详解红外、激光、紫外等新型传感器原理，从分类到应用一次将明白

传感器在仪器仪表行业中最常见的名词，传感器主要分常用传感器、新型传感器和数字传感器三大类！这篇文章将会详细介绍这些传感器。

一、红外传感器

红外传感器是将辐射能转换为电能的一种传感器，又称为红外探测器。

常见的红外探测器有两大类，热探测器和光子探测器。

热探测器是利用人射红外辐射引起探测器的敏感元件的沮度变化，进而使有关物理参数发生相应的变化，通过测量有关物理参数的变化来确定红外探测器吸收的红外辐射。热探测器的主要优点是响应波段宽，可以在室沮下工作，使用方便。但是，热探测器响应时间长，灵敏度较低，一般用于红外辐射变化缓慢的场合。如光谱仪、测温仪、红外摄像等。

光子红外探测器是利用某些半导体材料在红外辐射的照射下，产生光子效应，使材料的电学性质发生变化，通过测最电学性质的变化，可以确定红外辐射的强弱。光子探测器的主要优点是灵敏度高，响应速度快，响应频率高。但一般需在低温下工作，探测波段较窄，用于侧温仪、航空扫描仪、热像仪等。

红外传感器广泛用于测温、成像、成分分析、无损检测等方面，特别是在军事上的应用更为广泛，如红外侦察、红外雷达、红外通信、红外对抗等。

二、激光传感器

激光传感器利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。

激光传感器按工作物质可分为4类。

1、固体激光器；

2、气体激光器；

3、液体激光器；

4、半导体激光器。

三、光纤传感器

光纤传感器技术是随着光导纤维实用化和光通信技术的发展而形成的一门崭新的技术。光纤传感器与传统的各类传感器相比有许多特点，如灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、绝缘性好、结构简单、体积小、耗电少、光路有可挠曲性以及便于实现遥测等。

光纤传感器一般分为两大类，一类是利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器，称为功能型传感器;另一类是光纤仅仅起传输光波的作用，必须在光纤端面或中间加装其他敏感元件才能构成传感器，称为传光型传感器。

无论哪种传感器，其工作原理都是利用被测量的变化调制传输光光波的某一参数，使其随之变化，然后对已调制的光信号进行检测，从而得到被测量。光纤传感器可以测量多种物理量，目前已经实用的光纤传感器可测量的物理量达70多种，因此光纤传感器具有广阔的发展前景。

四、温湿度传感器

温湿度传感器只是传感器其中的一种而已，只是把空气中的温湿度通过一定检测装置，测量到温湿度后，按一定的规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，用以满足用户需求。

由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温湿度一体的传感器就会相应产生。 温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。

五、紫外线传感器

紫外线传感器是传感器的一种，可以利用光敏元件通过光伏模式和光导模式将紫外线信号转换为可测量的电信号。最早的紫外线传感器是基于单纯的硅，但是根据美国国家标准与技术研究院的指示，单纯的硅二极管也响应可见光，形成本来不需要的电信号，导致精度不高。Gan的紫外线传感器，其精度远远高于单晶硅的精度，成为最常用的紫外线传感器材料。

紫外线传感器的工作模式通常分为两类：光伏模式和光导模式。所谓光伏模式是指不需要串联电池，串联电阻中有电流，而传感器相当于一个小电池，输出电压，但是制作比较难，成本比较高；光导模式是指需要串联一个电池工作，传感器相当于一个电阻，电阻值随光的强度变化而变化，这种制作容易，成本较低。

六、机器人传感器

机器人传感器是一种能将机器人目标物特性(或参量)变换为电量输出的装置，机器人通过传感器实现类似于人类的知觉作用。机器人传感器分为内部检测传感器和外界检测传感器两大类。内部检测传感器是在机器人中用来感知它自己的状态，以调整和控制机器人自身行动的传感器。它通常由位置、加速度、速度及JR力传感器组成。外界检测传感器是机器人用以感受周围环境、目标物的状态特征信息的传感器。从而使机器人对环境有自校正和自适应能力。外界枪侧传感器通常包括触觉、接近觉、视觉、听觉、嗅觉、味觉等传感器。

机器人传感器是机器人研究中必不可缺的重要课题，需要有更多的、性能更好的、功能更强的、集成度更高的传感器来推动机器人的发展。

七、智能传感器

智能传感器是一种带有微处理机的，兼有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器。

八、数字传感器

数字式传感器是指能把被测(模拟)量直接转换成数字徽输出的传感器。数字式传感器是检测技术、微电子技术和计算机技术相结合的产物，是传感器技术发展的另一个重要方向。

数字式传感器可分为三类

一是直接以数宇量形式输出的传感器，如绝对编码器可以将位移鳍直接转换成数字量。

二是以脉冲形式愉出的传感器。如增量编码器、光栅、磁栅和感应同步器可以将位移量转换成一系列计数脉冲，再由计数系统。所计的脉冲个数来反映被侧量的值。

三是以频率形式输出的传感器，能把被测量换成与之相对应的、且便于处理的频率输出，因此也叫做频率式传感器。数字式传感器在机床数控、自动化和计量、检测技术中得到日益广泛的应用。

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NASA计划于夏季开始测试红外激光通信

NASA计划于夏季开始测试红外激光通信

【澳大利亚每日航天网站6月9日报道】 NASA计划于夏季发射一颗由接收器和激光发射器组成的示范卫星，用于演示激光通信中继。该卫星将运行数年，测试从国际空间站向地面站传输大量数据的情况，确定地球大气层对使用激光向地面传输数据的影响。

此外，NASA还将在2021年晚些时候发射“猎户座”飞船执行月球无人值守任务，届时将利用激光向地球传输月球高清视频。

使用红外激光传输数据，可在9天内传输整个火星表面的地图，使用无线电波则需要9个月，该技术有望彻底改变太空通信现状。

作者：胡雅芸

编辑：施法

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