Ein Sensor besteht aus einem empfindlichen Element, einem Wandlerelement und einer Wandlerschaltung. Das empfindliche Element bezeichnet den Teil des Sensors, der die Messgröße direkt erfassen (oder darauf reagieren) kann. Bei der Umwandlung nicht-elektrischer Größen in elektrische Größen lassen sich nicht alle nicht-elektrischen Größen mit bestehenden Verfahren direkt in elektrische Größen umwandeln. Oft müssen sie zuerst in eine andere Art von nicht-elektrischer Größe umgewandelt werden, die leichter in eine elektrische Größe umwandelbar ist, und dann in eine elektrische Größe umgewandelt werden. Beispielsweise werden verschiedene Arten von elastischen Elementen in Sensoren allgemein als elastische empfindliche Elemente bezeichnet.

Welche verschiedenen Arten von Sensoren gibt es?

1. Nach Anwendung

Druck- und kraftempfindliche Sensoren, Positionssensoren, Füllstandssensoren, Energieverbrauchssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Strahlungssensoren und thermosensitive Sensoren.

2. Nach Prinzip

Schwingungssensoren, feuchtigkeitsempfindliche Sensoren, magnetempfindliche Sensoren, gas-empfindliche Sensoren, Vakuumsensoren und Biosensoren usw.

3. Nach Ausgangssignal

Analogsensoren: Wandeln nicht-elektrische Größen in analoge elektrische Signale um.

Digitalsensoren: Wandeln nicht-elektrische Größen in digitale Ausgangssignale um (einschließlich direkter und indirekter Umwandlung).

Analog-Digital-Sensoren: Wandeln gemessene Signalgrößen in Frequenzsignale oder Kurzzeitsignale um (einschließlich direkter oder indirekter Umwandlung).

Schaltersensoren: Wenn ein Messsignal einen bestimmten Schwellenwert erreicht, gibt der Sensor ein vordefiniertes niederpegeliges oder hochpegeliges Signal aus.

4. Nach Herstellungsverfahren

Prozessintegrierte Sensoren werden mit Standard-Produktionsverfahren für siliziumbasierte Halbleiter- integrierte Schaltungen hergestellt. Typischerweise ist auch der Teil der Schaltung, der zur Vorverarbeitung des Messsignals verwendet wird, auf demselben Chip integriert. Dünnschichtsensoren werden gebildet, indem ein dünner Film des entsprechenden empfindlichen Materials auf ein dielektrisches Substrat (Substrat) aufgebracht wird. Bei Verwendung eines Hybridverfahrens kann ein Teil der Schaltung auch auf diesem Substrat hergestellt werden. Dickschichtsensoren werden hergestellt, indem keramische Substrate mit einer Suspension des entsprechenden Materials, typischerweise Al₂O₃, beschichtet und anschließend wärmebehandelt werden, um den Dickschichtfilm zu bilden. Keramiksensoren werden mit Standardkeramikverfahren oder deren Varianten (Sol-Gel usw.) hergestellt. Nach entsprechenden Vorbereitungsarbeiten werden die geformten Bauteile bei hohen Temperaturen gesintert. Zwischen Dickschicht- und Keramiksensorverfahren bestehen viele Gemeinsamkeiten. In einigen Aspekten kann das Dickschichtverfahren als Variante des Keramikverfahrens angesehen werden. Jede Prozesstechnologie hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Aufgrund des geringeren Kapitalbedarfs für Forschung, Entwicklung und Produktion sowie der hohen Stabilität der Sensorparameter ist der Einsatz von Keramik- und Dickschichtsensoren sinnvoller.

5. Nach Messzweck

Sensoren vom physikalischen Typ werden unter Verwendung der Eigenschaft hergestellt, dass bestimmte physikalische Eigenschaften des Messstoffs signifikante Änderungen erfahren.

Chemische Sensoren werden unter Verwendung empfindlicher Elemente hergestellt, die chemische Größen wie die Zusammensetzung und Konzentration chemischer Substanzen in elektrische Größen umwandeln.

Biologische Sensoren werden unter Verwendung der Eigenschaften verschiedener biologischer Organismen oder biologischer Substanzen hergestellt, um chemische Komponenten innerhalb biologischer Organismen zu detektieren und zu identifizieren.

6. Nach Zusammensetzung

Basissensoren: Dies sind die grundlegendsten Einkomponenten-Wandlungsgeräte.

Kombinationssensoren: Dies sind Sensoren, die aus verschiedenen Einkomponenten-Wandlungsgeräten bestehen.

Anwendungstyp-Sensoren: Dies sind Sensoren, die aus Sensoren vom Basistyp oder Kombinationstyp bestehen, kombiniert mit anderen Mechanismen.

7. Nach Betriebsart

Sensoren können nach ihrer Betriebsart in aktive und passive Sensoren eingeteilt werden.

Aktive Sensoren werden weiter in Aktions- und Reaktionssensoren unterteilt. Diese Sensoren können ein bestimmtes Detektionssignal an das Messobjekt aussenden, Änderungen des Detektionssignals innerhalb des Messobjekts erfassen oder ein Signal erzeugen, das auf den durch das Detektionssignal im Messobjekt erzeugten Effekten basiert. Diejenigen, die Änderungen des Detektionssignals erfassen, werden als aktive Sensoren bezeichnet, während diejenigen, die Signale erfassen, die durch die Reaktion gebildet werden, als reaktive Sensoren bezeichnet werden. Radar- und Hochfrequenzbereichsdetektoren sind Beispiele für aktive Sensoren, während photoakustische Effekt-Analysatoren und Laseranalysatoren Beispiele für reaktive Sensoren sind. Passive Sensoren empfangen nur Signale, die vom Messobjekt selbst erzeugt werden, wie z. B. Infrarot-Strahlungspyrometer und Infrarot-Kamerageräte.