传感器知识要点篇

传感器的定义

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”。传感器是一种检测装置，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

通俗定义：人们通常把被测物理量或化学量转变为电量的器件或元件叫传感器.(又称变换器)

名词解释

一、物理量：温度、湿度、质量、力、压强、速度、加速度、长度、角度、液位、流量、密度等；于此对应生产和生活中就需要温度传感器、湿度传感器、称重测力传感器、压强传感器等等

二、化学量：氧化氮传感器、二氧化硫传感器、硫化氢气体传感器、生物传感器，化学传感器在矿产资源的探测、气象观测和遥测、工业自动化、医学上远距离诊断和实时监测、农业上生鲜保存和鱼群探测、防盗、安全报警和节能等各方面都有重要的应用。

三、电信号：是指随着时间而变化的电压或电流

电信号的分类：

根据信号的随机性可以分为确定信号和随机信号；

根据信号的周期性可分为周期信号和非周期信号；

根据信号的连续性可以分为连续时间信号和离散信号；

在电子线路中将信号分为模拟信号和数字信号。

模拟信号

模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。 或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号，其信号的幅度，或频率，或相位随时间作连续变化，如广播的声音信号，或图像信号等。

数字信号

数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。

传感器的分类

（1）按被测量分类，可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。这种分类有利于选择传感器、应用传感器

（2）按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器的工作原理进行阐述。

（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。这种分类法可分出很多种类。

（4）按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。传感器数字化是今后的发展趋势。

（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。

（6）根据使用目的的不同，又可分为计测用、监视用，位查用、诊断用，控制用和分析用传感器等。

传感器的参数

一、传感器的非线性

通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线 性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上 各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

通俗理解：离开线的最大误差是。

二、传感器的灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。提高灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。

   通俗理解为：这是输出输入变化的比例系数。

三、传感器的迟滞后性

迟滞特性表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比表示。迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。

四、传感器的蠕变性

传感器在恒定的温度环境中，加以额定载荷，其输出电压随时间而变化的特性。

五、传感器的重复性

指在相同的工作条件下,对同一个输入值在短时间内多次连续测量输出所获得的极限值之间的代数差。即对同一参数进行多次测量，其读数相互的差别越小，说明重复性好。

六、传感器的量程

测量范围上限值和下限值代数差。

七、传感器的精度

被测量的测量结果与真实值得一致程度。

传感器的应用

智能传感器已广泛应用于生活、工厂、航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。

常见的有：

1.自动门，利用人体的红外微波来开关门

2.烟雾报警器，利用烟敏电阻来测量烟雾浓度，从而达到报警目的

3.手机，数码相机的照相机，利用光学传感器来捕获图象

4.电子称，利用力学传感器（导体应变片技术）来测量物体对应变片的压力，从而达到测量重量目的

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