仿生传感器(第1章混合范围)
仿生传感器按感觉功能获得设计启发;教材两章另有固定化生物材料结构表述,学习时需区分功能范围与具体材料实现。
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仿生传感器按感觉功能获得设计启发;教材两章另有固定化生物材料结构表述,学习时需区分功能范围与具体材料实现。
传感器是信息链的源头,把外界非电被测量按确定对应关系转换成便于传输、处理、显示的可测信号(主要是电量),从而让系统能感知并反推被测量。
传感器安全化保护感知硬件和信息,使数据可控、保密、新鲜、真实、可靠;不同威胁需要相应措施。
传感器用磁性材料可向非晶与薄膜形式发展;教材列非晶材料的高磁导率、低矫顽力等特性,具体器件仍须核对条件。
传感器虚拟化提高软件与算法对检测功能的作用,涵盖智能器件、虚拟仪器和纯软件感知三种形式。
信号调理与转换电路对已有传感信号进行放大、形式转换和处理,使它更适合传输、计算、记录与显示。
化学传感器把气体、离子、电解质浓度或湿度等特性变化变成电信号,用于分析和在线监测;机理依器件而异。
半导体敏感材料包括不同形态硅、化合物与氧化物等,可用于多种敏感元件;具体响应需与材料和结构相联系。
变送器的关键限定是输出规定的标准信号;普通传感器只要能按规律给出可用信号,还不能据此称为变送器。
可降解压阻式呼吸传感器通过异质层级组装与圆柱可定制结构,利用MXene/纤维素纳米纤维导电层与明胶增强层的界面耦合和氢键能量耗散,构建稳定导电网络,实现复杂环境下稳定呼吸监测。
多传感器数据融合是把多个传感器对同一被测量的观测按一定准则分析综合,以获得比单个传感器更准确、更可靠的一致性描述,例如用陀螺仪与加速度计互补改善姿态测量。
多功能传感器把不同感知功能集成以测多个变量,也可综合处理结果;同类阵列与不同功能集成需要区分。
宏传感器是与微传感器相比较的尺寸类别,通常指传统较大尺寸器件;没有本教材统一规定的尺寸分界数值。
屏蔽、隔离和干扰抑制通过降低外界作用或传感器对它的敏感度减小误差;措施应与电磁、温湿度或振动等来源匹配。
差动技术让同一输入使一对结构分量等量反向变化,再组合输出;在对称匹配条件下,可提高灵敏度并抑制共同影响。
平均技术把多个单元的测量组合,独立等方差随机误差的平均可按单元数平方根下降;共同偏差不会因此自动消失。
微传感器是借助MEMS与微加工技术,将敏感结构(如梳齿状可动质量与固定电极构成的微型电容)与电路集成在基片上,从而以极小体积、低功耗实现测量并便于批量产业化的传感器,手机中的MEMS加速度传感器即其典型应用。
MEMS技术利用集成电路工艺将机械与电子元件集成在基片上,实现传感器的微型化、集成化、低功耗和产业化,其陀螺仪与早期机械式陀螺仪的工作原理不同。
微细加工用束加工、刻蚀、薄膜和集成工艺制造传感器微结构;加工、封装与集成承担不同任务。
摄像头以较低成本提供丰富的视觉信息,但测距和识别依赖成像质量、标定与算法,在低照度、雨雾或镜头污损等条件下性能会下降。
敏感元件直接感受或响应被测量,负责检测功能;敏感与转换按功能区分,在一些传感器中两者合在同一部分。
敏感材料是感知功能的物质基础,可通过成分与结构设计获得所需响应;材料类别不同,不能仅用新材料名称保证性能。
数字式传感器以离散形式的数字量输出;数字接口便于传输,但可靠性、重复性和准确度仍须核对具体实现。
新型传感器是相对传统技术提出的类别,结合新原理、材料、工艺或处理通信功能,范围随技术与时间发展。
无线传感器用于农田大面积复杂区域的远程监测,通过无线通信将分散的传感器数据传输至远程终端,解决有线网络铺设成本高、覆盖困难的问题。
无线传感网通过大量自组织传感器节点多跳汇聚环境数据,以无线方式替代大面积农田布线,从而在智慧农业中实现低成本、广覆盖的多节点环境感知。
普通传感器应用传统技术,主要完成感知与输出;和新型或智能传感器比较时,应看处理、自检等具体功能。
智能传感器把信息获取与微处理器处理结合,可实现校准补偿、诊断和通信等功能,具体能力由产品结构与软件决定。
STIM智能变送器接口模块联系变送器、数字化、电子数据表和接口软件,为联网提供相对独立的感知接口。
智能材料通过材料设计获得自适应等响应,教材列形状记忆材料与监测方向;材料智能与含微处理器的智能器件不同。
柔性传感器在可变形结构中实现感知,可用于可穿戴汗液与生命信息检测;形变适应和测量响应都需要成立。
柔性材料可改变形状并具有柔性延展,适应管道检查、诊断和探测等任务;变形适应不等于任意折弯后性能都不变。
柔性电子把器件制作在柔性或可延性基板上,结构包含器件、基板、导电连接与黏合层,可服务显示、能源和感知。
模拟式传感器输出连续形式的模拟量;进入微处理器系统时通常先经模数转换,数字显示不改变前端输出的性质。
模数转换器把经前端调理的模拟测量信号变成数字量,使处理器能够计算、显示或传输测量结果。
模糊传感器在数值测量基础上,用知识与模糊推理形成语言符号结果,强调可训练性及数值和符号处理的结合。
毫米波雷达利用电磁回波感知目标距离与相对速度,较好的低照度和雨雾适应性须与角分辨率、杂波及目标分类能力的限制一起考虑。
激光雷达通过发射激光束并接收目标反射回波来测算目标位置与速度,从而感知车辆周围环境并生成高精度三维环境地图,为自动驾驶决策提供依据;其突出优势是能精准获取环境信息,但成本高且扫描速度受限。
物性型传感器利用敏感材料本身物理特性变化转换信息,理解时要找出外界量与材料特性之间的对应关系。
物理传感器依据材料物理特性或结构参数变化实现信号转换,分为物性型和结构型;本处分类依据是基本效应。
生物传感器以生物活性物质选择性识别被测分子,再由换能器读出信号;应用与性能取决于识别材料和具体实现。
电传送用电信号传递测量信息;连续、离散、周期性与电量种类是不同描述角度,信号形式由原理和设计决定。
电子皮肤仿效皮肤感觉,在集成结构中获取触压、力、滑和冷热等信息;功能名称不证明统一内部结构。
石墨烯是碳原子形成的单层蜂窝晶格材料,具有柔韧、导电等特性,可用于多种感知设计;用途需联系具体响应。
硬传感器以实物硬件存在并直接测量;这是存在形式分类,不等于只使用物理效应,也不由外壳硬度决定。
稳定性处理针对材料与元件随时间或环境变化的性能漂移,采用时效、老化和筛选等方式,条件必须按具体对象确定。
红外传感器通过探测目标的红外辐射支持低照度下的环境感知,热成像夜视能力与器件成本、目标背景温差及天气条件需要一起权衡。
纳米传感器利用纳米尺度材料或相互作用进行感知,可服务化学、生物、气体及其他变量检测;具体性能取决于实现。
纳米材料具有显著表面、界面与尺度相关特征,可用于敏感响应;尺寸描述不等于通用性能保证。
结构型传感器利用几何尺寸或形状变化,使电阻、电感、电容等改变,从而把被测量变成可测信息。
网络传感器是集成传感器、信号处理器与网络接口单元、能在现场级实现网络协议并就近接入网络的传感器,其核心是使传感器本身具备网络通信能力,从而支持远程分布式测量、监视与控制。
能量变换型传感器把从被测对象取出的能量转换为电输出,敏感换能环节无需外加激励,但后续系统仍可能需要供电。
能量控制型传感器由外电源提供输出能量,被测量控制输出;输出能量可大于对象提供的能量,但不违背能量守恒。
补偿与修正依据传感器自身或环境误差的规律,使用硬件、计算或软件减小影响;没有依据的任意减数不是可靠修正。
计量基准量子化以稳定、可复现的物理关系改善实物基准难复制等问题,芯片化有利于把校准能力嵌入仪器装备。
超声波传感器通过声波回波的往返时间实现近距离测距,较低成本与短探测距离、声速变化和目标回波条件构成其在泊车感知中的主要权衡。
转换元件把敏感元件的响应变为便于测量或传输的电信号;它是功能分工,有时和敏感功能由同一部分实现。
软传感器用软件模型与其他来源信息估计被测量,可融合多种测量;它是广义感知,结果依赖数据和模型条件。
辅助电源向传感器有关环节及调理转换电路提供工作能量,描述的是供能作用,不能代替被测量和信号转换功能。
量子传感器利用量子相关效应或操控感知物理量,教材列磁场、惯性、重力与时间等方向;具体性能需回到原研究核对。
陶瓷敏感材料中常见压电与半导体陶瓷,发展目标包含稳定、精确、长寿命及小型薄膜集成;目标不等于已保证指标。
集成传感器可把同类单元排为阵列、把不同功能合为多参数器件,也可与测量电路或微执行器单片集成。