传感器简史

传感器原理

在古代，传感器就被使用于人们的生活中，但当时的传感器非常简单，有些传感器人们也并不知道其中的原理，只是根据自然现象或者经验而发明的。在我国春秋战国时期发明的司南（指南针），是我国的四大发明之一，其利用地球磁场，准确辨别南北，广泛用于探险、航海。在西方，17世纪初伽利略发明温度计，人们开始便利用温度进行测量。而真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器，它为第一次工业革命打下了不可磨灭的贡献。

司南

热电偶

从20世纪到现在，科学技术得到了突飞猛进的发展，从半导体技术到现在的纳米技术，人们开发了各种各样的传感器，有声学、热学、力学、电力电磁学等等，它们也可为几种原理组成的。下面主要介绍几种常见的传感器：

声学传感器：常见的有超声波传感器，超声波是一种振动频率高于声波的机械波，频率一般在20kHz以上。当超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波的发射体为换能晶片，目前换能晶片主要为PZT材料。

超声波传感器

热学传感器：常见的有热电偶传感器、红外线传感器，主要原理为器件受热而产生电流电荷，温度与电流电荷形成一定的线性特性。热电偶（铂-铑-铂）主要用于电炉测温；红外线传感器利用热释电原理制成的器件，广泛应用在航天、国防、生物医学等方面。

热释电传感器

力学传感器：常见的有压力传感器，主要原理为器件受到压力而产生电荷（压电效应），通过压力与电荷的线性关系计算出力的大小，常见的用于检测汽车胎压、建筑压力以及各种检测力学的需求，其核心器件是PZT材料。

压电传感器

以上传感器是常见而又简单的传感器，它们有时候常常合起来一起使用，如光控声控电灯，它是集声学、光学和延时技术为一体组成的自动照明开关，白天或光线较强时，开关电路为自锁状态，LED灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关进入预备工作状态，此时，当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时，开关自动打开，灯亮，延时一段时间后自动熄灭，从而实现了“人来灯亮，人去灯熄”，杜绝了长明灯，使得LED声光控灯低能耗、长寿命。

光控声控灯

随着科技的发展传感器越来越先进与复杂，现在传感器通过薄膜、半导体、纳米等制程技术可以测量空气成份含量、果蔬农药残留物质等等。在未来，特别是智能化的发展，传感器的地位越来越重要，了不可取代的器件。