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九月 4 2019

传感器是什么?

  在生活中,从遥控器、台灯、手机按钮,大到电视、锅炉检测、电网传输、医疗器械诊断等等都能看到传感器的存在,其覆盖了大大小小不同的场景。因此也可以这样说,传感技术和传感器是产品当中必不可少的一部分。那么什么是传感器?其作用又是什么?下面一起来看看:

  一、定义

  传感器是获取信息的工具。传感器( Transducer 或 Sensor ),俗称探头,有时亦被称为换能器、变换器、变送器或探测器。是指那些对某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并按照一定规律转换成与之对应的有用输出信号的元器件或装置。

  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(数学函数法则)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”。

  中国物联网校企联盟认为,传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。”

  “传感器”在新韦式大词典中定义为:“从一个系统接受功率,通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。

传感器

  图1 传感器

  二、组成

  传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成,如图2所示。

传感器的组成

  图2 传感器的组成

  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;

  转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号;

  变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制;

  转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。

  注意:并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元件。

  如果敏感元件直接输出的是电量,它就同时兼为转换元件,因此,敏感元件和转换元件两者合一的传感器是很多的。例如:压电晶体、热电偶、热敏电阻、光电器件等都是这种形式的传感器。

  三、作用

  传感器位于系统之首,其作用相当于人的五官,直接敏感外界信息。是信息采集系统的首要部件,是实现现代化测量和自动控制的主要环节,一切科学研究和生产过程要获取的信息,都要通过它转换成便于传输、处理、记录、显示和控制的可用信号(一般为电信号)。

自动测控系统

  图3 自动测控系统

  四、主要功能

  常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟:

  光敏传感器——视觉

  声敏传感器——听觉

  气敏传感器——嗅觉

  化学传感器——味觉

  压敏、温敏、流体传感器——触觉

  敏感元件的分类:

  物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

  化学类,基于化学反应的原理。

  生物类,基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

  通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类(还有人曾将敏感元件分46类)。

传感器外形

  图4 传感器外形

  本文介绍了传感器的定义、组成、作用及主要功能。如果要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,然后再根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。

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