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1、专家简介:徐刚,中科院福建物质结构研究所研究员、博士生导师,课题组长。08年博士毕业于物构所。随后先后获得日本JSPS奖学金和德国洪堡奖学金分别在日本京都大学,德国雷根斯堡大学等地从事博士后研究。2013年回到福建物构所工作,主要从事导电配位聚合物材料的研究,已发表Angew Chem. Int. Ed.,Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc.等SCIOO70多篇,他引3000多次,单篇最高他引240次,获选ESI TOP 1%高被引OO4篇,热点OO2篇。目前作为课题负责人承担有国家优秀青年科学基金项目,国家自然科学基金面上项目,中科院前沿重点研究项目等。获得过福建省青年拔尖人才、福建运盛青年科技奖、福州青年科技奖等奖励。
1、压力传感器、温湿度传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器、OOO传感器、浸水传感器、照度传感器光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的OO号输出的装置。
2、传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为OO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。
3、传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
4、在现代生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。
1、光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成,光源发出的光耦合进光纤,经光纤进入调制区,在调治区内,外界被测参数作用于进入调区内的光信号,是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光,再经过光纤送入光探测器而获得被测参数,光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成,纤芯和包层具有不同的折射率,树脂涂层对光纤起保护作用,光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤;按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播,具有感测和传输的双重功能,是一种非常重要的智能材料。
2、传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器,主要使用单模光纤,光纤不仅起传光作用,同时又是敏感元件,它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点,使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此,这一类光纤传感器又分为光强调制型,偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器,由于光纤本身是敏感元件,因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。
3、传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器,它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后,通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中,光纤仅作为传光元件,必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。
4、光纤传感器的应用范围很广,几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活,尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用,解决了许多行业多年来一直存在的技术难题,具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:
1、为了方便对传感器数据进行管理,相关技术中,多个传感器通常与同一主控设备建立射频连接,并通过该射频连接与主控设备进行数据交互;用于管理传感器数据的移动终端只需要与主控设备建立连接,即可获取到各个传感器采集到的传感器数据。
2、由于传感器需要在主控设备中进行注册后才能与主控设备进行数据交互,因此,如...注意:该技术已申请专利,请尊重研发人员的辛勤研发付出,在未取得专利权人授权前,仅供技术研究参考不得用于商业用途。该专利适合技术人员进行技术研发参考,增加技术思路,做技术知识储备,不适合OO引用。
1、随着近代工业的进步,特别是石油、化工、煤炭、汽车等工业部门的迅速发展,使人类的生活以及社会活动都发生了相应的变化。被人们所利用的和在生活、工业上排放出的气体种类、数量都日益增多。这些气体中,许多都是易燃、易爆或者对于人体有毒害的(。它们如果泄漏到空气中,就会污染环境、影响生态平衡,甚至导致OO、火灾、中毒等灾害性事故。为了保护人类赖以生存的自然环境,防止不幸事故的发生,需要对各种有害、可燃性气体在环境中存在的情况进行有效的监控。气体敏感元件就是能感知环境中某种气体及其浓度的一种装置或者器件。
2、气体传感器能将气体种类及其与浓度有关的信息转换成OO号(电流或者电压)。根据这些OO号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息,从而可以进行检测、监控、OO;还可以通过接口电路与电子计算机或者微处理机组成自动检测、控制和OO系统。气体传感器是化学传感器的一大种类,从工作原理、特性分析到测量技术,从所用材料到制造工艺,从检测对象到应用领域,都可以构成OO的分类标准。目前,在分类标准的问题上还没有统一,要对其进行严格的系统分类难度颇大。
3、半导体气体传感器是以金属氧化物半导体为基础材料。当被测气体在该半导体表面吸附后,引起其电学特性(例如电导率)发生变化。利用这种现象,制造成的各种半导体气敏元件,根据其气敏机制可以分为电阻式和非电阻式两种。
1、传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为OO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。主要分类:按用途:压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。按原理:振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。按输出信号:模拟传感器:将被测量的非电学量转换成模拟OO号。数字传感器:将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器:将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器:当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。按其制造工艺:集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。 通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,进行热处理,使厚膜成形。陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶、凝胶等)生产。完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。按测量目:物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。按其构成:基本型传感器:是一种基本的单个变换装置。组合型传感器:是由不同单个变换装置组合而构成的传感器。应用型传感器:是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。按作用形式:按作用形式可分为主动型和被动型传感器。主动型传感器又有作用型和反作用型,此种传感器对被测对象能发出一定探测信号,能检测探测信号在被测对象中所产生的变化,或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的称为作用型,检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型。雷达与无线电频率范围探测器是作用型实例,而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型实例。被动型传感器只是接收被测对象本身产生的信号,如红外辐射温度计、红外OO装置等。主要作用:人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉OO。 而单靠人们自身的感觉OO,在研究 自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。传感器新技术OO的到来,世界开始进入 信息时代。在利用信息的过程中,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。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或好的状态,并使产品达到好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展,进入了许多新领域:例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到fm的粒子世界,纵向上要观察长达数十万年的天体演化,短到 s的瞬间反应。此外,还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种技术研究,如超高温、超低温、超高压、超高真空、*磁场、超弱磁场等等。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,就在于对象信息的获取存在困难,而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展,往往是一些边缘学科开发的。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。由此可见, 传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来,传感器技术将会出现一个飞跃,达到与其重要地位相称的新水平。主要特点:传感器的特点包括:微型化、数字化主要特性:传感器静态传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。传感器动态所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和 频率响应来表示。线性度通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为小二乘法拟合直线。灵敏度灵敏度是指传感器在稳态工作情况 下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm。当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。提高灵敏度,可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。分辨率分辨率是指传感器可感受到的被测量的小变化的能力。也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨率时,其输出才会发生变化。
2、定义:传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为OO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。
3、按原理;按输出信号;按其制造工艺;按测量目;按其构成;按作用形式。作用:人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉OO。而单靠人们自身的感觉OO,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。 新技术OO的到来,世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中,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。传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。不同分类依据的传感器举例:按用途:压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器等。按原理:振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。按输出信号:模拟传感器、数字传感器、膺数字传感器、开关传感器按其制造工艺:集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器
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