《傳感器知識(shí)培訓(xùn).》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《傳感器知識(shí)培訓(xùn).(24頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、傳感器知識(shí)傳感器市場(chǎng)介紹以及傳感器基礎(chǔ)知識(shí)村田傳感器原理和應(yīng)用松下傳感器原理和應(yīng)用傳感器市場(chǎng)規(guī)模囹表2009-2015 4全球忙冬2S市場(chǎng)規(guī)揍全與絞棗慘交圮:億耗元近年來(lái),全球傳感器市場(chǎng)一直保持快速增長(zhǎng):2009年和2010年增長(zhǎng)速度達(dá)20%以上:2011年受全球經(jīng)濟(jì)下滑的影響,傳 感器市場(chǎng)增速比2010年下滑5%,市場(chǎng)規(guī)模為828億美元。隨著全球市場(chǎng)的逐步復(fù)蘇,2012年全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模己達(dá)到952億美元,2013年約為1055億美元。隨著經(jīng)濟(jì)環(huán)境的持續(xù)好轉(zhuǎn),市場(chǎng)對(duì)傳感器的需求將 不斷增名,2015年市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)1500億美元。區(qū)域布局狀況曲*全井傳亳営分本惜況LI前,從全球總體常況看,美
2、國(guó)、H本等少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家占據(jù)了傳感器 市場(chǎng)70%以上份額,發(fā)展中國(guó)家所占份額相對(duì)較少。其中,市場(chǎng)規(guī)模最大的3個(gè)國(guó)家分別是美國(guó)、日本和徳國(guó),分別占據(jù)了傳 感器整體市場(chǎng)份額的29.0%、19.5%. 11.3%o隨著中國(guó).印度、巴西等發(fā)展中國(guó)家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng),對(duì)傳感器的需求也 將大幅增加。2014-2015世界主要傳感器品牌市場(chǎng)分布(MEMS)2014 lUnkinsZOlSlUnkins2014 $20ISSJU*S028815.4%佳能CANON1213290247-14.8%英飛冷科扶INFINEON TECHNOLOGIESIS142X2)S旭化成1 AKM14IS2232M4J0%|亞
3、鴿誥半*體/ADI 村田AHALOO DEVICES1616220227is%MURATA1717IW218117%AMFHENOL1818ITS181wm率尼葦爾HONEYWELL19191631715瑞聲聲學(xué)| MACM20US14021.7%早也甘萬(wàn)昱元|市場(chǎng)上70%80%的傳感器都是基于MEMS技術(shù)。數(shù)據(jù)來(lái)源Yole Developpement哪些領(lǐng)域用到傳感器if aSir- X.3 遼:1IzW目前,全世界約40個(gè)國(guó)家從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用開(kāi)發(fā),研發(fā)機(jī) 構(gòu)6000余家。其中美、日、徳等國(guó)家實(shí)力較強(qiáng),產(chǎn)品門(mén)類(lèi)繁多,各種產(chǎn) 品累計(jì)2萬(wàn)余種。距)8k發(fā)動(dòng)機(jī)GPS中的應(yīng)用;內(nèi)部溫度、
4、血 度.溫度、 轉(zhuǎn)速.安全氣圖像傳感器在 防盜裝苜成像技術(shù)中的 應(yīng)用:運(yùn)動(dòng)傳 感器應(yīng)用于加 速 儀;防灣系孤徘 氣循環(huán)龕充等 進(jìn)行參數(shù)測(cè)最 和控制;ifi路監(jiān)控;物壓.血液 吸流B電波、腫瘤尊09監(jiān)控; 遙 進(jìn)行高瑁度診控各種家電 斷; 家具:涼居安防;鋼鐵、機(jī)械等飛行器飛 工4k中完成 行速度、 各種信息檢測(cè).加速度. 幵將信思通過(guò) 自動(dòng)控制和計(jì) 算機(jī)處理淵亍 反饋”實(shí)現(xiàn)生 產(chǎn)過(guò)程、廈fit.工藝.安全等;.跑罔、 周 圍環(huán)境.內(nèi) 部 狀 態(tài)尊; 遏感 技術(shù);農(nóng)業(yè)方面,室內(nèi)種植 的光.溫 度、;顯度、 土壞指標(biāo) 等的控制;環(huán)保方便,有毒有書(shū) 物質(zhì)的監(jiān)檸煙彖 有*具體用到哪些傳感器宀)莊力58
5、1沮虔傳JSHI處陀螺儀9(5卻電力計(jì)加連度計(jì) e儀 o加連更計(jì)FE儀識(shí)電子手機(jī)傳感器20心20062007?320092010201 I2012201320142015*補(bǔ) 2014 年市場(chǎng) I 3 斫仃芋機(jī)中三& 蓋世厠有數(shù) 0過(guò) 10 多紳傳 saau fit 丄丁機(jī)廠(chǎng)務(wù)噥厠右(三呈蓋世)加 1*代幵 SS* HSCH-S310(a)可徒給二次應(yīng)用)(*4)鬲性 AEMEMSWxM(*4)!L 僅組合動(dòng)組合=StU三原色、于 S& (三*其他傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)爆震、碰撞、空氣濕度、光量等汽車(chē)傳感器1:可穿戴式應(yīng)用:目前已經(jīng)冇部分產(chǎn)品曲世,例如小米,華為的,現(xiàn)冇的功能可 以測(cè)雖運(yùn)動(dòng),脈搏,海拔,
6、溫度,濕度,將來(lái)還會(huì)有更多人體健康監(jiān)測(cè)功能,這 里用到的傳感器也會(huì)更多。2:據(jù)美國(guó)波士頓咨詢(xún)測(cè)算,無(wú)人駕駛汽車(chē)創(chuàng)造的市場(chǎng)價(jià)值未來(lái)將達(dá)到420億美元, 谷歌無(wú)人駕駛傳感器包括激光雷達(dá).攝像頭、亳米雷達(dá).超聲波及慣性測(cè)星單元 等3:傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)的感知層,隨看物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展成熟,會(huì)帯來(lái)傳感器市場(chǎng) 的爆發(fā)式增長(zhǎng),市場(chǎng)預(yù)測(cè)到2020年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將達(dá)到力億美元規(guī)模。傳感器未來(lái)發(fā)展新興應(yīng)用領(lǐng)域可穿戴式應(yīng)用無(wú)人駕駛健庚益測(cè)T業(yè)停制多功能化智能化網(wǎng)絡(luò)化微型化M化盡氣濃廈傳感3加速度傳處2S柜離傳感器洽卻液蠱度傳感器車(chē)體水平度傳感器什么是傳感器?傳感器(英文名稱(chēng):transducer/censor )是
7、一種檢 測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將檢測(cè)到的信息, 按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出, 以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要 求。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是:“能感受 規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成 可用信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組 成。物理量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用物理敏感材料來(lái)檢測(cè)我們想要的傳感器定義示意圖輸入輸出傳感器組成傳感器 i 般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路、輔助電源四 部分構(gòu)成,如下圖所示。其中,敏感元件直接接收測(cè)fit,用于輸出被測(cè)駅有關(guān)的物理 量信號(hào),轉(zhuǎn)換元件用于將敬感元件輸岀的物理量
8、信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信 號(hào);變換電路用于將轉(zhuǎn)換元件輸出電信號(hào)進(jìn)行放大、調(diào)制等處理; 輔助電源用于為系統(tǒng)(主要是敏感元件和轉(zhuǎn)換元件)提供能暈。另外,不是所有傳感器都包含以上四部分,有些傳感器只有 敏感元件和轉(zhuǎn)換元件,輔助電源和變換電路則需要使用者設(shè)計(jì)增 加。傳感器分類(lèi)關(guān)于傳感器分類(lèi)目前沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),常見(jiàn)的有以下幾種一:常將傳感器的功能與人類(lèi) 5 大感覺(jué)器官相比擬光敏傳感器聲敏傳感器氣敏傳感器化學(xué)傳感器覺(jué)覺(jué)覺(jué)覺(jué)視聽(tīng)嗅味壓敏、溫敏傳感器(氣體濃度)(酒檢)觸覺(jué)通常據(jù)傳感器基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、力敏元件、磁敏元件、聲敏元件、 色敏元件、濕敏元件、放射線(xiàn)敏感元件、味敏元件、氣敏 元件、等十大類(lèi)
9、。傳感器分類(lèi)三:更細(xì)的分類(lèi)1 按被測(cè)物理量分:如:力,壓力,位移,溫度,角度,速度, 濕度,磁場(chǎng)等;2.按照傳感器的工作原理分:如:應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、 電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器,霍爾式 傳感器等:傳感器分類(lèi)3按照傳感器輸出信號(hào)的形式分:(1)模擬式:傳感器輸出為模擬電壓量(毫伏,伏);(2)數(shù)字式:傳感器輸出為數(shù)字量(AD 轉(zhuǎn)換變成 0和 1 的組合,常見(jiàn)有 SPI/I2C 等 )。村田傳感器編號(hào)類(lèi)別1溫度傳感器2超聲波傳感器3熱電型紅外線(xiàn)傳感器4接近/照度傳感器5氣壓傳感器6振動(dòng)傳感器7加速度傳感器8傾斜傳感器9陀螺儀10旋轉(zhuǎn)位置傳感器1111旋轉(zhuǎn)傳感
10、器12AMR傳感器(磁性傳感器)13磁性識(shí)別傳感器松下傳感器編號(hào)類(lèi)別1溫度傳感器2超聲波傳感器3紅外線(xiàn)傳感器4光度傳感器5氣壓傳感器6振動(dòng)傳感器加速度傳感器8色標(biāo)傳感器9陀螺儀10激光傳感器11磁性傳感器12光電傳感器13光纖傳感器14角度傳感器15磁性傳感器謝謝熱敏傳感器示例松卜熱敏傳感器:應(yīng)用:溫度測(cè)量有關(guān)的場(chǎng)合,應(yīng)用領(lǐng)域最廣的傳感器。光敏傳感器示例村田熱敏傳感器:封裝種類(lèi)多樣NCU系列)NCP系列松下光度檢測(cè)傳感器:AMS302 (可見(jiàn)光)松下焦電型紅外線(xiàn)傳感器:(不可見(jiàn)光)村田接近照度傳感器:(可見(jiàn)光)應(yīng)用:手機(jī)距離傳感器,光 控開(kāi)關(guān)等(可見(jiàn)光)村II 熱電紅外線(xiàn)傳感器:(不可見(jiàn)光)應(yīng)
11、用:安防入侵報(bào)警,白動(dòng)門(mén)控制等(不 可見(jiàn)光)村田壓力傳感器:力敏傳感器示例村田振動(dòng)傳感器:磁敏元件松下磁性位移傳感器AMR傳感器是利用磁阻效 應(yīng)的傳感器。磁性阻抗元 件在感應(yīng)到磁場(chǎng)時(shí),阻抗 值會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。村田磁性識(shí)別傳感器磁性位移傳感器通過(guò)線(xiàn)圈 阻抗的變化來(lái)反映線(xiàn)圈與 金屬導(dǎo)體的距離變化,從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬物體的位移、 振動(dòng)等參數(shù)的測(cè)最。松下壓力傳感器:模擬輸出數(shù)字輸出松下加速度傳感器:磁性識(shí)別傳感器適用 于識(shí)別紙幣.磁性汕 墨,磁卡讀取器等。村田 AMR傳感器數(shù)字輸出村田加速度傳感器:模擬或者數(shù)字輸出聲敏傳感器示例村田超聲波傳感器:一發(fā)一收(一對(duì))和收發(fā)一體兩種色敏傳感器3 色(紅綠.藍(lán))
12、LED色標(biāo)傳感器,可用 于包裝機(jī)料帶色標(biāo)檢測(cè)松下超聲波傳感器:一發(fā)一收(一對(duì))松下色標(biāo)檢測(cè)傳感器應(yīng)變片式電阻應(yīng)變片是一種能將機(jī)械構(gòu)件上形狀的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳 感元件。例如應(yīng)變片式加速度傳感器就是將被測(cè)加速度a通過(guò)一個(gè)懸臂梁將 力F二ma轉(zhuǎn)化成應(yīng)變片的應(yīng)力,從而達(dá)到測(cè)量加速度a的目的。壓電式原始的壓電材料沒(méi)有壓電效應(yīng),只有經(jīng)過(guò)高電壓(幾千伏)極 化后,保留壓電陶瓷壓電效應(yīng)和逆效應(yīng)量:心跳,呼吸 等應(yīng)變式加速度傳感器原理圖很強(qiáng)的剩余極化的情況下才能作為壓電材料使用。壓阻式厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個(gè)惠斯通電橋, 壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,由于壓敏電阻的
13、壓阻效應(yīng),使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高 度線(xiàn)性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)。電感式電感式傳感器-利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如 位移、壓力、流量、振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線(xiàn)圈自感系數(shù) L 或互 感系數(shù) M 的變化,再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變 化量的輸出。晶圓,英文名叫wafer,每-個(gè)單元叫die可變磁阻式面積型傳感器電容式電容式傳感器是把被測(cè)的機(jī)械量,如位移、壓力等 轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。它的敏感部分就是具有 可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個(gè)電極組 成,電極極間以空氣為介質(zhì)的電容器。光電式光電式傳感器,基于光電效應(yīng)的傳感器,在受到可見(jiàn)光照 射后即產(chǎn)生光電效應(yīng),將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸
14、出。光電效應(yīng) 是指在高于某特定頻率的電磁波照射下,某些物質(zhì)內(nèi)部(金屬 或者合金)的電子會(huì)被光子激發(fā)出來(lái)而形成電流,即光生電。 它除能測(cè)量光強(qiáng)之外,還能利用光線(xiàn)的透射、遮擋、反射、干 涉等測(cè)量多種物理量,如尺寸、位P圖8.5-5b電容式傳聲器的電路扳理移、速度、溫度等,是一種 應(yīng)用極廣泛的重要敏感器件?;魻柺交魻杺鞲衅魇腔诨魻栃?yīng)的一種傳感器,用半導(dǎo)體材料 (硅,錯(cuò)等)制作,霍爾效應(yīng)是指當(dāng)有交變磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)時(shí)敏 感材料會(huì)產(chǎn)生脈沖電壓的一種物理現(xiàn)象。常見(jiàn)應(yīng)用領(lǐng)域:在測(cè)量領(lǐng)域,可用于測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振 動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。在通訊領(lǐng)域,可用于放大器、振蕩器、相敏檢波、混頻、 分頻以及微波功率測(cè)量等。在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域,可用于直流電機(jī)、速度傳感、位置 傳感、自動(dòng)記數(shù)、接近開(kāi)關(guān)、伺服系統(tǒng)和自動(dòng)電力拖動(dòng) 系統(tǒng)等