传感器基础介绍

一、什么是传感器

传感器是人类通过仪器探知自然界的触角，它的作用与人的感官类似。如果将计算机视为识别和处理信息的“大脑”，将通信系统比作传递信息的“神经系统”，将执行器比作人的肌体的话，那么传感器就相当于人的五官。

二、传感器的‌定义‌

传感器是一种能感受外界信息，并按一定规律转换成某种可用信号输出的装置。这些信号通常为电信号，便于处理、传输、记录、显示和控制。传感器是人类五官的延长，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官。

三、传感器组成

传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路（测量电路和辅助电路）三部分组成，如（图一）。

l 敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；

l 转换元件将敏感元件输出的物理量信号转化为电信号；

l 转换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大、调制。

转换元件和转换电路之间一般还需要辅助电源供电。

四、传感器的分类

1.按被测物理量分类，常见物理量有机械量、声、磁、温度、光等。

2.按工作原理分类，有电学式、磁学式、光电式、电化学式等。

3.按信号变换特征分类，有能量转换型和能量控制型。

4.按敏感元件与被测对象之间的能量关系分为物性型和结构型。

5.按输出电信号类型分类，有模拟量传感器、数字量传感器、开关量传感器。

五、传感器的基本特性

1.传感器的静态特性

   （1）线性度。

       线性度是传感器的输出与输入之间成线性关系的程度。

（2）灵敏度。

   灵敏度是指传感器在稳态下的输出变化值与输入变化值之比。

（3）分辨力。

  分辨力是指传感器在规定测量的范围内能检出被测量的最小变化量的能力。

（4）迟滞。

  迟滞反映传感器正向特性与反向特性不一致的程度。

（5）重复性。

  重复性是指传感器输入流按统一方向作全量程连续多次测量时所得输出-输入特性曲线不重合的程度。

2.传感器的动态特性

   （1）响应速度

     响应速度是反映传感器动态特性的一项重要参数，是传感器在阶跃信号作用下的输出特性。

（2）频率响应

  频率响应是指传感器的输出特性曲线与输入信号频率之间的关系，包括幅频特性和相频特性。

五、传感器的应用

  1.日常生活中使用的传感器

   如自动电饭煲、吸尘器、冰箱、空调、洗衣机、小夜灯等

2.工业生产中使用的传感器

   如生产设备中的液位传感器、位置传感器、光电传感器等

3.地震救助中使用的传感器

 如雷达波探测器、视频探测器、音频探测器、红外热成像探测仪等

4.环境检测和农业生产中使用的传感器

如空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器等

5.汽车中使用的传感器

轿车中一般拥有100多种传感器，如空气流量传感器、ABS传感器、节气门位置传感器、水温传感器、曲轴位置传感器、车速传感器、车门传感器、转角传感器、爆震传感器和氧传感器、远程安全气囊传感器等。