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什么是接近傳感器？

接近傳感器，是指代替限位開關等接觸式檢測方式，以無需接觸檢測對象進行檢測為目的的傳感器的總稱。其能將檢測對象的移動信息和存在信息轉換為電氣信號。

在轉換為電氣信號的檢測方式中，包括利用電磁感應引起的檢測對象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕測體的接近引起的電氣信號的容量變化的方式、利石和引導開關的方式。 由感應型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構成。

接近傳感器是利用振動器發(fā)生的一個交變磁場，當金屬目標接近這磁場并達到感應距離時，在金屬目標內發(fā)生渦流，因此導致振動衰減，以至接近傳感器的振動器停振。接近傳感器的振動器振動及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發(fā)驅動控制器件，因此達到接近傳感器的非接觸式之檢測的目的。首先,本文對國內外現(xiàn)有的轉矩傳感器、轉角傳感器進行了分析,并對能夠同時提供復合信號的轉矩、轉角傳感器進行了重點討論。這就是接近傳感器的運作原理。

接近傳感器廣泛地應用于機床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動控制系統(tǒng)中可作為限位、計數(shù)、定位控制和自動保護環(huán)節(jié)。本首先分析了電容式微慣性傳感器的測量控制原理和系統(tǒng)動態(tài)模型，并在此基礎上通過三個方面設計出新型嵌入橫向可動電極的微慣性傳感器，分別是：支撐梁結構、微執(zhí)行器結構和檢測電容結構。接近傳感器具有使用壽命長、工作可靠、重復定位精度高、無機械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強等特點。目前，接近傳感器的應用范圍日益廣泛，其自身的發(fā)展和創(chuàng)新的速度也是極其迅速。

TMR/超導復合式磁傳感器

1995 年，由美國麻省理工學院和日本東北大學的兩個研究小組獨立發(fā)現(xiàn)，將兩個磁性電極層之間用極薄的絕緣層分開會產(chǎn)生很大的磁電阻效應(室溫下達到11%)。這種由磁性層/絕緣層/磁性層構成的結構，稱為磁性隧道結(MTJ)。在MTJ 中，中間的絕緣層很薄(幾個納米)，使得可以有大量電子隧穿通過。通過隧道結的電流依賴于兩個磁性層的磁化強度矢量的相對取向。這種隧穿電流隨外磁場變化的效應被稱為隧道磁電阻(TMR)效應。下面將分別對GMR/超導復合式磁傳感器的發(fā)展及本課題組在TMR/超導復合式磁傳感器制備、測試方面開展的工作進行介紹。隧道磁電阻效應可以由Julliere 雙電流模型解釋。假定電子在隧穿過程中自旋不發(fā)生翻轉，并且隧穿電流正比于費米面附近電子的態(tài)密度。當MTJ兩側鐵磁層處于平行排列時，左側的少子電子向右側的少子空態(tài)隧穿，左側的多子電子向右側的多子空態(tài)隧穿，MTJ 處于低阻態(tài)；當MTJ兩側鐵磁層處于反平行排列時，左側的少子電子向右側的多子空態(tài)隧穿，而左側的多子電子向右側的少子空態(tài)隧穿，MTJ 呈現(xiàn)高阻態(tài)。

由于貼合TMR器件與超導磁放大器的低溫膠過厚導致TMR—超導磁放大器間距過大(50 μm)，使得TMR/超導復合式磁傳感器的靈敏度、探測精度較GMR/超導復合式磁傳感器、SQUID 等器件仍有明顯差距。理論計算表明，減小TMR—超導磁放大器間距將使得磁場放大倍數(shù)呈指數(shù)形式上升；若能將TMR—超導磁放大器間距降低至0.5 μm以內，磁場放大倍數(shù)可接近1000 倍。傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電，并將應變電橋的失衡信號轉換為統(tǒng)一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。今后可通過熱壓印等技術減小TMR—超導磁放大器間距，從而提高器件的靈敏度。

什么是壓力傳感器？

壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器。

在講述壓力傳感器的同時，我們必須導出壓力變送器的概念。

通常傳感器由兩部分組成，即分別是敏感元件和轉換元件。其中敏感元件是指傳感器中能夠直接感受或響應被測量的部分；轉換元件是指傳感器中將敏感元件感受或響應的被測量的應變轉換成適于傳輸或測量的電信號部分。

由于傳感器的輸出信號一般很微弱，需要將其調制與放大。隨著集成技術的發(fā)展，人們又將這部分電路及電源等電路也一起裝在傳感器內部。藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象。這樣，傳感器就可以輸出便于處理，傳輸?shù)目捎眯盘柫恕６谝郧凹夹g相對落后時，所謂的傳感器是指上文中的敏感元件，而變送器就是上文中的轉換元件。

壓力傳感器一般是指將變化的壓力信號轉換成對應變化的電阻信號或電容信號的敏感元件，如：壓阻元件，壓容元件等。數(shù)字接口器件常使用兩線接口(I2C或PMBus)，并具有內置的ADC。而壓力變送器一般是指，壓敏元件與調理電路共同組成的測量壓力的整套電路單元，一般能直接輸出與壓力成線性關系的標準電壓信號或電流信號，供儀表、PLC、采集卡等設備直接采集。

光纖傳感器

光纖傳感器

光纖傳感器技術是隨著光導纖維實用化和光通信技術的發(fā)展而形成的一門嶄新的技術。光纖傳感器與傳統(tǒng)的各類傳感器相比有許多特點，如靈敏度高.抗電磁干擾能力強，耐腐蝕，絕緣性好，結構簡單，體積小.耗電少，光路有可撓曲性，以及便于實現(xiàn)遙測等。

光纖傳感器一般分為兩大類，一類是利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成的傳感器.稱為功能型傳感器;另一類是光纖僅僅起傳輸光波的作用，必須在光纖端面或中間加裝其他敏感元件才能構成傳感器，稱為傳光型傳感器。隨著微型設備,如無線微型傳感器等體積的減小和功能的增多,其能源供應問題日顯突出,因而使得使用壽命縮短。無論哪種傳感器，其工作原理都是利用被測量的變化調制傳輸光光波的某一參數(shù)，使其隨之變化，然后對已調制的光信號進行檢測，從而得到被測量。

光纖傳感器可以測量多種物理量.目前已經(jīng)實用的光纖傳感器可測量的物理量達70多種，因此光纖傳感器具有廣闊的發(fā)展前景。