世界上第一台摄像机,第一台彩色摄影机

首页 > 生活和情感 > 作者:YD1662023-04-19 16:23:48

据相关资料显示,目前全球成型产品及在研传感器种类共计近5万种,其中,产品化的传感器种类约2.6万余种,涵盖声、光、电、力、热……等等各种测量量传感器。

那么,你知道世界上第一个现代传感器是什么?第一个MEMS传感器是什么?第一个压力传感器怎么被发明?第一个CMOS图像传感器是什么?

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世界上第一个现代传感器,人类第一个电信号传感器,第一个温度传感器

在一些介绍传感器历史的内容中,有时候会将指南车、地动仪、日冕仪等等作为最古老的“传感器”,然而这些中国古代的伟大发明,虽然具有一定的“感知”能力,但并不具备现今我们所说的传感器特征。

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。

传感器的概念可以追溯到19世纪初,当时科学家们开始研究电学现象,并发现电阻、电容和电感等参数的变化可以用来测量周围环境的物理量。人类最早发明的将测量信号变为电信号的现代传感器是温度传感器。

17世纪初,伽利略发明了气体温度计,人类开始利用温度进行测量。

19世纪初,物理学家Thomas Johann Seebeck、Jean-Charles Peltier、William Thomson分别独立发现了热电效应,热电效应就是由温差产生电压的直接转换,且反之亦然,也即温度与电压之间存在确定的关系。

1829 年L.Nobili 根据 Seebeck 发现的热电效应制造了第⼀个热电偶和改进的温度计。这种传感器是由两个不同金属连接而成的电路,当两个金属连接处的温度不同时,就会产生电压差。根据热电偶产生的电压差的大小,可以测量温度的变化。

1831年后,M. Melloni 提出了将多个铋铜热电偶串联连接的想法,从⽽产⽣更⾼的、可测量的输出,多个热电偶连接称为热电堆,这是世界上第一个热电堆温度传感器。

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▲Nobili-Mellon热电堆原型

虽然热电偶是第一个被广泛应用的温度传感器,但它的精度和稳定性相对较差,而且受到温度、材料等因素的影响较大。

五十年以后的1871年,另一位德国人西门子(Wilhelm Siemens)发明了铂电阻温度传感器,但由于温度读数不稳定,西门子的 RTD (铂电阻温度传感器)迅速失宠。

此后,1885年,英国物理学家Hugh Longbourne Callendar 开发出第一个商用成功的铂 RTD,成为第一个设计和制造适合使用的精确铂电阻温度计的人。

因精度高稳定性好,铂电阻温度传感器目前被广泛用于医疗、电机、工业、温度计算、卫星、气象、阻值计算等高精温度设备。

在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。

随着技术的不断发展,现代温度传感器已经具备了更高的精度、更广的测量范围和更好的稳定性,应用领域也越来越广泛,如工业自动化、医疗、环境监测等。

如今温度传感器已是市场规模最大的传感器种类之一。

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▲传统温压流传感器市场份额,来源:前瞻产业研究院

第一个红外传感器,因军事而发展,最具军事价值的传感器之一

第一个红外传感器的发明可以追溯到19世纪末,1800年英国物理学家William Herschel(赫胥尔)发现了物体红外辐射和温度的关系。

这与Seebeck等人发现热电效应原理几乎同一时间,不过,直到20世纪初期,红外传感器才开始得到实际应用。

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▲William Herschel发现红外线的实验

1917年,第⼀个红外(IR)探测器由 Theodore W. Case 开发,在美国陆军的支持下,1918年被用作红外信号装置中的传感器,该红外探测器使用硫化亚铊(Tl2S)。

自 1940 年代以来,这些探测器得到了广泛的发展。硫化铅 (PbS) 是第一个实用的红外探测器。

在 20 世纪 50 年代末和 1960 年代,德州仪器、休斯飞机公司和霍尼韦尔公司开发了单元件探测器,可以扫描场景并生成线图像,这些基本探测器推动了现代热成像技术的发展。

第⼆次世界⼤战后,红外探测器技术的发展主要由军事应⽤推动,直到今天红外传感器仍是最具有军事价值的传感器种类之一。

随着技术的不断发展,现代红外传感器已经具备了更高的灵敏度、更宽的波段范围和更好的抗干扰性能。目前,红外传感器已广泛应用于医疗、安防、军事、工业、环境监测等领域。

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