¿Qué tipos de sensores existen?

Clasificación de sensores

Los sensores se pueden clasificar desde diferentes perspectivas: sus principios de conversión (los efectos físicos o químicos básicos del funcionamiento del sensor), sus tipos de señales de salida y los materiales; y procesos utilizados para elaborarlos, etc.

Según el principio de funcionamiento del sensor, se puede dividir en dos categorías: sensor físico y sensor químico:

Clasificación del principio de funcionamiento del sensor Los sensores físicos aplican efectos físicos, como efecto piezoeléctrico, fenómeno de telestricción magnética, ionización, polarización, efectos termoeléctricos, fotoeléctricos, magnetoeléctricos y otros. Pequeños cambios en la cantidad de señal medida se convertirán en señales eléctricas.

Los sensores químicos incluyen aquellos que están causalmente relacionados con fenómenos como la adsorción química y las reacciones electroquímicas. Los pequeños cambios en la cantidad de señal medida también se convertirán en señales eléctricas.

Algunos sensores no se pueden clasificar ni en categorías físicas ni químicas. La mayoría de los sensores funcionan según principios físicos. Hay muchos problemas técnicos con los sensores químicos, como problemas de confiabilidad, la posibilidad de producción a gran escala, problemas de precios, etc. Si se resuelven estos problemas, la aplicación de sensores químicos experimentará un enorme crecimiento.

Los campos de aplicación y principios de funcionamiento de los sensores comunes se enumeran en la Tabla 1.1.

Según sus usos, los sensores se pueden clasificar en:

¿Sensores sensibles a la presión y sensores de fuerza?

¿Sensores de nivel de líquido?

¿Sensor de velocidad? Sensor térmico

¿Sensor de aceleración? ¿Sensor de radiación?

¿Sensor de humedad?

¿Sensor magnético?

¿Sensor de vacío? Biosensor, etc. ?

Los sensores se pueden dividir en:

Sensores analógicos: convierten cantidades no eléctricas medidas en señales eléctricas analógicas en función de sus señales de salida. ?

Sensor digital: convierte la cantidad no eléctrica medida en una señal de salida digital (incluida la conversión directa e indirecta).

Sensor digital: convierte la señal medida en una señal de frecuencia o una salida de señal de período corto (incluida la conversión directa o indirecta).

Cambiar sensor: cuando una señal medida alcanza un cierto umbral, el sensor emite una señal configurada de nivel bajo o alto en consecuencia.

Bajo la influencia de factores externos, todos los materiales producirán reacciones correspondientes y características. Para fabricar los elementos sensibles del sensor se utilizan aquellos materiales entre ellos que son más sensibles a los efectos externos, es decir, aquellos con propiedades funcionales. Desde la perspectiva de los materiales utilizados, los sensores se pueden dividir en las siguientes categorías:

(1) ¿Según el tipo de materiales utilizados?

¿Mezcla?

(2) ¿Según las propiedades físicas del material, se divide en conductor? ¿Aislante? ¿Material magnético?

(3) ¿Según la estructura cristalina del material? ?

¿Monocristal? ¿Materiales amorfos?

El trabajo de desarrollo de sensores estrechamente relacionado con el uso de nuevos materiales se puede resumir en las siguientes tres direcciones:

(1) En los nuevos fenómenos conocidos, los efectos y reacciones se exploran en los materiales y luego permiten su uso práctico en la tecnología de sensores. ?

(2) Explorar nuevos materiales y aplicar fenómenos, efectos y reacciones conocidos para mejorar la tecnología de sensores. ?

(3) Explorar nuevos fenómenos, nuevos efectos y reacciones a partir de la investigación de nuevos materiales e implementarlos en la tecnología de sensores. ?

El progreso de la fabricación de sensores modernos depende de la intensidad del desarrollo de nuevos materiales y componentes sensibles para la tecnología de sensores. Las tendencias básicas en el desarrollo de sensores están estrechamente relacionadas con la aplicación de materiales semiconductores y dieléctricos. La tabla 1.2 muestra algunos materiales que se pueden utilizar en tecnología de sensores y son capaces de convertir formas de energía.

Según su proceso de fabricación, los sensores se pueden dividir en:

¿Sensores de película delgada? ¿Sensores de película gruesa?

¿Uso de sensores integrados? estándar Fabricado mediante tecnología de proceso para la producción de circuitos integrados semiconductores basados ​​en silicio. Normalmente, algunos circuitos utilizados para el procesamiento preliminar de la señal medida también están integrados en el mismo chip.

Los sensores de película delgada se forman depositando películas delgadas de materiales sensibles correspondientes sobre un sustrato dieléctrico (sustrato). Cuando se utiliza un proceso híbrido, parte del circuito también se puede fabricar sobre este sustrato.

Los sensores de película gruesa se fabrican recubriendo la suspensión de los materiales correspondientes sobre un sustrato cerámico. El sustrato generalmente está hecho de Al2O3 y luego se trata térmicamente para formar una película gruesa.

Los sensores cerámicos se fabrican utilizando tecnología cerámica estándar o alguna variante de la misma (sol-gel, etc.). ?

Después de completar las operaciones preparatorias adecuadas, los componentes formados se sinterizan a altas temperaturas. Existen muchas características similares entre los dos procesos de sensores cerámicos y de película gruesa. En algunos aspectos, el proceso de película gruesa puede considerarse una variante del proceso cerámico. ?

Cada tecnología de proceso tiene sus propias ventajas y desventajas. Debido a la baja inversión de capital requerida para la investigación, el desarrollo y la producción, así como a la alta estabilidad de los parámetros del sensor, el uso de sensores cerámicos y de película gruesa es más razonable.