化学传感器有哪些

传感器技术是一门知识密集型技术。传感器的原理有各种各样，它与许多学科有关，其种类十分繁多，分类方法也很多。可以用不同的观点对传感器进行分类: 它们的转换原理 (传感器工作的基本物理或化学效应)、它们的用途、它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。由此可见，传感器的分类方法五花八门，目前尚无一个统一的方法。比较常用的分类方法如表1－1。

表1－1 传感器的分类

下面介绍一些传感器的分类方法，以便于学生更好的了解传感器。

(一) 根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器两大类

传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如，可靠性问题、规模生产的可能性、价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大发展。

(二) 按照用途分类

按照用途，传感器可分为:

压力敏和力敏传感器 位置传感器

液面传感器 能耗传感器

速度传感器 热敏传感器

加速度传感器 射线辐射传感器

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。

(三) 以其输出信号为标准分类

模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。

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。

在外界因素的作用下，所有材料都会做出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类:

(1) 按照其所用材料的类别分为金属、聚合物、陶瓷、混合物。

(2) 按材料的物理性质分为导体、绝缘体、半导体、磁性材料。

(3) 按材料的晶体结构分为单晶、多晶、非晶材料。

(4) 按照其制造工艺，可以将传感器区分为: 集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。

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，然后进行热处理，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形。

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。