傳感器

       傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。在各種汽車、工業(yè)、消費(fèi)等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。傳感器能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。

原理

　　傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?；瘜W(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波，經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈，得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源，該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源；由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋電源，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí)，應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號(hào)，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào)，通過信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈，再經(jīng)過外殼上的信號(hào)處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào)，該信號(hào)為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?；瘜W(xué)傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長(zhǎng)。

應(yīng)用

　　常見的應(yīng)用：

　　1.自動(dòng)門，利用人體的紅外微波來開關(guān)門

　　2.煙霧報(bào)警器，利用煙敏電阻來測(cè)量煙霧濃度，從而達(dá)到報(bào)警目的

　　3.手機(jī)，數(shù)碼相機(jī)的照相機(jī)，利用光學(xué)傳感器來捕獲圖象

　　4.電子稱，利用力學(xué)傳感器（導(dǎo)體應(yīng)變片技術(shù)）來測(cè)量物體對(duì)應(yīng)變片的壓力，從而達(dá)到測(cè)量重量目的。

　　5.水位報(bào)警，溫度報(bào)警，濕度報(bào)警，光學(xué)報(bào)警等都是……

　　智能傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國(guó)防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域中。例如,它在機(jī)器人領(lǐng)域中有著廣闊應(yīng)用前景,智能傳感器使機(jī)器人具有類人的五官和大腦功能,可感知各種現(xiàn)象,完成各種動(dòng)作。在工業(yè)生產(chǎn)中,利用傳統(tǒng)的傳感器無法對(duì)某些產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(例如,黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等)進(jìn)行快速直接測(cè)量并在線控制。而利用智能傳感器可直接測(cè)量與產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有函數(shù)關(guān)系的生產(chǎn)過程中的某些量(如溫度、壓力、流量等)。Cygnus公司生產(chǎn)了一種"葡萄糖手表",其外觀像普通手表一樣,戴上它就能實(shí)現(xiàn)無疼、無血、連續(xù)的血糖測(cè)試。"葡萄糖手表"上有一塊涂著試劑的墊子,當(dāng)墊子與皮膚接觸時(shí),葡萄糖分子就被吸附到墊子上,并與試劑發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生電流。傳感器測(cè)量該電流,經(jīng)處理器計(jì)算出與該電流對(duì)應(yīng)的血糖濃度,并以數(shù)字量顯示。

主要功能

　　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(xué)傳感器——味覺

　　壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺

　　敏感元件的分類：

　　物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。

　　化學(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。

　　生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識(shí)別功能。

　　通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類（還有人曾將敏感元件分46類）。

主要作用

　　人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長(zhǎng)，又稱之為電五官。

　　新技術(shù)革命的到來，世界開始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。

　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。

　　在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到fm的粒子世界，縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)。此外，還出現(xiàn)了對(duì)深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超弱磁場(chǎng)等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。

　　傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。

　　由此可見，傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。

分類

　　可以用不同的觀點(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類：它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng))；它們的用途；它們的輸出信號(hào)類型以及制作它們的材料和工藝等。

　　根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類 ：

　　傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

　　化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

　　有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?；瘜W(xué)傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長(zhǎng)。

　　常見傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于下表。

1、傳感器按照其用途分類：

　　壓力敏和力敏傳感器 位置傳感器

　　液面?zhèn)鞲衅?能耗傳感器

　　速度傳感器 加速度傳感器

　　射線輻射傳感器 熱敏傳感器

　　24GHz雷達(dá)傳感器

2、傳感器按照其原理分類：

　　振動(dòng)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。

3、傳感器按照其輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)分類：

　　模擬傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。

　　數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。

　　膺數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。

　　開關(guān)傳感器——當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。

4、傳感器按照其材料為標(biāo)準(zhǔn)分類：

　　在外界因素的作用下，所有材料都會(huì)作出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。它們中的那些對(duì)外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來制作傳感器的敏感元件。從所應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類：

　　(1)按照其所用材料的類別分

　　金屬 聚合物 陶瓷 混合物

　　(2)按材料的物理性質(zhì)分： 導(dǎo)體 絕緣體 半導(dǎo)體 磁性材料

　　(3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分：

　　單晶 多晶 非晶材料

　　與采用新材料緊密相關(guān)的傳感器開發(fā)工作，可以歸納為下述三個(gè)方向：

　　(1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)，然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實(shí)際使用。

　　(2)探索新的材料，應(yīng)用那些已知的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)來改進(jìn)傳感器技術(shù)。

　　(3)在研究新型材料的基礎(chǔ)上探索新現(xiàn)象、新效應(yīng)和反應(yīng)，并在傳感器技術(shù)中加以具體實(shí)施。

　　現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進(jìn)展取決于用于傳感器技術(shù)的新材料和敏感元件的開發(fā)強(qiáng)度。傳感器開發(fā)的基本趨勢(shì)是和半導(dǎo)體以及介質(zhì)材料的應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術(shù)的、能夠轉(zhuǎn)換能量形式的材料。

5、傳感器按照其制造工藝分類：

　　集成傳感器 薄膜傳感器 厚膜傳感器 陶瓷傳感器

　　集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測(cè)信號(hào)的部分電路也集成在同一芯片上。

　　薄膜傳感器則是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時(shí)，同樣可將部分電路制造在此基板上。

　　厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進(jìn)行熱處理，使厚膜成形。

　　陶瓷傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。

　　完成適當(dāng)?shù)念A(yù)備性操作之后，已成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認(rèn)為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。

　　每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。

特性

傳感器靜態(tài)特性

　　傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào)，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等。

　?。?）線性度：指?jìng)鞲衅鬏敵隽颗c輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。

　?。?）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。用S表示靈敏度。

　?。?）遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對(duì)于同一大小的輸入信號(hào)，傳感器的正反行程輸出信號(hào)大小不相等，這個(gè)差值稱為遲滯差值。

　?。?）重復(fù)性：重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。

　?。?）漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時(shí)間變化，此現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個(gè)方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。

傳感器動(dòng)態(tài)特性

　　所謂動(dòng)態(tài)特性，是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。

傳感器的線性度

　　通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。

　　擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。

傳感器的靈敏度

　　靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。

　　它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。

　　靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。

　　當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。

　　提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。

傳感器的分辨率

　　分辨率是指?jìng)鞲衅骺筛惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨率時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。

　　通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性。

常見種類

電阻式

　　電阻式傳感器是將被測(cè)量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。

電阻應(yīng)變式

　　傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。

壓阻式

　　壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。

　　用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。

熱電阻

　　熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

　　熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)合，這種傳感器比較適用。較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。用于測(cè)量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度。

　　熱電阻傳感器分類：

　　1、NTC熱電阻傳感器：

　　該類傳感器為負(fù)溫度系數(shù)傳感器，即傳感器阻值隨溫度的升高而減小。

　　2、PTC熱電阻傳感器：

　　該類傳感器為正溫度系數(shù)傳感器，即傳感器阻值隨溫度的升高而增大。

激光

　　利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。它由激光器、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量?jī)x表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強(qiáng)等。

　　激光傳感器工作時(shí)，先由激光發(fā)射二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測(cè)極其微弱的光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)。

　　利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量。激光傳感器常用于長(zhǎng)度（ZLS-Px）、距離（LDM4x）、振動(dòng)（ZLDS10X）、速度（LDM30x）、方位等物理量的測(cè)量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測(cè)等。

霍爾

　　霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。

　　霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。

　　1、線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。

　　2、開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組成，它輸出數(shù)字量。

　　霍爾電壓隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化，磁場(chǎng)越強(qiáng)，電壓越高，磁場(chǎng)越弱，電壓越低?；魻栯妷褐岛苄?，通常只有幾個(gè)毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號(hào)。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機(jī)械的方法來改變磁場(chǎng)強(qiáng)度。下圖所示的方法是用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪作為控制磁通量的開關(guān)，當(dāng)葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時(shí)，磁場(chǎng)偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅(qū)動(dòng)軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點(diǎn)火正時(shí)傳感器?；魻栃?yīng)傳感器屬于被動(dòng)型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點(diǎn)使它能檢測(cè)轉(zhuǎn)速低的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

溫度

　　1、室溫管溫傳感器：室溫傳感器用于測(cè)量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度，管溫傳感器用于測(cè)量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度。室溫傳感器和管溫傳感器的形狀不同，但溫度特性基本一致。按溫度特性劃分，美的使用的室溫管溫傳感器有二種類型：1.常數(shù)B值為4100K±3%，基準(zhǔn)電阻為25℃對(duì)應(yīng)電阻10KΩ±3%。在0℃和55℃對(duì)應(yīng)電阻公差約為±7%；而0℃以下及55℃以上，對(duì)于不同的供應(yīng)商，電阻公差會(huì)有一定的差別。溫度越高，阻值越??；溫度越低，阻值越大。離25℃越遠(yuǎn)，對(duì)應(yīng)電阻公差范圍越大。

　　2、排氣溫度傳感器：排氣溫度傳感器用于測(cè)量壓縮機(jī)頂部的排氣溫度，常數(shù)B值為3950K±3%,基準(zhǔn)電阻為90℃對(duì)應(yīng)電阻5KΩ±3%。

　　3、模塊溫度傳感器：模塊溫度傳感器用于測(cè)量變頻模塊（IGBT或IPM）的溫度，用的感溫頭的型號(hào)是602F-3500F，基準(zhǔn)電阻為25℃對(duì)應(yīng)電阻6KΩ±1%。幾個(gè)典型溫度的對(duì)應(yīng)阻值分別是：-10℃→（25.897～28.623）KΩ；0℃→（16.3248～17.7164）KΩ；50℃→（2.3262～2.5153）KΩ；90℃→（0.6671～0.7565）KΩ。

　　溫度傳感器的種類很多，經(jīng)常使用的有熱電阻：PT100、PT1000、Cu50、Cu100；熱電偶：B、E、J、K、S等。溫度傳感器不但種類繁多，而且組合形式多樣，應(yīng)根據(jù)不同的場(chǎng)所選用合適的產(chǎn)品。

　　測(cè)溫原理：根據(jù)電阻阻值、熱電偶的電勢(shì)隨溫度不同發(fā)生有規(guī)律的變化的原理，我們可以得到所需要測(cè)量的溫度值。

無線溫度

　　無線溫度傳感器將控制對(duì)象的溫度參數(shù)變成電信號(hào),并對(duì)接收終端發(fā)送無線信號(hào)，對(duì)系統(tǒng)實(shí)行檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制?？芍苯影惭b在一般工業(yè)熱電阻、熱電偶的接線盒內(nèi)，與現(xiàn)場(chǎng)傳感元件構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)。通常和無線中繼、接收終端、 通信 串口、電子計(jì)算機(jī)等配套使用，這樣不僅節(jié)省了補(bǔ)償導(dǎo)線和電纜，而且減少了信號(hào)傳遞失真和干擾，從而獲的了高精度的測(cè)量結(jié)果。

　　無線溫度傳感器廣泛應(yīng)用于化工、冶金、石油、電力、水處理、制藥、食品等自動(dòng)化行業(yè)。例如：高壓電纜上的溫度采集；水下等惡劣環(huán)境的溫度采集；運(yùn)動(dòng)物體上的溫度采集；不易連線通過的空間傳輸傳感器數(shù)據(jù)；單純?yōu)榻档筒季€成本選用的數(shù)據(jù)采集方案；沒有交流電源的工作場(chǎng)合的數(shù)據(jù)測(cè)量；便攜式非固定場(chǎng)所數(shù)據(jù)測(cè)量。

智能

　　智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動(dòng)作，結(jié)合長(zhǎng)期以來測(cè)試技術(shù)的研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而提出來的。是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的智能單元，它的出現(xiàn)對(duì)原來硬件性能苛刻要求有所減輕，而靠軟件幫助可以使傳感器的性能大幅度提高。

　　1、信息存儲(chǔ)和傳輸——隨著全智能集散控制系統(tǒng)（SmartDistributedSystem）的飛速發(fā)展，對(duì)智能單元要求具備通信功能，用通信網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字形式進(jìn)行雙向通信，這也是智能傳感器關(guān)鍵標(biāo)志之一。智能傳感器通過測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸或接收指令來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。如增益的設(shè)置、補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)置、內(nèi)檢參數(shù)設(shè)置、測(cè)試數(shù)據(jù)輸出等。

　　2、自補(bǔ)償和計(jì)算功能——多年來從事傳感器研制的工程技術(shù)人員一直為傳感器的溫度漂移和輸出非線性作大量的補(bǔ)償工作，但都沒有從根本上解決問題。而智能傳感器的自補(bǔ)償和計(jì)算功能為傳感器的溫度漂移和非線性補(bǔ)償開辟了新的道路。這樣，放寬傳感器加工精密度要求，只要能保證傳感器的重復(fù)性好，利用微處理器對(duì)測(cè)試的信號(hào)通過軟件計(jì)算，采用多次擬合和差值計(jì)算方法對(duì)漂移和非線性進(jìn)行補(bǔ)償，從而能獲得較精確的測(cè)量結(jié)果壓力傳感器。

　　3、自檢、自校、自診斷功能——普通傳感器需要定期檢驗(yàn)和標(biāo)定，以保證它在正常使用時(shí)足夠的準(zhǔn)確度，這些工作一般要求將傳感器從使用現(xiàn)場(chǎng)拆卸送到實(shí)驗(yàn)室或檢驗(yàn)部門進(jìn)行。對(duì)于在線測(cè)量傳感器出現(xiàn)異常則不能及時(shí)診斷。采用智能傳感器情況則大有改觀，首先自診斷功能在電源接通時(shí)進(jìn)行自檢，診斷測(cè)試以確定組件有無故障。其次根據(jù)使用時(shí)間可以在線進(jìn)行校正，微處理器利用存在EPROM內(nèi)的計(jì)量特性數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比校對(duì)。

　　4、復(fù)合敏感功能——觀察周圍的自然現(xiàn)象，常見的信號(hào)有聲、光、電、熱、力、化學(xué)等。敏感元件測(cè)量一般通過兩種方式：直接和間接的測(cè)量。而智能傳感器具有復(fù)合功能，能夠同時(shí)測(cè)量多種物理量和化學(xué)量，給出能夠較全面反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的信息。

光敏

　　光敏傳感器是最常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長(zhǎng)在可見光波長(zhǎng)附近，包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。光傳感器是產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動(dòng)控制和非電量電測(cè)技術(shù)引中占有非常重要的地位。最簡(jiǎn)單的光敏傳感器是光敏電阻，當(dāng)光子沖擊接合處就會(huì)產(chǎn)生電流。

生物

　　生物傳感器的概念

　　生物傳感器是用生物活性材料（酶、蛋白質(zhì)、DNA、抗體、抗原、生物膜等）與物理化學(xué)換能器有機(jī)結(jié)合的一門交叉學(xué)科，是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測(cè)方法與監(jiān)控方法，也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu)：包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的物理或化學(xué)換能器（傳感器），二者組合在一起，用現(xiàn)代微電子和自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號(hào)的再加工，構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。

　　生物傳感器的原理

　　待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料，經(jīng)分子識(shí)別，發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號(hào)，再經(jīng)二次儀表放大并輸出，便可知道待測(cè)物濃度。

　　生物傳感器的分類

　　按照其感受器中所采用的生命物質(zhì)分類，可分為：微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶?jìng)鞲衅?、DNA傳感器等等。

　　按照傳感器器件檢測(cè)的原理分類，可分為：熱敏生物傳感器、場(chǎng)效應(yīng)管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學(xué)生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。

　　按照生物敏感物質(zhì)相互作用的類型分類，可分為親和型和代謝型兩種。

視覺

　　工作原理：

　　視覺傳感器是指：具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)像素的能力，圖像的清晰和細(xì)膩程度常用分辨率來衡量，以像素?cái)?shù)量表示。

　　視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)的像素。圖像的清晰和細(xì)膩程度通常用分辨率來衡量，以像素?cái)?shù)量表示。

　　在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，以做出分析。例如，若視覺傳感器被設(shè)定為辨別正確地插有八顆螺栓的機(jī)器部件，則傳感器知道應(yīng)該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對(duì)準(zhǔn)的部件。此外，無論該機(jī)器部件位于視場(chǎng)中的哪個(gè)位置，無論該部件是否在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，視覺傳感器都能做出判斷。

　　應(yīng)用領(lǐng)域：

　　視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機(jī)器設(shè)計(jì)師和工藝工程師將其集成入各類曾經(jīng)依賴人工、多個(gè)光電傳感器，或根本不檢驗(yàn)的應(yīng)用。視覺傳感器的工業(yè)應(yīng)用包括檢驗(yàn)、計(jì)量、測(cè)量、定向、瑕疵檢測(cè)和分撿。以下只是一些應(yīng)用范例：

　　在汽車組裝廠，檢驗(yàn)由機(jī)器人涂抹到車門邊框的膠珠是否連續(xù)，是否有正確的寬度；

　　在瓶裝廠，校驗(yàn)瓶蓋是否正確密封、裝灌液位是否正確，以及在封蓋之前沒有異物掉入瓶中；

　　在包裝生產(chǎn)線，確保在正確的位置粘貼正確的包裝標(biāo)簽；

　　在藥品包裝生產(chǎn)線，檢驗(yàn)阿斯匹林藥片的泡罩式包裝中是否有破損或缺失的藥片；

　　在金屬?zèng)_壓公司，以每分鐘逾150片的速度檢驗(yàn)沖壓部件，比人工檢驗(yàn)快13倍以上。

位移

　　位移傳感器又稱為線性傳感器，把位移轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。位移傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，傳感器的作用是把各種被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電量它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器。

　　在這種轉(zhuǎn)換過程中有許多物理量（例如壓力、流量、加速度等）常常需要先變換為位移，然后再將位移變換成電量。因此位移傳感器是一類重要的基本傳感器。在生產(chǎn)過程中，位移的測(cè)量一般分為測(cè)量實(shí)物尺寸和機(jī)械位移兩種。機(jī)械位移包括線位移和角位移。按被測(cè)變量變換的形式不同，位移傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。模擬式又可分為物性型（如自發(fā)電式）和結(jié)構(gòu)型兩種。常用位移傳感器以模擬式結(jié)構(gòu)型居多，包括電位器式位移傳感器、 電感式位移傳感器、自整角機(jī)、電容式位移傳感器、電渦流式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。數(shù)字式位移傳感器的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是便于將信號(hào)直接送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種傳感器發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛。

壓力

　　壓力傳感器引是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。

超聲波測(cè)距離

　　超聲波測(cè)距離傳感器采用超聲波回波測(cè)距原理，運(yùn)用精確的時(shí)差測(cè)量技術(shù)，檢測(cè)傳感器與目標(biāo)物之間的距離，采用小角度，小盲區(qū)超聲波傳感器，具有測(cè)量準(zhǔn)確，無接觸，防水，防腐蝕，低成本等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)于液位，物位檢測(cè)，特有的液位，料位檢測(cè)方式，可保證在液面有泡沫或大的晃動(dòng)，不易檢測(cè)到回波的情況下有穩(wěn)定的輸出，應(yīng)用行業(yè)：液位，物位，料位檢測(cè)，工業(yè)過程控制等。

24GHz雷達(dá)

　　24GHz雷達(dá)傳感器采用高頻微波來測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)速度、距離、運(yùn)動(dòng)方向、方位角度信息，采用平面微帶天線設(shè)計(jì)，具有體積小、質(zhì)量輕、靈敏度高、穩(wěn)定強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于智能交通、工業(yè)控制、安防、體育運(yùn)動(dòng)、智能家居等行業(yè)。工業(yè)和信息化部2012年11月19日正式發(fā)布了《工業(yè)和信息化部關(guān)于發(fā)布24GHz頻段短距離車載雷達(dá)設(shè)備使用頻率的通知》（工信部無〔2012〕548號(hào)），明確提出24GHz頻段短距離車載雷達(dá)設(shè)備作為車載雷達(dá)設(shè)備的規(guī)范。

一體化溫度

　　一體化溫度傳感器一般由測(cè)溫探頭（熱電偶或熱電阻傳感器）和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測(cè)溫探頭直接安裝在接線盒內(nèi)，從而形成一體化的傳感器。一體化溫度傳感器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。

　　熱電阻溫度傳感器是由基準(zhǔn)單元、R/V轉(zhuǎn)換單元、線性電路、反接保護(hù)、限流保護(hù)、V/I轉(zhuǎn)換單元等組成。測(cè)溫?zé)犭娮栊盘?hào)轉(zhuǎn)換放大后，再由線性電路對(duì)溫度與電阻的非線性關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)償，經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換電路后輸出一個(gè)與被測(cè)溫度成線性關(guān)系的4～20mA的恒流信號(hào)。

　　熱電偶溫度傳感器一般由基準(zhǔn)源、冷端補(bǔ)償、放大單元、線性化處理、V/I轉(zhuǎn)換、斷偶處理、反接保護(hù)、限流保護(hù)等電路單元組成。它是將熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)經(jīng)冷端補(bǔ)償放大后，再帽由線性電路消除熱電勢(shì)與溫度的非線性誤差，最后放大轉(zhuǎn)換為4～20mA電流輸出信號(hào)。為防止熱電偶測(cè)量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故，傳感器中還設(shè)有斷電保護(hù)電路。當(dāng)熱電偶斷絲或接解不良時(shí)，傳感器會(huì)輸出最大值（28mA）以使儀表切斷電源。一體化溫度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省引線、輸出信號(hào)大、抗干擾能力強(qiáng)、線性好、顯示儀表簡(jiǎn)單、固體模塊抗震防潮、有反接保護(hù)和限流保護(hù)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。一體化溫度傳感器的輸出為統(tǒng)一的 4～20mA信號(hào)；可與微機(jī)系統(tǒng)或其它常規(guī)儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火型測(cè)量?jī)x表。

液位

　　1、浮球式液位傳感器

　　浮球式液位傳感器由磁性浮球、測(cè)量導(dǎo)管、信號(hào)單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。

　　一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿測(cè)量導(dǎo)管上下移動(dòng)。導(dǎo)管內(nèi)裝有測(cè)量元件，它可以在外磁作用下將被測(cè)液位信號(hào)轉(zhuǎn)換成正比于液位變化的電阻信號(hào)，并將電子單元轉(zhuǎn)換成4～20mA或其它標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。該傳感器為模塊電路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，電路內(nèi)部含有恒流反饋電路和內(nèi)保護(hù)電路，可使輸出最大電流不超過28mA，因而能夠可靠地保護(hù)電源并使二次儀表不被損壞。

　　2、浮筒式液位傳感器

　　浮筒式液位傳感器是將磁性浮球改為浮筒，它是根據(jù)阿基米德浮力原理設(shè)計(jì)的。浮筒式液位傳感器是利用微小的金屬膜應(yīng)變傳感技術(shù)來測(cè)量液體的液位、界位或密度的。它在工作時(shí)可以通過現(xiàn)場(chǎng)按鍵來進(jìn)行常規(guī)的設(shè)定操作。

　　3、靜壓或液位傳感器

　　該傳感器利用液體靜壓力的測(cè)量原理工作。它一般選用硅壓力測(cè)壓傳感器將測(cè)量到的壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)放大電路放大和補(bǔ)償電路補(bǔ)償，最后以4～20mA或0～10mA電流方式輸出。

真空度

　　真空度傳感器，采用先進(jìn)的硅微機(jī)械加工技術(shù)生產(chǎn)，以集成硅壓阻力敏元件作為傳感器的核心元件制成的絕對(duì)壓力變送器，由于采用硅-硅直接鍵合或硅-派勒克斯玻璃靜電鍵合形成的真空參考?jí)毫η?，及一系列無應(yīng)力封裝技術(shù)及精密溫度補(bǔ)償技術(shù)，因而具有穩(wěn)定性優(yōu)良、精度高的突出優(yōu)點(diǎn)，適用于各種情況下絕對(duì)壓力的測(cè)量與控制。

　　特點(diǎn)及用途

　　采用低量程芯片真空絕壓封裝，產(chǎn)品具有高的過載能力。芯片采用真空充注硅油隔離，不銹鋼薄膜過渡傳遞壓力，具有優(yōu)良的介質(zhì)兼容性，適用于對(duì)316L不銹鋼不腐蝕的絕大多數(shù)氣液體介質(zhì)真空壓力的測(cè)量。真空度傳染其應(yīng)用于各種工業(yè)環(huán)境的低真空測(cè)量與控制。

　　電容式物位

　　電容式物位傳感器適用于工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中進(jìn)行測(cè)量和控制生產(chǎn)過程，主要用作類導(dǎo)電與非導(dǎo)電介質(zhì)的液體液位或粉粒狀固體料位的遠(yuǎn)距離連續(xù)測(cè)量和指示。

　　電容式液位傳感器由電容式傳感器與電子模塊電路組成，它以兩線制4～20mA恒定電流輸出為基型，經(jīng)過轉(zhuǎn)換，可以用三線或四線方式輸出，輸出信號(hào)形成為 1～5V、0～5V、0～10mA等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。電容傳感器由絕緣電極和裝有測(cè)量介質(zhì)的圓柱形金屬容器組成。當(dāng)料位上升時(shí)，因非導(dǎo)電物料的介電常數(shù)明顯小于空氣的介電常數(shù)，所以電容量隨著物料高度的變化而變化。傳感器的模塊電路由基準(zhǔn)源、脈寬調(diào)制、轉(zhuǎn)換、恒流放大、反饋和限流等單元組成。采用脈寬調(diào)特原理進(jìn)行測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是頻率較低，對(duì)周圍元射頻干擾、穩(wěn)定性好、線性好、無明顯溫度漂移等。

　　銻電極酸度

　　銻電極酸度傳感器是集 PH檢測(cè)、自動(dòng)清洗、電信號(hào)轉(zhuǎn)換為一體的工業(yè)在線分析儀表，它是由銻電極與參考電極組成的PH值測(cè)量系統(tǒng)。在被測(cè)酸性溶液中，由于銻電極表面會(huì)生成三氧化二銻氧化層，這樣在金屬銻面與三氧化二銻之間會(huì)形成電位差。該電位差的大小取決于三所氧化二銻的濃度，該濃度與被測(cè)酸性溶液中氫離子的適度相對(duì)應(yīng)。如果把銻、三氧化二銻和水溶液的適度都當(dāng)作1，其電極電位就可用能斯特公式計(jì)算出來。

　　銻電極酸度傳感器中的固體模塊電路由兩大部分組成。為了現(xiàn)場(chǎng)作用的安全起見，電源部分采用交流24V為二次儀表供電。這一電源除為清洗電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電源外，還應(yīng)通過電流轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電壓，以供變送電路使用。第二部分是測(cè)量傳感器電路，它把來自傳感器的基準(zhǔn)信號(hào)和PH酸度信號(hào)經(jīng)放大后送給斜率調(diào)整和定位調(diào)整電路，以使信號(hào)內(nèi)阻降低并可調(diào)節(jié)。將放大后的PH信號(hào)與溫度被償信號(hào)進(jìn)行迭加后再差進(jìn)轉(zhuǎn)換電路，最后輸出與PH值相對(duì)應(yīng)的4～20mA恒流電流信號(hào)給二次儀表以完成顯示并控制PH值。

酸、堿、鹽

　　酸、堿、鹽濃度傳感器通過測(cè)量溶液電導(dǎo)值來確定濃度。它可以在線連續(xù)檢測(cè)工業(yè)過程中酸、堿、鹽在水溶液中的濃度含量。這種傳感器主要應(yīng)用于鍋爐給水處理、化工溶液的配制以及環(huán)保等工業(yè)生產(chǎn)過程。

　　酸、堿、鹽濃度傳感器的工作原理是：在一定的范圍內(nèi)，酸堿溶液的濃度與其電導(dǎo)率的大小成比例。因而，只要測(cè)出溶液電導(dǎo)率的大小變可得知酸堿濃度的高低。當(dāng)被測(cè)溶液流入專用電導(dǎo)池時(shí)，如果忽略電極極化和分布電容，則可以等效為一個(gè)純電阻。在有恒壓交變電流流過時(shí)，其輸出電流與電導(dǎo)率成線性關(guān)系，而電導(dǎo)率又與溶液中酸、堿濃度成比例關(guān)系。因此只要測(cè)出溶液電流，便可算出酸、堿、鹽的濃度。

　　酸、堿、鹽濃度傳感器主要由電導(dǎo)池、電子模塊、顯示表頭和殼體組成。電子模塊電路則由激勵(lì)電源、電導(dǎo)池、電導(dǎo)放大器、相敏整流器、解調(diào)器、溫度補(bǔ)償、過載保護(hù)和電流轉(zhuǎn)換等單元組成。

電導(dǎo)

　　它是通過測(cè)量溶液的電導(dǎo)值來間接測(cè)量離子濃度的流程儀表（一體化傳感器），可在線連續(xù)檢測(cè)工業(yè)過程中水溶液的電導(dǎo)率。

　　由于電解質(zhì)溶液與金屬導(dǎo)體一樣的電的良導(dǎo)體，因此電流流過電解質(zhì)溶液時(shí)必有電阻作用，且符合歐姆定律。但液體的電阻溫度特性與金屬導(dǎo)體相反，具有負(fù)向溫度特性。為區(qū)別于金屬導(dǎo)體，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力用電導(dǎo)（電阻的倒數(shù)）或電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）來表示。當(dāng)兩個(gè)互相絕緣的電極組成電導(dǎo)池時(shí)，若在其中間放置待測(cè)溶液，并通以恒壓交變電流，就形成了電流回路。如果將電壓大小和電極尺寸固定，則回路電流與電導(dǎo)率就存在一定的函數(shù)關(guān)系。這樣，測(cè)了待測(cè)溶液中流過的電流，就能測(cè)出待測(cè)溶液的電導(dǎo)率。電導(dǎo)傳感器的結(jié)構(gòu)和電路與酸、堿、鹽濃度傳感器相同。

變頻功率

　　變頻功率傳感器通過對(duì)輸入的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行交流采樣，再將采樣值通過電纜、光纖等傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入二次儀表相連，數(shù)字量輸入二次儀表對(duì)電壓、電流的采樣值進(jìn)行運(yùn)算，可以獲取電壓有效值、電流有效值、基波電壓、基波電流、諧波電壓、諧波電流、有功功率、基波功率、諧波功率等參數(shù)。

稱重

　　稱重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的力→電轉(zhuǎn)換裝置，是電子衡器的一個(gè)關(guān)鍵部件。

　　能夠?qū)崿F(xiàn)力→電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種，常見的有電阻應(yīng)變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平，電容式用于部分電子吊秤，而絕大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應(yīng)變式稱重傳感器。電阻應(yīng)變式稱重傳感器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度高，適用面廣，且能夠在相對(duì)比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應(yīng)變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運(yùn)用。

測(cè)血糖

　　2022年11月，韓國(guó)蔚山國(guó)立科學(xué)技術(shù)院研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于電磁的傳感器，報(bào)告了一種無需抽血即可測(cè)量血糖水平的新方法。這種可植入式傳感器可替代基于酶或光學(xué)的葡萄糖傳感器，不僅克服了現(xiàn)有連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壽命短等缺點(diǎn)，而且提高了血糖預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

常用術(shù)語

　　1、傳感器能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯樱ɑ蝽憫?yīng)）被測(cè)量的部分。轉(zhuǎn)換元件指?jìng)鞲衅髦心茌^敏感元件感受（或響應(yīng)）的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成是與傳輸和（或）測(cè)量的電信號(hào)部分。

　　2、當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，則稱為變送器。

　　3、測(cè)量范圍在允許誤差限內(nèi)被測(cè)量值的范圍。

　　4、量程測(cè)量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。

　　5、精確度被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果與真值間的一致程度。

　　6、重復(fù)性在所有下述條件下，對(duì)同一被測(cè)的量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的符合程度：

　　相同測(cè)量方法

　　相同觀測(cè)者

　　相同測(cè)量?jī)x器

　　相同地點(diǎn)

　　相同使用條件

　　在短時(shí)期內(nèi)的重復(fù)。

　　7、分辨力傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)可能檢測(cè)出的被測(cè)量的最小變化量。

　　8、閾值能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測(cè)變化量的被測(cè)量的最小變化量。

　　9、零位使輸出的絕對(duì)值為最小的狀態(tài)，例如平衡狀態(tài)。

　　10、激勵(lì)為使傳感器正常工作而施加的外部能量（電壓或電流）。

　　11、最大激勵(lì)在市內(nèi)條件下，能夠施加到傳感器上的激勵(lì)電壓或電流的最大值。

　　12、輸入阻抗在輸出端短路時(shí)，傳感器輸入端測(cè)得的阻抗。

　　13、輸出有傳感器產(chǎn)生的與外加被測(cè)量成函數(shù)關(guān)系的電量。

　　14、輸出阻抗在輸入端短路時(shí)，傳感器輸出端測(cè)得的阻抗。

　　15、零點(diǎn)輸出在室內(nèi)條件下，所加被測(cè)量為零時(shí)傳感器的輸出。

　　16、滯后在規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)被測(cè)量值增加和減少時(shí)，輸出中出現(xiàn)的最大差值。

　　17、遲后輸出信號(hào)變化相對(duì)于輸入信號(hào)變化的時(shí)間延遲。

　　18、漂移在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出中有與被測(cè)量無關(guān)的不需要的變化量。

　　19、零點(diǎn)漂移在規(guī)定的時(shí)間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時(shí)的變化。

　　20、靈敏度傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。

　　21、靈敏度漂移由于靈敏度的變化而引起的校準(zhǔn)曲線斜率的變化。

　　22、熱靈敏度漂移由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。

　　23、熱零點(diǎn)漂移由于周圍溫度變化而引起的零點(diǎn)漂移。

　　24、線性度校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線一致的程度。

　　25、非線性度校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線偏離的程度。

　　26、長(zhǎng)期穩(wěn)定性傳感器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)仍能保持不超過允許誤差的能力。

　　27、固有頻率在無阻力時(shí)，傳感器的自由（不加外力）振蕩頻率。

　　28、響應(yīng)輸出時(shí)被測(cè)量變化的特性。

　　29、補(bǔ)償溫度范圍使傳感器保持量程和規(guī)定極限內(nèi)的零平衡所補(bǔ)償?shù)臏囟确秶?/p>

　　30、蠕變當(dāng)被測(cè)量機(jī)器多有環(huán)境條件保持恒定時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)輸出量的變化。

　　31、絕緣電阻如無其他規(guī)定，指在室溫條件下施加規(guī)定的直流電壓時(shí)，從傳感器規(guī)定絕緣部分之間測(cè)得的電阻值。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

　　與傳感器相關(guān)的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

　　GB/T 14479-1993 傳感器圖用圖形符號(hào)

　　GB/T 15478-1995 壓力傳感器性能試驗(yàn)方法

　　GB/T 15768-1995 電容式濕敏元件與濕度傳感器總規(guī)范

　　GB/T 15865-1995 攝像機(jī)(PAL/SECAM/NTSC)測(cè)量方法第1部分:非廣播單傳感器攝像機(jī)

　　GB/T 13823.17-1996 振動(dòng)與沖擊傳感器的校準(zhǔn)方法聲靈敏度測(cè)試

　　GB/T 18459-2001 傳感器主要靜態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算方法

　　GB/T 18806-2002 電阻應(yīng)變式壓力傳感器總規(guī)范

　　GB/T 18858.2-2002 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備控制器-設(shè)備接口(CDI) 第2部分:執(zhí)行器傳感器接口(AS-i)

　　GB/T 18901.1-2002 光纖傳感器第1部分:總規(guī)范

　　GB/T 19801-2005 無損檢測(cè)聲發(fā)射檢測(cè)聲發(fā)射傳感器的二級(jí)校準(zhǔn)

　　GB/T 7665-2005 傳感器通用術(shù)語

　　GB/T 7666-2005 傳感器命名法及代號(hào)

　　GB/T 11349.1-2006 振動(dòng)與沖擊機(jī)械導(dǎo)納的試驗(yàn)確定第1部分：基本定義與傳感器

　　GB/T 20521-2006 半導(dǎo)體器件第14-1部分: 半導(dǎo)體傳感器-總則和分類

　　GB/T 14048.15-2006 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第5-6部分：控制電路電器和開關(guān)元件-接近傳感器和開關(guān)放大器的DC接口（NAMUR）

　　GB/T 20522-2006 半導(dǎo)體器件第14-3部分: 半導(dǎo)體傳感器-壓力傳感器

　　GB/T 20485.11-2006 振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第11部分：激光干涉法振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)

　　GB/T 20339-2006 農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)和機(jī)械固定在拖拉機(jī)上的傳感器聯(lián)接裝置技術(shù)規(guī)范

　　GB/T 20485.21-2007 振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第21部分：振動(dòng)比較法校準(zhǔn)

　　GB/T 20485.13-2007 振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第13部分: 激光干涉法沖擊絕對(duì)校準(zhǔn)

　　GB/T 13606-2007 土工試驗(yàn)儀器巖土工程儀器振弦式傳感器通用技術(shù)條件

　　GB/T 21529-2008 塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測(cè)定電解傳感器法

　　GB/T 20485.1-2008 振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第1部分: 基本概念

　　GB/T 20485.12-2008 振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第12部分：互易法振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)

　　GB/T 20485.22-2008 振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第22部分：沖擊比較法校準(zhǔn)

　　GB/T 7551-2008 稱重傳感器

　　GB 4793.2-2008 測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求第2部分：電工測(cè)量和試驗(yàn)用手持和手操電流傳感器的特殊要求

　　GB/T 13823.20-2008 振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法加速度計(jì)諧振測(cè)試通用方法

　　GB/T 13823.19-2008 振動(dòng)與沖擊傳感器的校準(zhǔn)方法地球重力法校準(zhǔn)

　　GB/T 25110.1-2010 工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)與集成工業(yè)應(yīng)用中的分布式安裝第1部分：傳感器和執(zhí)行器

　　GB/T 20485.15-2010 振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第15部分：激光干涉法角振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)

　　GB/
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