工業領域應用的傳感器有哪些分類

傳感器相當于人類的感覺器官，一般分為內部傳感器和外部傳感器。傳感器一般由敏感元件，轉換元件及基本轉換電路三部分組成。

傳感器一般由敏感元件，轉換元件及基本轉換電路三部分組成。

①敏感元件是直接感受被測物理量，并以確定關系輸出另一物理量的元件(如彈性敏感元件將力，力矩轉換為位移或應變輸出)。

②轉換元件是將敏感元件輸出的非電量轉換成電路參數(電阻，電感，電容)及電流或電壓等電信號。

③基本轉換電路是將該電信號轉換成便于傳輸，處理的電量。

小編在前面的文章提到過，傳感器相當于人類的感覺器官，一般分為內部傳感器和外部傳感器。

其實，傳感器的分類還有很多種!在這篇文章小編一一給你帶過...

按被測量對象

分為內部傳感器和外部傳感器。

內部信息傳感器主要檢測系統內部的位置，速度，力，力矩，溫度以及異常變化。

加速度傳感器

外部信息傳感器主要檢測系統的外部環境狀態，它有相對應的接觸式(觸覺傳感器、滑動覺傳感器、壓覺傳感器)和非接觸式(視覺傳感器、超聲測距、激光測距)。

壓力傳感器

超聲波傳感器

按傳感器能量源

可分為有源傳感器和無源傳感器。

(1)無源傳感器：不需外加電源。而是將被測量的相關能量轉換成電量輸出(主要有：壓電式、磁電感應式、熱電式、光電式)又稱能量轉化型;

例如：

光電傳感器能將光射線轉換成電信號，其原理類似太陽能電池;

壓電傳感器能夠將壓力轉換成電壓信號;

熱電傳感器能將被測溫度場的能量(熱能)直接轉換成為電壓信號的輸出等等。

光電傳感器

(2)有源傳感器：需要外加電源才能輸出電量，又稱能量控制型(主要有：電阻式、電容式、電感式、霍爾式)。

電阻式直線位移傳感器

按作用形式

可分為主動型和被動型傳感器。

主動型傳感器，此種傳感器對被測對象能發出一定探測信號，能檢測探測信號在被測對象中所產生的變化，或者由探測信號在被測對象中產生某種效應而形成信號。

(1)檢測探測信號變化方式的稱為作用型

(2)檢測產生響應而形成信號方式的稱為反作用型。

雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例，而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實例。

被動型傳感器只是接收被測對象本身產生的信號，如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。

按外界輸入的信號變換為電信號采用的效應

可分為物理型傳感器、化學型傳感器和生物型傳感器三大類

物理型傳感器又可以分為結構型傳感器和物性型傳感器。

結構型傳感器是以結構(如形狀、尺寸等)為基礎，利用某些物理規律來感受(敏感)被測量，并將其轉換為電信號實現測量的。例如：

電容式壓力傳感器

電容式壓力傳感器

必須有按規定參數設計制成的電容式敏感元件，當被測壓力作用在電容式敏感元件的動極板上時，引起電容間隙的變化導致電容值的變化，從而實現對壓力的測量。

物性型傳感器就是利用某些功能材料本身所具有的內在特性及效應感受(敏感)被測量，并轉換成可用電信號的傳感器。例如：

壓電式壓力傳感器

壓電式壓力傳感器

利用具有壓電特性的石英晶體材料制成的壓電式壓力傳感器，就是利用石英晶體材料本身具有的正壓電效應而實現對壓力測量的;

壓阻式傳感器

壓阻式傳感器

利用半導體材料在被測壓力作用下引起其內部應力變化導致其電阻值變化制成的壓阻式傳感器，就是利用半導體材料的壓阻效應而實現對壓力測量的。

一般而言，結構型傳感器強調要依靠精密設計制作的結構才能保證其正常工作;而物性型傳感器則主要依靠材料本身的物理特性、物理效應來實現對被測量的敏感。

化學傳感器是利用電化學反應原理，把無機或有機化學的物質成分、濃度等轉換為電信號的傳感器。最常用的是離子傳感器，即利用離子選擇性電極，測量溶液的pH值或某些離子的活度，如K+，Na+，Ca2+等。電極的測量對象不同，但其測量原理基本相同。

離子煙霧傳感器

主要是利用電極界面(固相)和被測溶液(液相)之間的電化學反應，即利用電極對溶液中離子的選擇性響應而產生的電位差。所產生的電位差與被測離子活度對數成線性關系，故檢測出其反應過程中的電位差或由其影響的電流值，即可給出被測離子的活度。

化學傳感器的核心部分是離子選擇性敏感膜。膜可以分為固體膜和液體膜。玻璃膜、單晶膜和多晶膜屬固體膜;而帶正、負電荷的載體膜和中性載體膜則為液體膜。

化學傳感器廣泛應用于化學分析、化學工業的在線檢測及環保檢測中。

生物傳感器是一種利用生物活性物質選擇性來識別和測定生物化學物質的傳感器。生物活性物質對某種物質具有選擇性親和力，也稱其為功能識別能力。

生物傳感器主要由兩大部分組成。

其一是功能識別物質，其作用是對被測物質進行特定識別。

這些功能識別物有酶、抗原、抗體、微生物及細胞等。用特殊方法把這些識別物固化在特制的有機膜上從而形成具有對特定的從低分子到大分子化合物進行識別功能的功能膜。

其二是電、光信號轉換裝置，此裝置的作用是把在功能膜上進行的識別被測物所產生的化學反應轉換成便于傳輸的電信號或光信號。

生物傳感器的最大特點是能在分子水平上識別被測物質，不僅在化學工業的監測上，而且在醫學診斷、環保監測等方面都有著廣泛的應用前景。

關于傳感器，由于敏感材料和傳感器的數量特別多，類別十分繁復，相互之間又有著交叉和重疊，這里就不再贅述。為了揭示諸多傳感器之間的內在聯系，小編找到了下圖的傳感器分類、轉換原理和它們的典型應用，供選用傳感器時參考。

具體到壓力傳感器，紅外傳感器，超聲波傳感器等幾個常用傳感器如何使用，小編后續會為大家推薦能落地的實踐工具，方便各位體驗哦～

相關：工業4.0趨勢激活全球傳感器市場

隨著“工業4.0”概念的深化，全球的傳感器市場空間再一次被擴寬。據預測，2016年-2021年，傳感器的復合年增長率預計為11%，到2021年市場規模將達到1906億美元。

小巧玲瓏的傳感器設備給我們的生活帶來巨大沖擊。在工業自動化領域，傳感器作為機械的觸覺，是實現工業自動檢測和自動控制的首要環節。尤其在自動化生產過程中，這些毫不起眼卻至關重要的設備會將數據流轉化為意義重大的決策。

隨著“工業4.0”概念的深化，全球的傳感器市場空間再一次被擴寬。據預測，2016年-2021年，傳感器的復合年增長率預計為11%，到2021年市場規模將達到1906億美元。目前，全球傳感器市場主要由美國、日本、德國的幾家領先企業主導，博世、霍尼韋爾、飛思卡爾、日立等傳統電子行業巨頭，都把傳感器作為未來業務的主要增長點。

在國內，傳感器市場的增長速度也持續加快，預計2020年傳感器市場規模將突破1800億元。集中在長三角地區的傳感器生產企業，逐漸分散擴大，形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽和西安等中心城市為主的區域空間布局。

傳感器市場全球化的升溫似乎揭示了大數據時代的到來。

工業物聯網風云漸起之時，更加帶動了數據收集者——傳感器的發展。從國家層面看，基于工業化與信息化融合戰略，政府大力推進物聯網技術向傳統行業中的深度滲透，使得傳感器成為提升我國現代信息技術、帶動產業化發展的最好突破口。從技術層面看，承擔著數據采集和傳輸重任的傳感器，通過物聯網領域的引導，正在朝著智能化、微型化、集成化、網絡化、多功能、低功耗的方向發展。

物聯網的持續推進也擴寬了傳感器的應用領域。據了解，國內目前傳感器應用占比最多的是工業和汽車領域，發展最快的是汽車電子和通信電子應用市場。此外，在智能農業、智能交通、智能樓宇、智能環保、智能電網、健康醫療、智能穿戴等領域，傳感器同樣有著廣闊的應用空間。

那么，在工業自動化領域哪些行業是引爆傳感器應用的關鍵呢，眾傳感器企業又將瞄準哪些新興行業?

汽車制造：傳感器應用歷久彌新

經過多年發展，中國汽車市場已成為全球增速最快的汽車市場之一。隨著中國汽車銷量的增加，傳感器應用也隨之快速增長。微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統的傳感器，成為汽車傳感器的主流。

除了給汽車配置傳感系統，在汽車制造過程中，傳感器的應用早已經不新鮮了。在汽車生產自動化過程中，對零部件的位置檢測成為傳感器應用的重要一環，也是對傳感器要求最高的環節。為了滿足高精準的檢測，高精度傳感器已經被廣泛地應用在汽車的零部件加工、發動機制造、整車廠的沖壓、涂裝、焊裝、總裝等自動化生產中的各種位置檢測。

由于汽車行業吸收新技術新產品的能力強，對自動化的要求也比較高，因此像圖爾克、易福門、巴魯夫、堡盟等很多傳感器企業都將該行業列為重要的目標市場。據易福門重點行業銷售經理萬輝介紹，易福門在汽車行業最熱門的應用當屬RFID和IO-Link產品的解決方案。“RFID技術主要用來實現汽車零部件的可追溯和汽車零部件的倉儲物流管理，IO-Link方案主要幫助汽車制造商實現生產的遠程監控和大數據采集，這些都與‘工業4.0’銜接。”正是該行業對生產技術的要求不斷提高，使傳感器在該領域的應用不斷更新，汽車制造也成為推動傳感器技術革新的重要引擎。

電子制造行業：傳感器滿足高精度檢測

近年消費電子類產品的普及使得電子制造業在國內得到了迅速發展，加快了電子制造行業的步伐。消費者對其需求也從使用層面逐漸趨向于追求潮流，從而更加推動消費電子在開發、設計及制造層面的加速發展。面對迅猛擴大的市場，電子制造設備也在不斷優化、更新，向著提高效率、提升良品率、提升設備操作安全性等方向邁進。同時，為了滿足市場需求，電子制造業大量地應用工業傳感器，以全面提升整體生產能力。

在電子制造的生產線中，無論是機器人組裝，還是電子元件的檢測，都離不開視覺傳感設備的應用。天津圖爾克市場及產品管理部高級產品經理馮曉冬認為：“視覺傳感器也將成為切入智能制造的利刃，電子制造高精度需求和生產線專業性使得機器人、機器視覺和自動化解決方案都存在相當的技術壁壘，掌握核心技術和生產經驗才是傳感器企業扎根電子行業的必要條件。”

工業機器人：傳感器賦予其感知能力

近幾年，機器換人成為熱潮，工業機器人市場火爆。為了使機器人提高適應能力，及時檢測到作業環境，在機器人上應用了大量的傳感設備，這些傳感器改善了機器人工作狀況，使其能夠更充分地完成復雜的工作。

在一臺機器人身上，集成了觸覺傳感器、視覺傳感器、力覺傳感器、接近覺傳感器、超聲波傳感器和聽覺傳感器等，它們各自分工明確，確保機器人能與人類一樣正常工作。很多協作機器人集成了力矩傳感器和攝像機，以確保在操作中擁有更好的視角，同時保證工作區域的安全;視覺傳感器是一個可以執行多種任務的攝像頭。從檢測運動物體到傳輸帶上的零件定位，使機器人可以根據接收到的信息適當調整自己的動作;如果說視覺傳感器給了機器人眼睛，那么力覺傳感器則賦予機器人觸覺，利用力矩傳感器感知末端執行器的力度;除了考慮機器人自身的正常運作，為了保障作業人員的安全，機器人還應安裝上安全傳感器，當機器人感知到異常的力度時，觸發緊急停止，從而確保作業人員的安全。

“由于機器人也趨于小型化，傳感器的安裝空間更是有限，所以在機器人的應用中，更需要微小型傳感器，堡盟發揮其善做微小型產品的優勢，重點關注產品在機器人領域的應用，使其高速、高精度的特點在機器手臂中發揮得淋漓盡致。”堡盟市場銷售經理宋小剛十分看好傳感器在機器人領域的應用前景。

食品加工與包裝：提升自動化程度的必備良品

食品安全問題日益突出，我國對食品安全越來越重視，于是對食品檢測技術提出了精細化要求。過去，我國食品機械制造商忽略了對食品檢測技術的應用，而與整機性能提高相比，食品檢測技術將有更大的發展空間。在食品檢測技術中，傳感器發揮著重要作用，對食品溫度、位置等的數據采集幫助很大。傳感器的應用不僅提高了食品的產量，還能保障食品的安全性。

“以前，食品行業自動化程度相對較低，隨著國人對食品的安全與質量要求越來越高，消費升級，生產企業可能會對自動化提出一些新需求。”巴魯夫市場部總監吳濤認為其他行業也許在發展上會有起伏波動，但生產快消品的食品包裝行業的前景依然非常廣闊，“究其原因，一是行業本身需求會不斷更新，二是現有的生產線需要不斷改造。”因此，作為提升該行業自動化程度的必備良品，傳感器在食品加工與包裝行業的應用將會有增無減。