不同類型接近傳感器的工作原理
電容式接近傳感器的工作原理：電容式接近傳感器由高頻振蕩器和放大器等組成，由傳感器的檢測面與大地間構(gòu)成一個電容器，參與振蕩回路工作，起始處于振蕩狀態(tài)。當物體接近傳感器檢測面時，回路的電容量發(fā)生變化，使高頻振蕩器振蕩。振蕩與停振這二種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號經(jīng)放大器轉(zhuǎn)化成二進制的開關信號。近年來,基于隨機有限集理論的多傳感器多目標跟蹤方法開始受到研究學者的關注。
電感式接近傳感器的工作原理：電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。振蕩器在傳感器檢測面產(chǎn)生一個交變電磁場，當金屬物體接近傳感器檢測面時，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以至停振。振蕩器的振蕩及停振這二種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號通過放大轉(zhuǎn)換成二進制的開關信號，經(jīng)功率放大后輸出。介紹了基于IC的上海光源儲存環(huán)新一代集成數(shù)字化低電平控制器的射頻前端設計、制造和性能測試。
高頻振蕩型接近傳感器的工作原理：由LC高頻振蕩器和放大處理器電路組成，當金屬物體接近振蕩感應頭時會產(chǎn)生渦流，使接近傳感器振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通或斷。所有金屬型傳感器的工作原理：所有金屬型傳感器基本上屬于高頻振蕩型。和普通型一樣，它也有一個振蕩電路，電路中因感應電流在目標物內(nèi)流動引起的能量損失影響到振蕩頻率。目標物接近傳感器時，不論目標物金屬種類如何，振蕩頻率都會提高。結(jié)果表明所設計的傳感器在非敏感方向上梁的剛度較大，軸向交叉效應得到了有效***。傳感器檢測到這個變化并輸出檢測信號。
有色金屬型傳感器的工作原理：有色金屬傳感器基本上屬于高頻振蕩型。它有一個振蕩電路，電路中因感應電流在目標物內(nèi)流動引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。當鋁或銅之類的有色金屬目標物接近傳感器時，振蕩頻率；當鐵一類的黑色金屬目標物接近傳感器時，振蕩頻率降低。如果振蕩頻率高于參考頻率，傳感器輸出信號。在MTJ中，中間的絕緣層很薄(幾個納米)，使得可以有大量電子隧穿通過。
3GMR/超導復合式磁傳感器
磁電阻效應是對于一些磁性材料，當施加外磁場時，材料的電阻會發(fā)生變化的效應。這種磁電阻效應次由William Thomson 于1857 年在鐵樣品中發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)的材料磁阻變化率很小，只有1%，此效應即被稱為各向異性磁電阻(AMR)效應。
1988 年，Grunberg 和Baibich 等人通過分子束外延的方法制備了Fe/Cr 多層膜，并在其中發(fā)現(xiàn)了磁阻變化率達到50%以上。這種巨大的磁電阻變化效應被稱為巨磁電阻(GMR)效應。GMR效應來源于載流電子在不同的自旋狀態(tài)下與磁場的作用不同導致的電阻變化。GMR由鐵磁—非磁性金屬—鐵磁多層膜交疊組成。兩層鐵磁層的矯頑力不同。當鐵磁層的磁矩互相平行時，載流子與自旋有關的散射，材料具有的電阻。而當鐵磁層的磁矩為反平行時，載流子與自旋相關的散射強，材料的電阻。這種隧穿電流隨外磁場變化的效應被稱為隧道磁電阻(TMR)效應。對于GMR效應可以由Mott 提出的雙電流模型解釋。在非磁性層中，不同自旋的電子能帶相同，但是在鐵磁金屬中，不同自旋的能帶發(fā)生劈裂，導致在費米能級處，自旋向上和向下的電子態(tài)密度不同。
在雙電流模型中，假設自旋向上和向下的電子沿層面流動對應兩個互相***的導電通道，其中自旋向上的電子，其平均自由程遠大于自旋向下的電子。在鐵磁層磁矩反平行排列下，自旋向上和自旋向下的電子散射概率相同；片級芯片測試在IC制造工藝中已經(jīng)成為不可或缺的一部分,發(fā)揮著重要的作用,而測試探卡在圓片級芯片測試過程中起著關鍵的信號通路的作用。而在平行排列下，自旋向上的電子散射要遠小于自旋向下的電子，從而造成平行和反平行排列下電阻的差別。
一種新型的高靈敏度磁探測器
磁電阻/超導復合式磁傳感器作為一種新型的高靈敏度磁探測器， 其探測精度目前已接近SQUID器件并已達到fT 量級。同時這類傳感器又具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、工藝成熟、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢，使其在未來發(fā)展?jié)摿薮?。就該復合式磁傳感器而言，進一步提升器件的探測精度是其未來研究發(fā)展的主要方向。將電阻應變片粘貼在彈性元件特定表面上，當力、扭矩、速度、加速度及流量等物理量作用于彈性元件時，會導致元件應力和應變的變化，進而引起電阻應變片電阻的變化。
一方面，繼續(xù)減小超導磁場放大器的狹窄區(qū)域?qū)挾戎? μm以下，同時增大磁場放大器的有效面積都可以將磁場放大倍數(shù)繼續(xù)提升至幾千甚至上萬倍，但是同時會對傳感器的工作區(qū)間以及小型化造成影響。另一方面，使用靈敏度更高的磁電阻傳感器件(TMR、巨磁阻抗器件(GMI)等[35])，將有望使得該復合式傳感器的磁場探測精度達到1fT，甚至0.1 fT 的量級。例如用壓力傳感器測量繪制內(nèi)燃機示功圖，在測量中不允許用水冷卻，并要求傳感器能耐高溫和體積小。
CCD和CMOS的參數(shù)對比
1、壞點數(shù)
由于遭到制造工藝的限制，關于有幾百萬像素點的傳感器而言，一切的像元都是好的情況幾乎不太可能，壞點數(shù)是指芯片中壞點（不能有效成像的像元或相應不分歧性大于參數(shù)允許范圍的像元）的數(shù)量，壞點數(shù)是權衡芯片質(zhì)量的重要參數(shù)。
2、 光譜響應
光譜響應是指芯片關于不同光波長光線的響應才干，通常用光譜響應曲線給出。
從產(chǎn)品的技術展開趨向看，無論是CCD還是CMOS，其體積小型化及高像素化仍是業(yè)界積極研發(fā)的目的。由于像素尺寸小則圖像產(chǎn)品的分辨率越高、明晰度越好、體積越小，其應用面更普遍。