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加速度傳感器

傳感器是一種能將物理量、化學量、生物量等轉換成電信號的器件。輸出信號有
不同形式，如電壓、電流、頻率、脈沖等，能滿足信息傳輸、處理、記錄、顯示、
控制要求，是自動檢測系統和自動控制系統中*的元件。如果把計算機比
作大腦，那么傳感器則相當于五官，傳感器能正確感受被測量并轉換成相應輸出
量，對系統的質量起決定性作用。自動化程度越高，系統對傳感器要求越高。在
今天的信息時代里，信息產業包括信息采集、傳輸、處理三部分，即傳感技術、
通信技術、計算機技術。現代的計算機技術和通信技術由于超大規模集成電路的
飛速發展，而已經充分發達后，不僅對傳感器的精度、可靠性、響應速度、獲取
的信息量要求越來越高，還要求其成本低廉且使用方便。顯然傳統傳感器因功能、
特性、體積、成本等已難以滿足而逐漸被淘汰。世界許多發達國家都在加快對傳
感器新技術的研究與開發，并且都已取得*的突破。如今傳感器新技術的發展，
主要有以下幾個方面：

發現并利用新現象
利用物理現象、化學反應、生物效應作為傳感器原理，所以研究發現新現象與新效應是傳感器技術發展的重要工作，是研究開發新型傳感器的基礎。
日本夏普公司利用超導技術研制成功高溫超導磁性傳感器，是傳感器技術的重大突破，其靈敏度高，僅次于超導量子干涉器件。它的制造工藝遠比超導量子干涉器件簡單。可用于磁成像技術，有廣泛推廣價值。利用抗體和抗原在電極表面上相遇復合時，會引起電極電位的變化，利用這一現象可制出免疫傳感器。用這種抗體制成的免疫傳感器可對某生物體內是否有這種抗原作檢查。如用肝炎病毒抗體可檢查某人是否患有肝炎，起到快速、準確作用。
傳感器的發展歷程

利用新材料
傳感器材料是傳感器技術的重要基礎，由于材料科學進步，人們可制造出各種新型傳感器。例如用高分子聚合物薄膜制成溫度傳感器；光導纖維能制成壓力、流量、溫度、位移等多種傳感器；用陶瓷制成壓力傳感器。高分子聚合物能隨周圍環境的相對濕度大小成比例地吸附和釋放水分子。高分子電介常數小，水分子能提高聚合物的介電常數。將高分子電介質做成電容器，測
定電容容量的變化，即可得出相對濕度。利用這個原理制成等離子聚合法聚苯乙烯薄膜溫度傳感器，其有以下特點：
測濕范圍寬；

溫度范圍寬，可達-40℃～+1500℃；
響應速度快，小于1S；
尺寸小，可用于小空間測濕；
溫度系數小。
陶瓷電容式壓力傳感器是一種無中介液的干式壓力傳感器。采用*的陶瓷技術，厚膜電子技術，其技術性能穩定，年漂移量小于0.1%F.S,溫漂小于
±0.15%/10K,抗過載強,可達量程的數百倍。測量范圍可從0 到60mpa。德國
E+H 公司和美國Kavlio 公司產品處于地位。光導纖維的應用是傳感材料的重大突破，其zui早用于光通信技術。在光通信利用中發現當溫度、壓力、電場、磁場等環境條件變化時，引起光纖傳輸的光波強度、相位、頻率、偏振態等變化，測量光波量的變化，就可知道導致這些光波量變化
的溫度、壓力、電場、磁場等物理量的大小，利用這些原理可研制出光導纖維傳感器。光纖傳感器與傳統傳感器相比有許多特點：靈敏度高，結構簡單、體積小、耐腐蝕、電絕緣性好、光路可彎曲、便于實現遙測等。光纖傳感器日本處于*水平。如IdecIzumi 公司和Sunx 公司。光纖傳感受器與集成光路技術相結合，加速光纖傳感器技術的發展。將集成光路器件代替原有光學元件和無源光器件，使光纖傳感器有高的帶寬、低的信號處理電壓，可靠性高，成本低。

汽車行業與壓力傳感器

在壓力傳感器實用化方面，zui早使用的是汽車壓力傳感器。能夠用于壓力檢測的方法很多，如電阻應變片、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電傳感器等等。目前汽車所使用的壓力傳感器主要有以下幾種：歧管負壓傳感器(用于汽車電子點火提前角控制和燃料噴射系統)；狄塞爾內燃機油壓傳感器；變速箱油壓傳感器；制動器油壓傳感器；減震器油壓傳感器；輪胎內壓傳感器等。

傳感器的靜態特性  

傳感器的靜態特性是指對靜態的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即傳感器的靜態特性可用一個不含時間變量的代數方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態特性的主要參數有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。           

傳感器的動態特性  

所謂動態特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定后者。zui常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。       

傳感器的線性度   

通常情況下，傳感器的實際靜態特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標。  

  擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或將與特性曲線上各點偏差的平方和為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  

靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值  

它是輸出一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系，則靈敏度S是一個常數。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，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。  

當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數。  

提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩定性也往往愈差。