传感器知识培训.

传感器知识传感器市场介绍以及传感器基础知识村田传感器原理和应用松下传感器原理和应用传感器市场规模囹表2009-2015 4全球忙冬2S市场規揍全与绞枣惨交圮：亿耗元近年來，全球传感器市场一直保持快速增长：2009年和2010年增长速度达20%以上：2011年受全球经济下滑的影响，传 感器市场增速比2010年下滑5%,市场规模为828亿美元。随着全球市场的逐步复苏，2012年全球传感器市场规模己达到952亿美元，2013年约为1055亿美元。随着经济环境的持续好转，市场对传感器的需求将 不断增名，2015年市场规模约达1500亿美元。区域布局状况曲*全井传亳営分本惜况LI前，从全球总体常况看，美国、H本等少数经济发达国家占据了传感器 市场70%以上份额，发展中国家所占份额相对较少。其中，市场规模最大的3个国家分别是美国、日本和徳国，分别占据了传 感器整体市场份额的29.0%、19.5%. 11.3%o随着中国.印度、巴西等发展中国家经济的持续增长，对传感器的需求也 将大幅增加。2014-2015世界主要传感器品牌市场分布(MEMS)2014 lUnkinsZOlSlUnkins2014 $20ISSJU*S028815.4%佳能CANON1213290247-14.8%英飞冷科扶INFINEON TECHNOLOGIESIS142X2)S旭化成1 AKM14IS2232M4J0%|亚鸽诰半*体/ADI 村田AHALOO DEVICES1616220227is%MURATA1717IW218117%AMFHENOL1818ITS181wm率尼苇尔HONEYWELL19191631715瑞声声学| MACM20US14021.7%早也甘万昱元|市场上70%80%的传感器都是基于MEMS技术。数据来源Yole Developpement哪些领域用到传感器if aSir- X.3 辽:1IzW目前，全世界约40个国家从事传感器的研制、生产和应用开发，研发机 构6000余家。其中美、日、徳等国家实力较强，产品门类繁多，各种产 品累计2万余种。距）8k发动机GPS中的应用；内部温度、血 度.温度、 转速.安全气图像传感器在 防盗装苜成像技术中的 应用：运动传 感器应用于加 速 仪；防灣系孤徘 气循环龛充等 进行參数测最 和控制；ifi路监控；物压.血液 吸流B电波、肿瘤尊09监控； 遥 进行高瑁度诊控各种家电 断； 家具：凉居安防；钢铁、机械等飞行器飞 工4k中完成 行速度、 各种信息检测.加速度. 幵将信思通过 自动控制和计 算机处理渊亍 反馈”实现生 产过程、厦fit.工艺.安全等;.跑罔、 周 围环境.内 部 状 态尊； 遏感 技术；农业方面，室内种植 的光.温 度、；显度、 土壞指标 等的控制；环保方便，有毒有書 物质的监柠烟彖 有*具体用到哪些传感器宀）庄力581沮虔传JSHI处陀螺仪9(5却电力计加連度计 e仪 o加連更计FE仪识电子手机传感器20心20062007?320092010201 I2012201320142015*补 2014 年市场 I 3 斫仃芋机中三& 盖世厠有數 0过 10 多紳传 saau fit 丄丁机厂務哝厠右（三呈盖世）加 1*代幵 SS* HSCH-S310（a）可徒给二次应用）(*4)鬲性 AEMEMSWxM(*4)!L 仅组合动组合=StU三原色、于 S& （三*其他传感器发动机爆震、碰撞、空气湿度、光量等汽车传感器1：可穿戴式应用：目前已经冇部分产品曲世，例如小米，华为的，现冇的功能可 以测虽运动，脉搏，海拔，温度，湿度，将來还会有更多人体健康监测功能，这 里用到的传感器也会更多。2：据美国波士顿咨询测算，无人驾驶汽车创造的市场价值未来将达到420亿美元, 谷歌无人駕驶传感器包括激光雷达.摄像头、亳米雷达.超声波及惯性测星单元 等3：传感器属于物联网的感知层，随看物联网技术的发展成熟，会帯来传感器市场 的爆发式增长，市场预测到2020年全球物联网市场将达到力亿美元规模。传感器未来发展新兴应用领域可穿戴式应用无人驾驶健庚益测T业停制多功能化智能化网络化微型化M化尽气浓厦传感3加速度传處2S柜离传感器洽却液蛊度传感器车体水平度传感器什么是传感器?传感器（英文名称：transducer/censor ）是一种检 测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测到的信息， 按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出， 以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要 求。国家标准 GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受 规定的被测量件并按照一定的规律（数学函数法则）转换成 可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组 成。物理量。简单来说就是利用物理敏感材料来检测我们想要的传感器定义示意图输入输出传感器组成传感器 i 般由敏感元件、转换元件、变换电路、辅助电源四 部分构成，如下图所示。其中，敏感元件直接接收测fit,用于输出被测駅有关的物理 量信号，转换元件用于将敬感元件输岀的物理量信号转换为电信 号；变换电路用于将转换元件输出电信号进行放大、调制等处理; 辅助电源用于为系统（主要是敏感元件和转换元件）提供能暈。另外，不是所有传感器都包含以上四部分，有些传感器只有 敏感元件和转换元件，辅助电源和变换电路则需要使用者设计增 加。传感器分类关于传感器分类目前没有统一的标准，常见的有以下几种一：常将传感器的功能与人类 5 大感觉器官相比拟光敏传感器声敏传感器气敏传感器化学传感器觉觉觉觉视听嗅味压敏、温敏传感器（气体浓度）（酒检）触觉通常据传感器基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、力敏元件、磁敏元件、声敏元件、 色敏元件、湿敏元件、放射线敏感元件、味敏元件、气敏 元件、等十大类。传感器分类三：更细的分类1 按被测物理量分：如：力，压力，位移，温度，角度，速度, 湿度，磁场等；2.按照传感器的工作原理分：如：应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、 电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器,霍尔式 传感器等：传感器分类3按照传感器输出信号的形式分：（1）模拟式：传感器输出为模拟电压量（毫伏，伏）；（2）数字式：传感器输出为数字量（AD 转换变成 0和 1 的组合，常见有 SPI/I2C 等 ）。村田传感器编号类别1温度传感器2超声波传感器3热电型红外线传感器4接近/照度传感器5气压传感器6振动传感器7加速度传感器8倾斜传感器9陀螺仪10旋转位置传感器1111旋转传感器12AMR传感器（磁性传感器）13磁性识别传感器松下传感器编号类别1温度传感器2超声波传感器3红外线传感器4光度传感器5气压传感器6振动传感器加速度传感器8色标传感器9陀螺仪10激光传感器11磁性传感器12光电传感器13光纤传感器14角度传感器15磁性传感器谢谢热敏传感器示例松卜热敏传感器:应用：温度测量有关的场合，应用领域最广的传感器。光敏传感器示例村田热敏传感器:封装种类多样NCU系列）NCP系列松下光度检测传感器:AMS302 （可见光）松下焦电型红外线传感器:（不可见光）村田接近照度传感器:（可见光）应用:手机距离传感器，光 控开关等（可见光）村II 热电红外线传感器:（不可见光）应用:安防入侵报警，白动门控制等（不 可见光）村田压力传感器:力敏传感器示例村田振动传感器:磁敏元件松下磁性位移传感器AMR传感器是利用磁阻效 应的传感器。磁性阻抗元 件在感应到磁场时，阻抗 值会发生相应变化。村田磁性识别传感器磁性位移传感器通过线圈 阻抗的变化来反映线圈与 金属导体的距离变化，从 而实现对金属物体的位移、 振动等参数的测最。松下压力传感器:模拟输出数字输出松下加速度传感器:磁性识别传感器适用 于识别纸币.磁性汕 墨，磁卡读取器等。村田 AMR传感器数字输出村田加速度传感器:模拟或者数字输出声敏传感器示例村田超声波传感器:一发一收（一对）和收发一体两种色敏传感器3 色（红绿.蓝）LED色标传感器，可用 于包装机料带色标检测松下超声波传感器:一发一收（一对）松下色标检测传感器应变片式电阻应变片是一种能将机械构件上形状的变化转换为电阻变化的传 感元件。例如应变片式加速度传感器就是将被测加速度a通过一个悬臂梁将 力F二ma转化成应变片的应力，从而达到测量加速度a的目的。压电式原始的压电材料没有压电效应，只有经过高电压（几千伏）极 化后，保留压电陶瓷压电效应和逆效应量：心跳，呼吸 等应变式加速度传感器原理图很强的剩余极化的情况下才能作为压电材料使用。压阻式厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥, 压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高 度线性、与激励电压也成正比的电压信号。电感式电感式传感器-利用电磁感应原理将被测非电量如 位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感系数 L 或互 感系数 M 的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变 化量的输出。晶圆，英文名叫wafer,每-个单元叫die可变磁阻式面积型传感器电容式电容式传感器是把被测的机械量，如位移、压力等 转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有 可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个电极组 成，电极极间以空气为介质的电容器。光电式光电式传感器，基于光电效应的传感器，在受到可见光照 射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。光电效应 是指在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部（金属 或者合金）的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。 它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干 涉等测量多种物理量，如尺寸、位P图8.5-5b电容式传声器的电路扳理移、速度、温度等，是一种 应用极广泛的重要敏感器件。霍尔式霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器，用半导体材料 （硅，错等）制作，霍尔效应是指当有交变磁场经过时敏 感材料会产生脉冲电压的一种物理现象。常见应用领域：在测量领域，可用于测量磁场、电流、位移、压力、振 动、转速等。在通讯领域，可用于放大器、振荡器、相敏检波、混频、 分频以及微波功率测量等。在自动化技术领域，可用于直流电机、速度传感、位置 传感、自动记数、接近开关、伺服系统和自动电力拖动 系统等