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在传感器特性分析中我们可知传感器有很多方面的性能指标。传感器设计是力学,电学,化学,生物学和材料学等众多方面的综合,如果要使传感器的各个性能指标都*优良,这会给制作带来难度,而在实际应用上,可能有些指标对某—*的被测信号并不产生影响。因此,在设计和选择传感器时.*先,应该根据被测信号的特点,确定传感器的主要方面的性能指标。不*追求*的性能指标,例如,在静态测试条件下对动态性能指标的要求就没有*要考虑。其次造成传感器性能不稳定的原因是:*间推移或环境条件的变化,构成传感器的各种材料和元器件性能将发生变化。为了*测量所要求的精度,在选择使用传感器时,应综合充分考虑测量电路的设计方案的利弊。确定传感器的性能技术指标。在设计产品时,还应考虑到价比,例如微机的使用能解决传感器的非线性,这降低了对传感器的要求,但相应在产品中增加了微机的成本。设计使用传感器时,以下综合几点关于如何*传感器性能的方法:
在设计选用传感器时,*先应从测试环境的要求、被测信号的待点、测试精度的要求等主要方面考虑,确定传感器性能和工作环境参数等重要指标.在满*上条件的情况下,综合考虑传感器的种类、结构、材质、尺寸、重量和寿命等参数指标。
传感器的稳定性也就是是指传感器在一个较长的时间内保持其性能参数的能力,一般用在室温条件下经过一段时间后,传感器的输出和起始定标的输出的差异程度表示。造成传感器性能不稳定的原因在于构成传感器的各种材料与元器件性能*间推移或环境条件的变化造成传感器的性能指标发生变化。长期处于工作状态下的传感器.由于其材料和元器件的老化,其输出的变化直接影响到测试的精度。为*传感器性能的稳定性,应该对材料、元器件以至于传感器的整体进行*要的稳定性处理。对于磁件材料、导电材料、*缘材料等电工材料,可以将它们储藏一段时间,并在*要的情况下预先施加*的工作电压,使其工作一段时间以稳定它们的性能并进行筛选。
在传感器特性分析中我们可知传感器有很多方面的性能指标。传感器设计是力学,电学,化学,生物学和材料学等众多方面的综合,如果要使传感器的各个性能指标都*优良,这会给制作带来难度,而在实际应用上,可能有些指标对某—*的被测信号并不产生影响。因此,在设计和选择传感器时.*先,应该根据被测信号的特点,确定传感器的主要方面的性能指标。不*追求*的性能指标,例如,在静态测试条件下对动态性能指标的要求就没有*要考虑。其次造成传感器性能不稳定的原因是:*间推移或环境条件的变化,构成传感器的各种材料和元器件性能将发生变化。为了*测量所要求的精度,在选择使用传感器时,应综合充分考虑测量电路的设计方案的利弊。确定传感器的性能技术指标。在设计产品时,还应考虑到价比,例如微机的使用能解决传感器的非线性,这降低了对传感器的要求,但相应在产品中增加了微机的成本。设计使用传感器时,以下综合几点关于如何*传感器性能的方法:
传感器在物联网中怎样应用,*先我们要了解什么是物联网。物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和*仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量及其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,*须适应各种异构网络和协议。
其次通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、*定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个*大网络。其目的是实现物与物、物与人,*的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。和传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。
什么是磁传感器?就是把磁场、电流、应力应变、温度、光等引起敏感元件磁性能的变化转换成电信号,以这种方式来检测相应物理量的器件。什么东西会产生磁场?地球会产生磁场,如果你能测地球表面磁场就可以做指南针,任何电流*产生磁场,电流传感器也是磁场传感器。磁传感器的发展,在本世纪70~80年代形成*。90年代是已发展起来的这些磁传感器的成熟和完善的时期。
(1)集成电路技术的应用。将硅集成电路技术用于磁传感器,开始于1967年。Honeywell公司Mi2croswitch分部的科技人员将Si霍尔片和它的讯号处理电路集成到一个单芯片上,制成了开关电路,*开了单片集成磁传感器之先河。目前,已经出现了磁敏电阻电路、*磁阻电路等许多种功能性的集成磁传感器。
(2)InSb薄膜技术的开发成功,使InSb霍尔元件产量大增,成本大幅度下降。*先运用这种技术获得成功的日本旭化成电子公司,如今可年产5亿只以上。
(3)强磁性合金薄膜。1975年面市的强磁合金薄膜磁敏电阻器利用的是强磁合金薄膜中的磁敏电阻各向异性效应。在与薄膜表面平行的磁场作用下,以坡莫合金为代表的强磁性合金薄膜的电阻率呈现出2[%]~5[%]的变化。利用这种效应已制成三端、四端磁阻器件。四端磁阻桥已大量用于磁编码器中,用来检测和控制电机的转速。此外,还作成了磁阻磁强计、磁阻读头以及二维、三维磁阻器件等。它们可检测10-10~10-2T的弱磁场,灵敏度高、温度稳定性好,将成为弱磁场传感和检测的重要器件。
(4)*磁电阻多层膜。由不同金属、不同层数和层间材料的不同组合,可以制成不同的机制的*磁电阻(giantmagneto-resistance)磁传感器。它们呈现出的随磁场而变化的电阻率,比单层的各向异性磁敏电阻器的要高出几倍,正受到研制高密度记录磁盘读出头的科技人员的*大关注。目前已见有5G字节的自旋阀头的设计分析的报导。
(5)各种不同成分和比例的非晶合金材料的采用,及其各种处理工艺的引入,给磁传感器的研制注入了新的活力,已研制和生产出了双芯多谐振荡桥磁传感器、非晶力矩传感器、压力传感器、热磁传感器、非晶大巴克豪森效应磁传感器等。*近发现的*磁感应效应(giantmagnetoinductiveeffect)和*磁阻*效应(giantmagneto-impedanceeffect),比*磁电阻的响应灵敏度高一个量级,可能做成磁头,成为高密度磁盘读头的有力竞争者。利用非晶合金的高导磁率特性和可做成细丝的机械特性,将它们用于磁通门和威根德等器件中,取代坡莫合金芯,使器件性能得到大大的*。
(6)Ⅲ-Ⅴ族半导体异质结构材料。例如,在InP衬底上用分子束外延技术生长In0.52Al0.48As/In0.8Ga0.2As,形成假晶结构,产生二维电子气层,其层厚是分子级的,这种材料的能带结构发生改变。用这种材料来制作霍尔元件,其灵敏度高于市售的InSb和GaAs元件,在296K时为22.5V/T,灵敏度的温度系数也有大的*,用恒定电流驱动时,为-0.0084[%]/K。用这种材料,除可制造霍尔器件外,还可用以制造磁敏场效应管、磁敏电阻器等。在国外,由于磁传感器已逐渐被广泛而大量地使用。
磁传感器也称电流传感器,就是把磁场、电流、应力应变、温度、光等引起敏感元件磁性能的变化转换成电信号,以这种方式来检测相应物理量的器件。磁传感器未来的发展趋势有以下几种特点:
1、高灵敏度。被检测信号的强度越来越弱,这就需要磁性传感器灵敏度得到*大*。应用方面包括电流传感器、角度传感器、齿轮传感器、太空环境测量。
2、温度稳定性。更多的应用领域要求传感器的工作环境越来越严酷,这就要求磁传感器*须具有很好的温度稳定性,行业应用包括汽车电子行业。
3、*干扰性。很多领域里传感器的使用环境没有任何评比,就要求传感器本身具有很好的*干扰性。包括汽车电子、水表等等。
4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求,这就需要芯片级的集成,模块级集成,产品级集成。好的演讲就到这里,谢谢大家,希望以后能和大家合作。
5、高频特性。随着应用领域的推广,要求传感器的工作频率越来越高,应用领域包括水表、汽车电子行业、信息记录行业。
6、低功耗。很多领域要求传感器本身的功耗*低,得以延长传感器的使用寿命。应用在植入身体内磁性生物芯片,指南针等等。
实际上,在我们生活中*到很多磁传感器,比如说电脑硬盘、指南针,家用电器、智能*、电动车、风力发电等等。在智能交通里,磁传感器也发挥着很大的作用。比如说任何一个车在公路上开的时候,如果在公路上放一个磁传感器,车走过的轨迹你把它记录下来,就可以建设*公路的车流。
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