《常见传感器工作原理与一般多少钱-从热电偶到MEMS的选型指南》

传感器作为信息获取的关键部件，其种类繁多，工作原理各异，价格也因品牌、精度和应用领域而有所不同。在选择传感器时，应根据具体需求，考虑测量范围、精度要求、环境条件以及预算等因素，选择最适合的传感器类型和型号。

温度传感

温度传感器的工作原理主要分为接触式与非接触式两类：

热电偶：基于塞贝克效应，两种不同金属接合处产生温差电势。K型热电偶（镍铬-镍硅）在0-1200℃范围内精度达±1.5℃，单价5-20元，但需补偿导线（每米3-8元）和冷端补偿电路，系统总成本超200元；

热敏电阻：利用半导体材料电阻随温度变化的特性。NTC热敏电阻（精度±0.5℃）单价0.5-3元，但需配套ADC模块（10-50元），适合低成本场景；

红外测温：通过检测物体辐射的红外能量计算温度。MLX90614传感器（-40~380℃）单价45-80元，无需接触，但受表面发射率影响。

工业级PT100铂电阻（-200~850℃）因铂膜工艺复杂，价格达80-300元，而汽车ECU用的MEMS温度传感器（如TI TMP117）集成数字输出，单价12-25元。

压力检测

压力传感器的核心原理与价格区间：

压阻式：硅膜片受压变形引起电阻变化。MPX5700（0-700kPa）单价25-40元，精度1.5%FS，广泛用于胎压监测；

电容式：极板间距变化导致电容值改变。Honeywell 26PC（0-1MPa）单价150-300元，精度0.25%FS，适用于医疗设备；

压电式：石英晶体受压产生电荷。Kistler 601C（动态压力检测）单价超2000元，用于内燃机爆震监测。

消费电子普遍采用MEMS压力传感器，如Bosch BMP280（气压/高度测量）单价8-15元，而工业高压传感器（如GE Druck PTX5000）因316L不锈钢外壳和激光焊接工艺，价格达800-2000元。

光学传感

光学传感器价格受探测原理与集成度影响显著：

光电开关：基于光敏电阻通断。E3Z-T61对射式传感器（检测距离15m）单价30-60元，而槽型光电开关（EE-SX670）仅5-10元；

环境光传感器：采用光电二极管阵列。AMS TSL2591（0-88k Lux）单价6-12元，集成I2C接口；

ToF传感器：通过激光飞行时间测距。ST VL53L5CX（多区域检测）单价35-60元，用于手机自动对焦；

工业级激光雷达：Velodyne VLP-16（16线束）单价约2万美元，而固态LiDAR（InnovizOne）降至3000美元。

运动感知

运动传感器的价格与其精度等级强相关：

MEMS加速度计：ST LIS3DH（±2g）单价1.5-3元，用于手机计步；工业级ADI ADXL357（±40g）精度0.1mg，单价80-150元；

陀螺仪：Invensense MPU-6050（6轴）单价5-10元，无人机用BMI088（±2000°/s）单价20-40元；

旋转编码器：增量式（欧姆龙E6B2）单价50-120元，绝对式（海德汉ERN1387）需2000-5000元；

工业振动传感器：PCB 352C03（IEPE输出）单价超6000元，含校准证书。

气体检测

气体传感器价格因检测原理与目标气体差异巨大：

电化学传感器：通过氧化还原反应产生电流。MQ-135（VOCs检测）单价10-20元，寿命6-24个月；

催化燃烧式：检测可燃气体（如CH₄）燃烧热。CTE-700单价150-300元，需防爆认证；

NDIR红外：基于气体吸收特定波长红外光。Senseair S8（CO₂检测）单价200-400元，精度±50ppm；

半导体式：SnO₂薄膜电阻变化。费加罗TGS2600（甲醛）单价30-60元，但易受温湿度干扰。

工业过程用的在线质谱仪（如Siemens Maxum II）单价超10万美元，而便携式PID检测仪（RAE Systems ppbRAE 3000）约1.5万美元。

磁场传感

磁场传感器价格随灵敏度与响应速度提升：

霍尔传感器：Allegro A1324（±150mT）单价1.2-2.5元，用于电机换向；

AMR各向异性磁阻：Honeywell HMC1001（0.1μT分辨率）单价50-100元，用于电子罗盘；

TMR隧道磁阻：TDK TMR2103（0.02μT分辨率）单价80-150元，用于电流检测；

量子磁强计：SQUID器件（5fT/√Hz灵敏度）单价超10万美元，仅限实验室使用。

声学传感

声学传感器价格跨度极大：

MEMS麦克风：Knowles SPH0641（-26dBFS灵敏度）单价1.5-3元，手机标配；

ECM麦克风：普通驻极体麦克风单价0.5-1元，但频响范围窄；

超声传感器：HC-SR04（测距2-400cm）单价3-8元，工业级（Pepperl+Fuchs UC2000）达200-500元；

水听器：Reson TC4013（深海声呐）单价超2万美元，含钛合金耐压外壳。

选型策略

选择传感器需综合评估：

精度需求：实验室用铂电阻需±0.1℃，而家电NTC±1℃即可；

环境耐受：汽车传感器需-40~125℃工作范围，成本比消费级高3-5倍；

寿命周期：电化学气体传感器2年更换，而NDIR可达10年；

认证标准：ATEX防爆认证使工业传感器价格翻倍。

某智能工厂案例：选用欧姆龙E2E-X10ME1接近传感器（单价85元）替代普通光电开关（单价20元），故障率从5%降至0.3%，年维护成本节省12万元。

市场趋势

传感器技术演进正在改变定价逻辑：

智能传感器：ST IIS2ICLX（内置AI加速器）单价8-15元，可本地执行振动分析；

多参数集成：Sensirion SCD40（CO₂+温湿度）单价30-60元，比单传感器方案节省40%成本；

无线化：TI CC2652P7（Zigbee 3.0）模组单价12-20元，使传统传感器升级成本增加25%，但布线成本降60%。

据Yole预测，2027年全球传感器市场规模将达3500亿美元，其中MEMS器件占比超60%，规模效应将持续拉低单价。