Sensor

Sensor簡介

　　傳感器（Sensor）是一種常見又很重要的器件，它是感受規(guī)定的被測量的各種量并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換為有用信號的器件或裝置。對于傳感器來說，按照輸入的狀態(tài)，輸入可以分成靜態(tài)量和動態(tài)量。我們可以根據(jù)在各個值的穩(wěn)定狀態(tài)下，輸出量和輸入量的關(guān)系得到傳感器的靜態(tài)特性。傳感器的靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度和準(zhǔn)確度等。傳感器的動態(tài)特性則指的是對于輸入量隨著時間變化的響應(yīng)特性。動態(tài)特性通常采用傳遞函數(shù)等自動控制的模型來描述。

Sensor百科

　　傳感器（Sensor）是一種常見又很重要的器件，它是感受規(guī)定的被測量的各種量并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換為有用信號的器件或裝置。對于傳感器來說，按照輸入的狀態(tài)，輸入可以分成靜態(tài)量和動態(tài)量。我們可以根據(jù)在各個值的穩(wěn)定狀態(tài)下，輸出量和輸入量的關(guān)系得到傳感器的靜態(tài)特性。傳感器的靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度和準(zhǔn)確度等。傳感器的動態(tài)特性則指的是對于輸入量隨著時間變化的響應(yīng)特性。動態(tài)特性通常采用傳遞函數(shù)等自動控制的模型來描述。

　　工作原理

　　物理傳感器是檢測物理量的傳感器。它是利用某些物理效應(yīng)，把被測量的物理量轉(zhuǎn)化成為便于處理的能量形式的信號的裝置。其輸出的信號和輸入的信號有確定的關(guān)系。主要的物理傳感器有光電式傳感器、壓電傳感器、壓阻式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光導(dǎo)纖維傳感器等。作為例子，讓我們看看比較常用的光電式傳感器。這種傳感器把光信號轉(zhuǎn)換成為電信號，它直接檢測來自物體的輻射信息，也可以轉(zhuǎn)換其他物理量成為光信號。其主要的原理是光電效應(yīng)：當(dāng)光照射到物質(zhì)上的時候，物質(zhì)上的電效應(yīng)發(fā)生改變，這里的電效應(yīng)包括電子發(fā)射、電導(dǎo)率和電位電流等。顯然，能夠容易產(chǎn)生這樣效應(yīng)的器件成為光電式傳感器的主要部件，比如說光敏電阻。這樣，我們知道了光電傳感器的主要工作流程就是接受相應(yīng)的光的照射，通過類似光敏電阻這樣的器件把光能轉(zhuǎn)化成為電能，然后通過放大和去噪聲的處理，就得到了所需要的輸出的電信號。這里的輸出電信號和原始的光信號有一定的關(guān)系，通常是接近線性的關(guān)系，這樣計算原始的光信號就不是很復(fù)雜了。其他的物理傳感器的原理都可以類比于光電式傳感器。

　　傳感器的基本物理效應(yīng)

　　傳感器包括微傳感器可以實現(xiàn)的種類很多，從原理上講都以物理、化學(xué)及生物的各種規(guī)律或效應(yīng)為基礎(chǔ)。因此了解傳感器所基于的各種效應(yīng)，對學(xué)習(xí)、研究和使用各種傳感器（特別是物性型傳感器）是非常必要的。表1列出了部分物性型傳感器的檢測對象及所基于的物理效應(yīng)，如果讀者想了解更廣泛和深入的內(nèi)容，請參考其他文獻(xiàn)。

　　表1 一些物性型傳感器的基礎(chǔ)效應(yīng)

　　常見七種傳感器介紹，其中屬物理傳感器應(yīng)用最廣泛

　　傳感器是指能感受被測量并且按照一定的規(guī)律進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后輸出可用信號的器件和裝置就是傳感器。傳感器作為信息獲取的重要技術(shù)手段，與計算機技術(shù)和通信技術(shù)共同形成信息技術(shù)的三大核心。傳感器也分為多種類型下面我就為大家介紹一下傳感器的幾種類型。

　　傳感器一：物理傳感器

　　物理傳感器是對物理量進(jìn)行檢測的傳感器。物理傳感器的原理是利用某些物理效應(yīng)，把被測量的物理量轉(zhuǎn)化成為可以處理的能量形式的信號裝置。其輸入的信號和輸出的信號有確定的關(guān)系。物理傳感器主要分為：壓阻式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、壓電傳感器、電磁式傳感器、光導(dǎo)纖維傳感器等。

　　傳感器二：紅外傳感器

　　把紅外輻射能轉(zhuǎn)換成為電能的光敏元器件就是紅外傳感器，通常也稱為紅外探測器。紅外傳感器是利用物體產(chǎn)生紅外輻射的特性，可以自動進(jìn)行檢測的傳感器。紅外技術(shù)是最近幾十年中發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，紅外技術(shù)經(jīng)常用于氣體成分分析和無損探傷，在軍事、醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程及空間技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　傳感器三：光纖傳感器

　　光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光信號通過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，促使光的光學(xué)性質(zhì)（如光的波長、相位、強度、偏振態(tài)、頻率等）發(fā)生變化，然后變成被調(diào)制的信號源，在經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調(diào)后獲得被測參數(shù)。

　　光纖傳感器這個傳感器家族的新伙伴備受關(guān)注，光纖本身也具有很多優(yōu)異的性能，比如：抗原子輻射和抗電磁干擾的性能，質(zhì)軟、徑細(xì)、絕緣、耐水、耐高溫、重量輕的機械性能、無感應(yīng)的電氣性能和耐腐蝕的化學(xué)性能等，它能夠在對人體有害的地方（如：輻射區(qū)等）充當(dāng)人的耳目作用，還可以超越人的生理界限接收人的感官所感受不到的信息。

　　傳感器四：仿生傳感器

　　仿生傳感器，是采用新的檢測原理的新型傳感器，它采用固定化的酶、細(xì)胞或者其他生物活性物質(zhì)與換能器相配合組成的傳感器。這種類型的傳感器是近年來電子學(xué)和生物醫(yī)學(xué)、工程學(xué)相互滲透而發(fā)展起來的一種新型的信息傳感技術(shù)。它的特點是壽命長、機能高。

　　仿生傳感器按照使用的介質(zhì)可以分為：微生物傳感器、酶傳感器、組織傳感器、細(xì)胞傳感器等。仿生傳感器和生物學(xué)理論有著非常密切的聯(lián)系，可以這樣理解仿生傳感器是生物學(xué)理論發(fā)展的直接成果。

　　傳感器五：電磁傳感器

　　磁傳感器是年代最久的一種傳感器，指南針就是磁傳感器最早的一種應(yīng)用。但是作為當(dāng)代的傳感器，為了方便信號處理，需要把磁傳感器能將磁信號轉(zhuǎn)化成為電信號輸出。應(yīng)用最早的是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造的磁電式傳感器。而這種磁電式傳感器曾經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域作出了杰出的貢獻(xiàn)，但是發(fā)展到今日已經(jīng)被高性能磁敏感材料的新型磁傳感器所代替。

　　傳感器六：磁光效應(yīng)傳感器

　　現(xiàn)代電測技術(shù)日趨成熟，由于具有精度高、性能好，便于微機相連實現(xiàn)自動實時處理等優(yōu)點，磁光效應(yīng)傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電氣量和非電氣量的測量中。但是電測法容易受到干擾，在進(jìn)行交流測量時，頻響不夠?qū)捈皩^緣、耐壓方面有一定要求，不過在激光技術(shù)發(fā)展迅速的今天，已經(jīng)妥善的解決上述問題。

　　傳感器七：壓力傳感器

　　壓力傳感器是工業(yè)實踐中最常用的傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要也是利用壓電效應(yīng)制造形成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。眾所周知，晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。有的晶體介質(zhì)如果沿著一定方向受到機械力作用發(fā)生了變形的情形，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)；當(dāng)機械力垮掉之后，便可以重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是說晶體介質(zhì)受到壓力的時候，某些晶體就會產(chǎn)生出電的效應(yīng)，這就是所謂的極化效應(yīng)。所以科學(xué)家們就是根據(jù)這個效應(yīng)便研制出了壓力傳感器。