传感器的定义及组成
传感器概述
被测信息 敏感元件
转换元件
输出信息 信号调理电路
辅助电源Байду номын сангаас路
图1. 2 传感器组成框图
1.3 传感器分类
传感器是一门知识密集型技术，传感器原理 各异，学科广泛，种类繁多，分类方法如下:
（1）按照传感器的工作机理，可分为物理型、 化学型、生物型等。
（2）从构成原理分为结构型和物性型两类。
（3）按照物理原理分类，可分为电参量式传 感器（包括电阻式、电感式、电容式等基本型 式）、磁电式传感器（包括磁电感应式、霍尔式、 磁栅式等）、压电式传感器、光电式传感器、气 电式传感器、波式传感器（包括超声波
式、微波式等）、射线式传感器、半导体式传 感器、其他原理的传感器（如振弦式和振筒式 传感器等)。
（4）按传感器的能量转换情况，可分为能量 控制型传感器和能量转换型传感器。
（5）从传感器应用分类，分为位移传感器、 压力传感器、振动传感器、温度传感器。
另外，根据传感器输出是模拟信号还是数 字信号，可分为模拟传感器和数字传感器；根 据转换过程可逆与否，可分为双向传感器和单 向传感器等…。
传感检测技术基础
传感器概述
1.1 传感器定义
传感器是一种以一定的精确度把被测量转 换为与之有确定对应关系、便于应用的某种物 理量的测量装置
1.2 传感器构成
传感器一般是利用物理、化学和生物等学 科的某些效应或机理按照一定的工艺和结构研 制出来的。因此，传感器的组成的细节有较大
差异。但是，总的来说，传感器应由敏感元件、转 换元件和信号调理电路组成，有些包含有辅助电源 电路，如图1.2所示。
1.4 传感器技术的基本概况
1.传感器的基本要求
可靠性；静态特性；动态性能；量程；抗干扰能 力；通用性；轮廓尺寸；成本；能耗；对被测对象的 影响等。
传感器概述
第一章传感器概述1．1 传感器的组成与分类1．1．1 传感器的定义✧传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
通常由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号部分。
✧传感器输出信号有很多形式，如电压、电流、频率、脉冲等，输出信号的形式由传感器的原理确定。
1．1．2 传感器的组成✧一般讲传感器由敏感元件和转换元件组成。
但由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调节与转换电路将其放大或转换为容易传输、处理、记录和显示的形式。
因此调节信号与转换电路及所需电源都应作为传感器组成的一部分。
如图1-1所示。
传感器组成方块图✧常见的调节信号与转换电路有放大器、电桥、振荡器、电荷放大器等，他们分别与相应的传感器相配合。
1．1．3 传感器的分类✧表1-1 按输入量分类、按工作原理分类、按物理现象分类、按能量关系分类和按输出信号分类。
1．2 传感器在科技发展中的重要性1．2．1 传感器的作用与地位将计算机比喻人的大脑，传感器比喻为人的感觉器官。
功能正常完美的感觉器官，迅速准确地采集与转换获得的外界信息，使大脑发挥应有的作用。
自动化程度越高，对传感器的依赖性就越大。
1．2．2 传感器技术是信息技术的基础与支柱现代信息技术的基础是信息采集、信息传输与信息处理，它们就是传感器技术、通信技术和计算机技术。
传感器在信息采集系统中处于前端，它的性能将影响整个系统的工作状态和质量。
1．2．3 科学技术的发展与传感器有密切关系传感器的重要性还体现在已经广泛应用于各个学科领域。
如工业自动化、农业现代化、军事工程、航天技术、机器人技术、资源探测、海洋开发、环境监测、安全保卫、医疗诊断、家用电器等领域。
1．3 传感器技术的发展动向✧传感器技术共性是利用物理定律和物质的物理、化学和生物特性，将非电量转换成电量。
✧传感器技术的主要发展方向一是开展基础研究，发现新现象，开发传感器的新材料和新工艺；二是实现传感器的集成化与智能化。
第三章 传感器
第三章常用的传感器§3.1传感器的分类一、传感器的定义通俗的讲，传感器就是将被测信息转换成某种信号的器件。
也就是将被测物理量转换成于之相对应的、容易检测、传输或处理的信号的装置，称之为传感器。
传感器通常直接作用于被测量。
传感器是对信号进行感受与传送的装置，它是测试装置的输入环节，因此传感器的性能直接影响着整个测试装置的工作可靠性。
近来，随着测量、控制及信息技术的发展，传感器作为这个领域内的一个重要构成因素，被视为90年代的重要技术之一受到了普遍的重视。
深入研究传感器的原理和应用，研制新型传感器，对于社会生产、科学技术和日常生活中的自动测量和自动控制的发展，以及在科学技术领域里实现现代化都有重要意义。
二、传感器的组成传感器一般由敏感元件、传感元件和测量电路三个主要部分组成，有时还加上辅助电源。
通常可用图表示如下：图4-1 传感器的组成由于其用途的不同或是结构原理的不同，其繁简程度相差很大。
因此，传感器的组成将依不同情况而有差异。
敏感元件——传感器的核心，它直接感受被测量（一般为非电量）并转换成信号形成，即输出与被测量成确定关系的其它量的元件，如膜片、热电偶，波纹管等。
传感元件——又称变换器，是传感器的重要组成部分。
传感元件可以直接感受被测量（一般为非电量）而输出与被测量成确定关系的电量。
如热电偶和热敏电阻等。
传感元件也可以不只感受被测量，而只是感受与被测两或确定关系的其它非电量；如应变式压力传感器的电阻片，并不直接感受压力，只是感受与被测压力成确定关系的应变，然后输出电量，在多数情况下，使用的就是这种传感元件。
测量电路——能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、控制和处理的有用电信号的电路。
测量电路视传感元件的类型而定。
三、传感器的分类在生产和科研中应用的传感器种类很多，一种被测量有时可以用集中传感器来测量，用一种传感器往往可以测量多种物理量。
为了对传感器有一个概括的认识，对传感器进行研究是很必要的。
传感器概论
第1章概论一传感器的概念与发展1．1 传感器基本概念传感器（transducer/sensor）的定义是：能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
其中，敏感元件（sensing element）是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件（transducer element）是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号以及其它某种可用信号的部分。
传感器狭义地定义为：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
可以预料，当人类跨入光子时代，光信息成为更便于快速、高效地处理与传输的可用信号时，传感器的概念将随之发展成为：能把外界信息转换成光信号输出的器件。
传感器的任务就是感知与测量。
在人类文明史的历次产业革命中，感受、处理外部信息的传感技术一直扮演着一个重要的角色。
在18世纪产业革命以前，传感技术由人的感官实现：人观天象而仕农耕，察火色以冶铜铁。
从18世纪产业革命以来，特别是在20世纪信息革命中，传感技术越来越多地由人造感官，即工程传感器来实现。
目前，工程传感器应用如此广泛，以至可以说任何机械电气系统都离不开它。
现代工业、现代科学探索、特别是现代军事都要依靠传感器技术。
一个大国如果没有自身传感技术的不断进步，必将处处被动。
现代技术的发展，创造了多种多样的工程传感器。
工程传感器可以轻而易举地测量人体所无法感知的量，如紫外线、红外线、超声波、磁场等。
从这个意义上讲，工程传感器超过人的感官能力。
有些量虽然人的感官和工程传感器都能检测，但工程传感器测量得更快、更精确。
例如虽然人眼和光传感器都能检测可见光，进行物体识别与测距，但是人眼的视觉残留约为0．1s，而光晶体管的响应时间可短到纳秒以下；人眼的角分辨率为1ˊ，而光栅测距的精确度可达1"；激光定位的精度在月球距离3×104km范围内可达10cm以下；工程传感器可以把人所不能看到的物体通过数据处理变为视觉图像。
传感器的定义及组成
传感器的定义及组成
传感器的定义及组成
传感器的概念来自“感觉（sensor）”一词，人们为了研究自然现象，仅仅依靠人的五官获取外界信息是远远不够的，于是发明了能代替或补充人五官功能的传感器，工程上也将传感器称为“变换器”。
根据国标（GB7665－87），传感器的定义为：“能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
”这一定义所表述的传感器的主要内涵包括：
1）从传感器的输入端来看：一个指定的传感器只能感受规定的被测量，即传感器对规定的物理量具有最大的灵敏度和最好的选择性。
例如温度传感器只能用于测温，而不希望它同时还受其它物理量的影响。
2）从传感器的输出端来看：传感器的输出信号为“可用信号”，这里所谓的“可用信号”是指便于处理、传输的信号，最常见的是电信号、光信号。
可以预料，未来的“可用信号”或许是更先进更实用的其它信号形式。
3）从输入与输出的关系来看：它们之间的关系具有“一定规律”，即传感器的输入与输出不仅是相关的，而且可以用确定的数学模型来描述，也就是具有确定规律的静态特性和动态特性。
传感器的认知与应用
任务传感器的认知与应用
磁性开关的内部电路如图2 -4中虚线框内所示。 磁性开关有蓝色和棕色2根引出线，使用时蓝色引出线应连接到PLC输
入公共端，棕色引出线应连接到PLC输入端。在磁性开关上设置的LED 显示灯用于显示其信号状态，供调试时使用。磁性开关动作时，输出信 号“1",LED亮;磁性开关不动作时，输出信号“0", LED不亮。磁性开关 的安装位置可以调整，调整方法是松开它的紧定螺栓，让磁性开关顺着 气缸滑动，到达指定位置后，再旋紧固定螺栓。 2.电感式接近开关 电感式接近开关是利用电涡流效应制造的传感器，属于一种开关量输出 的位置传感器。电涡流效应是指，当金属物体处于一个交变的磁场中， 在金属内部会产生交变的电涡流，该涡流又会反作用于产生它的磁场的 一种物理效应。
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任务传感器的认知与应用
图2 -9 (c)所示的反射式光电接近开关亦是集发射器与接收器于一体， 光电接近开关发射器发出的光线经过反射镜，反射回接收器，当被检测 物体经过且完全阻断光线时，光电接近开关就产生了检测开关信号。反 射式光电接近开关检测距离可从几厘米到几米。
4.光纤型光电传感器 光纤型光电传感器由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光
二、创建新的数据库文件
在Protel 99 SE的主窗口，可以创建一个新 的设计数据库文件。执行菜单File→ New，弹出 下图所示的新建设计数据库文件对话框。
在对话框中可以进行以下设置：
该软件采用Client/Server （客户/服务器）体 系结构，包含了电子电路原理图设计、多层印制 电路板设计（包含印制电路板自动布线）、通用 可编程逻辑器件设计、模拟电路与数字电路混合 信号仿真及分析、图表生成、电子表格生成、同 步设计、联网设计、3D模拟等功能。
传感器的概述
第一章 传感器的概述1.传感器的定义能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置叫做传感器。
2.传感器的共性：利用物理定律或物质的物理、化学、生物等特性，将非电量（位移、速度、加速度、力等）转换成 电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。
3.传感器的组成：传感器由有敏感元件、转换元件、信号调理电路、辅助电源组成。
传感器基本组成有敏感元件和 转换元件两部分，分别完成检测和转换两个基本功能。
第二章 传感器的基本特性1.传感器的基本特性：静态特性、动态特性。
2.衡量传感器静态特性的主要指标有：线性度 、灵敏度 、分辨率迟滞 、重复性 、漂移。
3.迟滞产生原因：传感器机械部分存在摩擦、间隙、松动、积尘等。
4.产生漂移的原因：①传感器自身结构参数老化；②测试过程中环境发生变化。
5.例题：1．用某一阶环节传感器测量100Hz 的正弦信号，如要求幅值误差限制在±5%以内，时间常数应取多少？如果用该传感器测量50Hz 的正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多少？ 解：一阶传感器的频率响应特性： 幅频特性：2.在某二阶传感器的频率特性测试中发现，谐振发生在频率为216Hz 处，并得到最大福祉比为1.4比1，试估算该传感器的阻尼比和固有频率的大小。
3.玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银，可用一阶微分方程来表示。
现已知某玻璃水银温度计特性的微分方1)(1)(+=ωτωj j H )(11)(ωτω+=A s rad f n n /135********.014.121)(A )(4)(1)(A n max n 21222=⨯=======⎭⎬⎫⎩⎨⎧+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-ππωωξξωωωωωξωωω所以，时共振，则当解：二阶系统程是x y dtdy310224-⨯=+ ，y 代表水银柱的高度，x 代表输入温度（℃）。
求该温度计的时间常数及灵敏度。
解：原微分方程等价于：x y dt dy3102-=+所以：时间常数T=2S, 灵敏度Sn=10-3第三章 电阻式传感1.应变式电阻传感器的特点： 1）优点：①结构简单，尺寸小，质量小，使用方便，性能稳定可靠；②分辨力高，能测出极微小的应变；③灵敏度 高，测量范围广，测量速度快，适合静、动态测量；④易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距离 测量和遥测；⑤价格便宜，品种多样，工艺较成熟，便于选择和使用，可以测量多种物理量。
传感器简答题总结
简答题第一章1 传感器的定义，组成和分类。
定义：人们通常将能把被测物理量或者化学量转换为与之有确定对应关系的电量输出的装置称为传感器组成：传感器由敏感元件、传感元件和其他辅助件组成，有时也将信号调节与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。
分类：一、根据输入物理量可分为：位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器及气敏传感器等。
二、根据工作原理可分为：电阻式、电感式、电容式及电势式等。
三、根据输出信号的性质可分为：模拟式传感器和数字式传感器。
即模拟式传感器输出模拟信号，数字式传感器输出数字信号.四、根据能量转换原理可分为：有源传感器和无源传感器。
第二章1 爱因斯坦光电效应方程。
020A mv 21hv += 2 光电效应，外光电效应，内光电效应，光生伏特效应。
光电效应：当光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体中的电子吸收了入射光子的能量，而发生相应的效应外光电效应：在光线作用下使电子逸出物体表面的现象内光电效应：在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象光生伏特效应：在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的现象3 光敏电路分析。
4 光电传感器报警原理，测转速计算。
5 光电池结构。
硅光电池是在一块N 型硅片上，用扩散的方法惨入一些P 型杂质形成PN 结制作而成。
硒光电池是在铝片上涂硒，再用溅射的工艺，在硒层上形成一层半透明的氧化镉。
在正反两面上低溶合金作为电极。
6 光电倍增管结构和工作原理，什么是倍增系数。
光电倍增管结构：由光阴极、次阴极（倍增极）以及阳极3部分组成。
工作原理：光电倍增管除光电阴极外，还有若干个倍增电极。
使用时在各个倍增电极上均加上电压。
阴极电位最低，从阴极开始，各个倍增电极的电位依次升高，阳极电位最高。
阳极电位最高。
同时这些倍增电极用次级发射材料制成，这种材料在具有一定能量的电子轰击下，能够产生更多的“次级电子”。
由于相邻两个倍增电极之间有电位差，因此存在加速电场，对电子加速。
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传感器的定义及组成
现代信息技术包括计算机技术、通信技术利传感豁技术等，计算机相当于人的大脑，通信相当于人的神经，而传感器则相书十人的感觉器官。
如果没右各种精确可靠的传感器去检测
原始数据并提供真实的信息，即使是性能非常优越的计算机．也无法发挥具应有的作用。
1．传感器
从广义上讲，传感器就址能够感觉外界信息，并能按一定规律将这些信息转换成可用的输
出信号的器件或装置。
这一概念包含了下血3方向的含义：
(1)传感器是一种能够完成提取外界信息仟务的装置。
(2)传感器的输入量通常指非电里，如物理虽、化学星、生物量等；而输出量是使于传输、转
换、处理、显示等的物理量，主要是电量信号。
例如，电容传感器的输入量可以足力、压力、位
移、速度等非电量信哆，输出则足电压信号。
(3)传感器的输出量与NXP代理商输入是之间精确地保持一定规律。
2．传感器的组成
传感器一般由敏感冗件、转换元件和转换电路3部分组成
(1)敏感元件敏感yG件是传感器中能且接感受被测量的部分，即直接感受被测量，并输
11l与被测量成确定义系的某一物理量。
例如，弹件敏感冗件将压力转换为位移，量压力与位移
之间保持一定的函数关系。
(2)转换，c什转换元件足传ATMEL代理商感器中将敏感元件输山量转换为适十传输莉刚量的电信号
部分。
例如，府变式压力传感器个的屯15K应变片将应变转换成电阻的变化。
门)转换电路转换电路将电量参数转换戊便于洲景的吧压、屯流、频率等电量病号
如，交、应流电桥，放大器、振荡器，电荷放大器等。
应该许意，并个是所有的传感器必须门时也括敏感元件和转换元件。
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