐姆龍傳感器的種類很多,現(xiàn)在經(jīng)常使用的有熱電阻:PT100、PT1000、Cu50、Cu100;熱電偶:B、E、J、K、S等。溫度傳感器不但種類繁多,而且組合形式多樣,應(yīng)根據(jù)不同的場(chǎng)所選用合適的產(chǎn)品。
測(cè)溫原理:根據(jù)電阻阻值、熱電偶的電勢(shì)隨溫度不同發(fā)生有規(guī)律的變化的原理,我們可以得到所需要測(cè)量的溫度值。
OMRON歐姆龍傳感器是zui常見的傳感器之,它的種類繁多,主要有:光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽(yáng)能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長(zhǎng)在可見光波長(zhǎng)附近,包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè),它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器,對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè),只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量zui多、應(yīng)用zui廣的傳感器之,它在自動(dòng)控制和非電量電測(cè)技術(shù)[3]中占有非常重要的地位。zui簡(jiǎn)單的光敏傳感器是光敏電阻,當(dāng)光子沖擊接合處就會(huì)產(chǎn)生電流。
高分子電容式濕度傳感器通常都是在緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用絲網(wǎng)漏印或真空鍍膜工藝做出電極,再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對(duì)濕度的大氣環(huán)境中,因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現(xiàn)規(guī)律性變化,此即為濕OMRON歐姆龍傳感器的基本機(jī)理。影響高分子電容型元件的溫度特性,除作為介質(zhì)的高分子聚合物的介質(zhì)常數(shù)ε及所吸附水分子的介電常數(shù)ε受溫度影響產(chǎn)生變化外,還有元件的幾何尺寸受熱膨脹系數(shù)影響而產(chǎn)生變化等因素。根據(jù)德拜理論的觀點(diǎn),液體的介電常數(shù)ε是個(gè)與溫度和頻率有關(guān)的無(wú)量綱常數(shù)。水分子的ε在T=5℃時(shí)為78.36,在T=20℃時(shí)為79.63。有機(jī)物ε與溫度的關(guān)系因材料而異,且不*遵從正比關(guān)系。在某些溫區(qū)ε隨T呈上升趨勢(shì),某些溫區(qū)ε隨T增加而下降。多數(shù)文獻(xiàn)在對(duì)高分子濕敏電容元件感濕機(jī)理的分析中認(rèn)為:高分子聚合物具有較小的介電常數(shù),如聚酰亞胺在低濕時(shí)介電常數(shù)為3.03.8。而水分子介電常數(shù)是高分子ε的幾十倍。因此高分子介質(zhì)在吸濕后,由于水分子偶極距的存在,大大提高了吸水異質(zhì)層的介電常數(shù),這是多相介質(zhì)的復(fù)合介電常數(shù)具有加和性決定的。由于ε的變 化,使?jié)衩綦娙菰碾娙萘緾與相對(duì)濕度成正比。在設(shè)計(jì)和制作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器,高分子介質(zhì)膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關(guān)。溫度變化所引起的介質(zhì)幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均脹系數(shù)可達(dá)到 的量。例如硝酸纖維素的平均脹系數(shù)為108x10-5/℃。隨著溫度上升,介質(zhì)膜厚d增加,對(duì)C呈負(fù)貢獻(xiàn)值;但感濕膜的膨脹又使介質(zhì)對(duì)水的吸附量增加,即對(duì)C呈正值貢獻(xiàn)。可見濕敏電容的溫度特性受多種因素支配,在不同的濕度范圍溫漂不同;在不同的溫區(qū)呈不同的溫度系數(shù);不同的感濕材料溫度特性不同。總之,高分子濕度傳感器的溫度系數(shù)并非常數(shù),而是個(gè)變量。所以通常傳感器能在-10-60攝氏度范圍內(nèi)是傳感器線性化減小溫度對(duì)濕敏元件的影響。
比較的產(chǎn)品主要使用聚酰胺樹脂,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)概要為在硼硅玻璃或藍(lán)寶石襯底上真空蒸發(fā)制作金電極,再噴鍍感濕介質(zhì)材料(如前所述)形式平整的感濕膜,再在薄膜上蒸發(fā)上金電極.濕敏元件的電容值與相對(duì)濕度成正比關(guān)系,線性度約±2%。雖然,測(cè)濕還算可以但其耐溫性、耐腐蝕性都不太理想,在工業(yè)域使用,壽命、耐溫性和穩(wěn)定性、抗腐蝕能力都有待于進(jìn)步提高。
陶瓷濕敏傳感器是近年來(lái)大力發(fā)展的種新型傳感器。優(yōu)點(diǎn)在于能耐高溫,濕度滯后,響應(yīng)速度快,體積小,便于批量,但由于多孔型材質(zhì),對(duì)塵埃影響很大,日常維護(hù)頻繁,時(shí)常需要電加熱加以清洗易影響產(chǎn)量,易受濕度影響,在低濕高溫環(huán)境下線性度差,特別是使用壽命短,長(zhǎng)期可靠性差,是此類濕敏傳感器迫切解決的問題。
當(dāng)前在濕敏元件的開發(fā)和研究中,電阻式濕度傳感器應(yīng)當(dāng)zui適用于濕度控制域,其代表產(chǎn)品氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性、耐溫性和使用壽命長(zhǎng)多項(xiàng)重要的優(yōu)點(diǎn),氯化鋰濕敏傳感器已有了五十年以上的和研究的歷史,有著多種多樣的產(chǎn)品型式和制作方法,都應(yīng)用了氯化鋰感濕液具備的各種優(yōu)點(diǎn)尤其是。
氯化鋰濕敏器件屬于電解質(zhì)感濕性材料,在眾多的感濕材料之中,被人們所注意并應(yīng)用于制造濕敏器件,氯化鋰電解質(zhì)感濕液依據(jù)當(dāng)量電導(dǎo)隨著溶液濃度的增加而下降。電解質(zhì)溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實(shí)現(xiàn)感濕。
氯化鋰濕敏器件的襯底結(jié)構(gòu)分柱狀和梳妝,以氯化鋰聚乙烯醇涂覆為主要成份的感濕液和制作金質(zhì)電極是氯化鋰濕敏器件的三個(gè)組成部分。多年來(lái)產(chǎn)品制作不斷改進(jìn)提高,產(chǎn)品不斷得到改善,氯化鋰感濕傳感器其*的長(zhǎng)期穩(wěn)定性是其它感濕材料不可替代的,也是濕度傳感器zui重要的。在產(chǎn)品制作過(guò)程中,經(jīng)過(guò)感濕混合液的配制和工藝上的嚴(yán)格控制是保持和發(fā)揮這特性的關(guān)鍵。
傳感器的遲滯特性
遲滯特性表征傳感器在正向(輸入量增大)和反向(輸入量減?。┬谐涕g輸出-輸入特性曲線不致的程度,通常用這兩條曲線之間的zui大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。
遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。
傳感器/執(zhí)行器接口產(chǎn)品,可以通過(guò)加裝相應(yīng)的總線協(xié)議適配器,SAI產(chǎn)品可以直接連接到現(xiàn)場(chǎng)總線??梢灾С諴rofibus-DP、CANopen、
傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波,經(jīng)過(guò)TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,通過(guò)能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初線圈傳遞旋轉(zhuǎn)的次線圈,得到的交流電源通過(guò)軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源,該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源;由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí),應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV的應(yīng)變信號(hào)通過(guò)儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號(hào),再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào),通過(guò)信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初線圈傳遞靜止次線圈,再經(jīng)過(guò)外殼上的信號(hào)處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào),該信號(hào)為TTL電平,既可提供給二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙,加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi),形成的屏蔽,因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
[編輯本段]生物傳感器
生物傳感器的概念
生物傳感器是用生物活性材料(酶、蛋白質(zhì)、DNA、抗體、抗原、生物膜等)與物理化學(xué)換能器有機(jī)結(jié)合的門交叉學(xué)科,是發(fā)展生物技術(shù)*的種的檢測(cè)方法與監(jiān)控方法,也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu):包括種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的物理或化學(xué)換能器(傳感器),二者組合在起,用現(xiàn)代微電子和自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號(hào)的再加工,構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。
生物傳感器的原理
待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料,經(jīng)分子識(shí)別,發(fā)生生物學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號(hào),再經(jīng)二次儀表放大并輸出,便可知道待測(cè)物濃度。
生物傳感器的分類
按照其感受器中所采用的生命物質(zhì)分類,可分為:微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶?jìng)鞲衅?、DNA傳感器等等
按照傳感器器件檢測(cè)的原理分類 ,可分為:熱敏生物傳感器、場(chǎng)效應(yīng)管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學(xué)生物傳感器、聲波道生物傳按照生物敏感物質(zhì)相互作用的類型分類,可分為親和型和代謝型兩種。
UVA-1210是個(gè)近紫外波光電傳感器,可見光范圍不響應(yīng),輸出電流與紫外指數(shù)呈線性關(guān)系。適用于手機(jī)、PDA、MP4等便攜式移動(dòng)產(chǎn)品測(cè)量紫外指數(shù),隨時(shí)提醒人們(特別是女士)紫外線的強(qiáng)度并注意防曬,也適用于紫外波段的檢測(cè)器、紫外線指數(shù)檢測(cè)器。
采用氮化鎵基材料;
PIN型光電二極管;
光伏工作模式;
對(duì)可見光無(wú)響應(yīng);
暗電流低;
輸出電流與紫外指數(shù)成線性關(guān)系。
符合歐盟RoHS指令,無(wú)鉛、無(wú)鎘
典型應(yīng)用
測(cè)量紫外指數(shù):手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP4、PDA、GPS等攜式移動(dòng)產(chǎn)品;
用于紫外檢測(cè)器:全部紫外線波段的檢測(cè)器、單UV-A波段檢測(cè)器、紫外線指數(shù)檢測(cè)器、紫外線殺菌燈輻照檢測(cè)器。
傳感器制造工藝
以下步驟:1)以注塑方法,成型傳感器本體;2)將帶有感應(yīng)頭的電路板安裝在傳感器本體上,并通過(guò)焊錫進(jìn)行焊接;3)蓋上保護(hù)罩,通過(guò)卡扣及加密封膠工藝將感應(yīng)頭固定安裝在傳感器本體上。應(yīng)用本制造工藝,由于注塑過(guò)程和電路板安裝過(guò)程是分開進(jìn)行的,因而避免了現(xiàn)有技術(shù)中,在注塑過(guò)程中因溫度高而損壞電路器件的現(xiàn)象。
由于材料科學(xué)的發(fā)展,系列無(wú)機(jī)非金屬材料被用來(lái)制造傳感器,因?yàn)樗鼈兊男┬再|(zhì),例如耐高溫性、抗腐蝕能力、耐磨損等,對(duì)傳感器具有實(shí)用價(jià)值。
OMRON歐姆龍傳感器選用陶瓷材料是因?yàn)樘沾刹牧暇哂邢率鲂再|(zhì):
相對(duì)而言,通過(guò)控制它的成分和燒結(jié)條件等手段,陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)比較容易調(diào)節(jié)。微觀結(jié)構(gòu)對(duì)陶瓷的所有特性都有重大影響,包括它們的電學(xué)、磁性、光學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械。
由于陶瓷材料的耐高溫和抗惡劣環(huán)境影響能力很強(qiáng),所以常常將它們用于高溫環(huán)境下的處理過(guò)程。
陶瓷主要是由價(jià)格便宜的材料制備而成的,這就是說(shuō)用它的傳感器價(jià)格也將比較低廉。
陶瓷的結(jié)構(gòu)特性是和下列因素密切相關(guān)的:晶粒(塊體),分隔相鄰晶粒的表面(晶粒間界),分隔晶粒表面和空間的界面,以及結(jié)構(gòu)中的孔隙。由于這些各不相同的特性,既可利用陶瓷塊體,也可利用陶瓷表面的性質(zhì)來(lái)制造傳感器。
目前已用于傳感器制備的陶瓷材料有以下幾類:
基于利用其晶粒物理特性的材料。
基于利用其晶粒間界性質(zhì)的材料。
基于利用其表面特性的陶瓷材料。
有時(shí),無(wú)法嚴(yán)格地將某些陶瓷材料歸入任何上述類型,因?yàn)閭鞲衅鞯墓ぷ魇腔诓恢狗N的、而是多種特性的綜合效應(yīng)。表1.4示出了按照所利用的材料屬性進(jìn)行的陶瓷傳感器分類。類是在其工作過(guò)程中利用陶瓷塊體性質(zhì)的陶瓷傳感器,這類傳感器具有材料物理性質(zhì)的特征介質(zhì),壓電體,磁性或半導(dǎo)體。在這些傳感器中已經(jīng)達(dá)到的材料特性水準(zhǔn)已接近單晶材料所具有的特性水準(zhǔn)。
OMRON歐姆龍傳感器市場(chǎng)容量為506億美元,預(yù)計(jì)2010年傳感器市場(chǎng)可達(dá)600億美元以上。調(diào)查顯示,東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)zui快的地區(qū),而美國(guó)、德國(guó)、日本依舊是傳感器市場(chǎng)分布zui大的地區(qū)。就世界范圍而言,傳感器市場(chǎng)上增長(zhǎng)zui快的依舊是汽車市場(chǎng),占二位的是過(guò)程控制市場(chǎng),看好通訊市場(chǎng)前景。
傳感器市場(chǎng)比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場(chǎng)的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規(guī)模zui大,分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%。傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)來(lái)自于無(wú)線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中,無(wú)線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)25%。
目前,的傳感器市場(chǎng)在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。有關(guān)專家指出,傳感器域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高,各國(guó)將競(jìng)相加速新代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,競(jìng)爭(zhēng)也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng),比如無(wú)線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與*的擴(kuò)大。