半导体传感器利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器。所采用的半导体材料多数是硅以及Ⅲ-Ⅴ族和 Ⅱ-Ⅵ族元素化合物。半导体传感器种类繁多,它利用近百种物理效应和材料的特性,具有类似于人眼、耳、鼻、舌、皮肤等多种感觉功能。
优点是灵敏度高、响应速度快、体积小、重量轻、便于集成化、智能化,能使检测转换一体化。半导体传感器的主要应用领域是工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程。半导体传感器按输入信息分为物理敏感、化学敏感和生物敏感半导体传感器三类
物理敏感类:
将物理量转换成电信号的器件,按敏感对象分为光敏、热敏、力敏、磁敏等(如温度传感器、压力传感器)不同类型,具有类似于人的视觉、听觉和触觉的功能。这类器件主要基于电子作用过程,机理较为简单,应用比较普遍,半导体传感器的无触点开关应用尤广。它们与微处理机相配合,能构成遥控、光控、声控、工业机器人和全自动化装置。
化学敏感类:
将化学量转换成电信号的器件,按敏感对象可分为对气体、湿度、离子等(如气体传感器、湿度传感器)敏感的类型,具有类似于人的嗅觉和味觉的功能。这类器件主要基于离子作用过程,机理较为复杂,研制较难,但有广阔的应用前景。通常利用的化学效应有:氧化还原反应、光化学反应、离子交换反应、催化反应和电化学反应(固体电解质浓淡电池反应)等。
生物敏感类:
将生物量转换成电信号的器件,往往利用膜的选择作用、酶的生化反应和免疫反应,通过测量反应生成物或消耗物的数量达到检测的目的。生物敏感传感器所用的敏感功能材料是蛋白质,而蛋白质分子只能同特定物质起化学反应。通常利用的生物学效应有抗原抗体反应、酶作用下的氧化反应、微生物活组织和细胞的呼吸功能等。
半导体传感器优点是灵敏度高、可靠性好、可实现多功能、 小型化、 智能化,缺点是多感性、选择性差、在极限状态下(例如高温)不能使用。针对结晶型半导体传感器的不足,人们正在研究无定形半导体传感器。
接下来由工采网小编给大家推荐ISweek工采网从国外进口的三款半导体材料的优质温湿度传感器,首先是从法国Humirel公司进口的数字输出温湿度传感器 - HTU21D,新款数字式温湿度复合传感器HTU21D树立了新的湿度传感器的尺寸和智能化典范:采用适合回流焊的DFN封装,尺寸仅为3 x 3 x 1mm;提供经过校正的,线性的I²C数字输出信号。HTU21D是即插即用的湿度和温度复合传感器,是需要可靠和精确测量的OEM应用的理想选择。数字输出的湿度和温度信号可以直接与微控器接口。每个传感器都经过校正和测试,批号不仅打印在外壳,而且存储于传感器芯片,以便通过指令读取。用户可以通过指令改变HTU21D的分辨率(8/12bit至12/14bit)。
接着是从法国Humirel公司进口的模拟输出温湿度传感器 - HTG3515CH,基于Humirel 公司的湿敏电容制成的温湿度传感器,HTG3515CH是一个带温湿度一体输出接口的模块,专门为 OEM 客户设计应用在需要一个可靠,精密测量的地方。带有微型控制芯片,湿度为线性电压输出,带 10Kohm NTC 温度输出。HTG3515CH可用于大批量生产和要求测量精度较高的地方。
温湿度数字输出传感器 - HTU20D,是一款基于高性能的湿度感应元件制成,新一代HTU20D温度和湿度传感器在尺寸与智能方面建立了新的标准:采用双列扁平无引脚DFN 封装, 底面3x3mm ,高度1.1mm。传感器输出经过标定的数字信号,标准 I2C 格式。多样化的输出方式,宽的工作电压范围,同时具有很高的温度精度和湿度精度。HTU20D系列模块专为低功耗小体积应用设计,具有良好的品质、快的响应速度、抗干扰能力强、性价比高等优点,微小的体积(3x3mm)、极低的功耗。
应用中注意事项:
1、传感器要避免暴露于可挥发性硅化合物气氛中(可挥发性硅化合物包括硅粘接剂、发胶、硅橡胶、腻子或其它存在可挥发性硅化合物)。原因为传感器的表面吸附硅化合物后,传感器的敏感材料会被硅化合物分解形成的二氧化硅包裹,抑制传感器的敏感性,并且不可恢复。
2、应避免处于高腐蚀性的环境,避免受到碱、碱金属盐、卤素的污染。
3、避免敏感材料接触到水。
4、保证加热电压满足传感器技术要求,不能过高或过低,因为温度影响着半导体传感器的敏感材料对测试气体的敏感程度(技术要求见相关规格书)。
5、尽可能避免处于高浓度气氛中,应避免用打火机气直接喷向传感器,因为这种操作会对传感器造成极大损害,并难于恢复。
6、传感器长期未使用(储存),再次使用前要进行充分老化,一般不少于48小时,根据储存时间长短来加长老化时间(详见相关规格书),因为老化过程就是清洗传感器的过程.。
7、禁止传感器受到剧烈震动,如1米以上高空跌落,高速下的撞击等。
8、使用的负载电阻与厂家提供的负载大小要相同,这样才能保证测试出的参数和厂家提供的参数范围相同。
9、测试传感器时所用气体一定要是空气平衡,因为气体中的氧气影响着传感器电阻的变化。
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