傳感器的定義及組成

　　傳感器的概念來自“感覺（sensor）”一詞，人們?yōu)榱搜芯孔匀滑F(xiàn)象，僅僅依靠人的五官獲取外界信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，于是發(fā)明了能代替或補(bǔ)充人五官功能的傳感器，工程上也將傳感器稱為“變換器”。

　 根據(jù)國標(biāo)（GB7665－87），傳感器的定義為：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。”這一定義所表述的傳感器的主要內(nèi)涵包括：

　　1）從傳感器的輸入端來看：一個(gè)指定的傳感器只能感受規(guī)定的被測(cè)量，即傳感器對(duì)規(guī)定的物理量具有最大的靈敏度和最好的選擇性。例如溫度傳感器只能用于測(cè)溫，而不希望它同時(shí)還受其它物理量的影響。

　　 2）從傳感器的輸出端來看：傳感器的輸出信號(hào)為“可用信號(hào)”，這里所謂的“可用信號(hào)”是指便于處理、傳輸?shù)男盘?hào)，最常見的是電信號(hào)、光信號(hào)?？梢灶A(yù)料，未來的“可用信號(hào)”或許是更先進(jìn)更實(shí)用的其它信號(hào)形式。

　　 3）從輸入與輸出的關(guān)系來看：它們之間的關(guān)系具有“一定規(guī)律”，即傳感器的輸入與輸出不僅是相關(guān)的，而且可以用確定的數(shù)學(xué)模型來描述，也就是具有確定規(guī)律的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。

　 傳感器的基本功能是檢測(cè)信號(hào)和信號(hào)轉(zhuǎn)換。傳感器總是處于測(cè)試系統(tǒng)的最前端，用來獲取檢測(cè)信息，其性能將直接影響整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)測(cè)量精確度起著決定性作用。傳感器的組成按其定義一般由敏感元件、變換元件、信號(hào)調(diào)理電路三部分組成，有時(shí)還需外加輔助電源提供轉(zhuǎn)換能量，如圖4.1.1所示。

圖中的敏感元件直接感受被測(cè)量（一般為非電量）并將其轉(zhuǎn)換為易于轉(zhuǎn)換成電量的其他物理量；再經(jīng)變換元件轉(zhuǎn)換成電參量（電壓、電流、電阻、電感、電容等）；最后信號(hào)調(diào)理電路將這一電參量轉(zhuǎn)換成易于進(jìn)一步傳輸和處理的形式。

　　 當(dāng)然，不是所有的傳感器都有敏感、變換元件之分，有些傳感器是將兩者合二為一，還有些新型的傳感器將敏感元件、變換元件及信號(hào)調(diào)理電路集成為一個(gè)器件。

　　 在機(jī)械量（如力、壓力、位移、速度等）測(cè)量中，常采用彈性元件作為敏感元件。這種彈性元件也叫彈性敏感元件或測(cè)量敏感元件，它可以把被測(cè)量由一種物理狀態(tài)變換為所需要的另一種物理狀態(tài)。