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一、傳感器的定義

傳感器|感應器|荷重元
　　信息處理技術取得的進展以及微處理器和計算機技術的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應的進展。微處理器現在已經在測量和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。隨著這些系統(tǒng)能力的增強，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動化系統(tǒng)和機器人技術中的關鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個結構組成，其重要性變得越來越明顯。

　　zui廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學量轉變成便于利用的電信號的器件。電工委員會（IEC:International Electrotechnical Committee）的定義為：“傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理（模擬或數字）能力的傳感器”。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個組成部分，它是被測量信號輸入的*道關口。
　德國和俄羅斯學者認為傳感器應是由二部分組成的，即直接感知被測量信號的敏感元件部分和初始處理信號的電路部分。按這種理解，傳感器還包含了信號成形器的電路部分。

　　傳感器系統(tǒng)的性能主要取決于傳感器，傳感器把某種形式的能量轉換成另一種形式的能量。有兩類傳感器：有源的和無源的。有源傳感器能將一種能量形式直接轉變成另一種，不需要外接的能源或激勵源（參閱圖1-2（a））。

        有源（a）和無源（b）傳感器的信號流程

　　無源傳感器不能直接轉換能量形式，但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵能
傳感器承擔將某個對象或過程的特定特性轉換成數量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體，而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的，也可以是動態(tài)（即過程）的。對象特性被轉換量化后可以通過多種方式檢測。對象的特性可以是物理性質的，也可以是化學性質的。按照其工作原理，傳感器將對象特性或狀態(tài)參數轉換成可測定的電學量，然后將此電信號分離出來，送入傳感器系統(tǒng)加以評測或標示。

　　各種物理效應和工作機理被用于制作不同功能的傳感器。傳感器可以直接接觸被測量對象，也可以不接觸。用于傳感器的工作機制和效應類型不斷增加，其包含的處理過程日益完善。

　　常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬：
　　光敏傳感器——視覺 聲敏傳感器——聽覺
　　氣敏傳感器——嗅覺 化學傳感器——味覺
　　壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺

　　與當代的傳感器相比，人類的感覺能力好得多，但也有一些傳感器比人的感覺功能*，例如人類沒有能力感知紫外或紅外線輻射，感覺不到電磁場、無色無味的氣體等。

　　　 　　
　　二、傳感器的分類

　　可以用不同的觀點對傳感器進行分類：它們的轉換原理（傳感器工作的基本物理或化學效應）；它們的用途；它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。

　　根據傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學傳感器二大類：

       傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應，諸如壓電效應，磁致伸縮現象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。

　　化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。

　　有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的?；瘜W傳感器技術問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學傳感器的應用將會有巨大增長。

　　常見傳感器的應用領域和工作原理列于表1.1。

　　按照其用途，傳感器可分類為：
　　
　　壓力敏和力敏傳感器 位置傳感器
　　
　　液面?zhèn)鞲衅?/span> 能耗傳感器
　　
　　速度傳感器 熱敏傳感器
　　
　　加速度傳感器 射線輻射傳感器
　　
　　振動傳感器 濕敏傳感器
　　
　　磁敏傳感器 氣敏傳感器
　　
　　真空度傳感器 生物傳感器等。