傳感器是一種物理設(shè)備或生物器官，能夠探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他設(shè)備或器官。人的五官就是天然的傳感器，具有視、聽、嗅、味、觸覺，大腦就是經(jīng)過五官來感知外界的信息（圖1）。

圖1 人與機(jī)器的對(duì)應(yīng)聯(lián)系

    工程科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的傳感器既是對(duì)人體五官的工程模擬物，是能將特定的被丈量信息（包含物理量、生物量、生物量）按必定的規(guī)則變換成某種可用信號(hào)輸出的器材或設(shè)備。可用信號(hào)既是便于處理和傳輸?shù)男盘?hào)，現(xiàn)在因?yàn)殡娦盘?hào)最契合這一要求，傳感器也可狹義界說為把外界非電信息變換成電信號(hào)輸出的器材（圖2）。

圖2 各類傳感器

傳感器的構(gòu)成
    傳感器的具體構(gòu)成根據(jù)被測(cè)目標(biāo)、變換原理，使用環(huán)境和功用要求的情況有很大差異。
    自源型是僅含有變換元件的傳感器構(gòu)成辦法，它不需求外動(dòng)力，可直接從外部被測(cè)目標(biāo)吸收能量變換為電效應(yīng)，但輸出的能量較弱。常見的有熱電偶、壓電器材等。
    帶鼓勵(lì)源型是在變換器材外加了輔助動(dòng)力的構(gòu)成辦法，輔助動(dòng)力起到鼓勵(lì)的作用，能夠是電源或磁源，這樣不需求變換電路也有較大電量輸出。常見的有霍爾傳感器等。
    外源型是由利用被丈量完成阻抗變換的變換元件構(gòu)成，有必要經(jīng)過帶外電源的變換電路才干獲得電量輸出。常見的有電橋等。
    相同傳感器補(bǔ)償型（圖3-a）是使用兩個(gè)完全相同的變換元件置于相同環(huán)境下的構(gòu)成辦法。實(shí)際使用其間一個(gè)元件進(jìn)行作業(yè)，另一個(gè)用于抵消其遭到的環(huán)境攪擾影響。常見的有應(yīng)變式，固態(tài)壓阻式傳感器等。
    差動(dòng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)償型（圖3-b）和相同傳感器補(bǔ)償型相似，但其兩個(gè)變換元件都進(jìn)行作業(yè)，除了能夠抵消環(huán)境攪擾，還使有用的輸出值增加。
    不同傳感器補(bǔ)償型（圖3-c）是兩個(gè)原理和性質(zhì)不同的變換元件置于相同環(huán)境下的構(gòu)成辦法，也是經(jīng)過一個(gè)變換元件給作業(yè)的變換元件提供補(bǔ)償。常見的有熱敏電阻的溫度補(bǔ)償，加速度的攪擾補(bǔ)償?shù)取?/span>

    現(xiàn)在隨著核算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傳感器和微處理器結(jié)合在一起，形成了智能化傳感器的概念，這種構(gòu)成具有了信息處理的功用，遠(yuǎn)景非常廣闊。
傳感器的分類
    傳感器的品種繁復(fù)，分類辦法多種多樣。關(guān)于被丈量，能夠用不同的傳感器來丈量；而關(guān)于同一原理的傳感器，一般又能夠丈量多種非電量。
    具體分類可按變換的根本效應(yīng)、構(gòu)成原理等分多種，其間又以按照作業(yè)原理分類最為詳細(xì)（表1）。

表1 傳感器類型分類

傳感器的根本要求
    無(wú)論何種傳感器，作為直接面對(duì)測(cè)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的前鋒，有必要能夠快速、精確、牢靠而又經(jīng)濟(jì)地完成信息變換的根本要求。
    傳感器的作業(yè)范圍和量程需求足夠大，能夠滿足相應(yīng)測(cè)驗(yàn)的極端要求，需求具備必定的過載才能；有必要有能滿足要求的靈敏度和精度，要求變換后輸出的信號(hào)和被丈量的輸入信號(hào)成斷定的聯(lián)系，且比值要大。傳感器還需求具備快速的響應(yīng)才能，穩(wěn)定牢靠的作業(yè)才能，較長(zhǎng)的壽命和較低的本錢，同時(shí)維修，校準(zhǔn)方便。根據(jù)特定的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，有時(shí)對(duì)傳感器的體積和分量都有嚴(yán)格要求，且期望其內(nèi)部噪聲小不易遭到外部攪擾。最終是傳感器輸出的信號(hào)最好采取通用的規(guī)范辦法，以便于和外部系統(tǒng)對(duì)接。
    可見挑選一款適宜的傳感器并不輕松，需求根據(jù)需求全面歸納地考慮，不行馬虎。
傳感器重要目標(biāo)介紹
    傳感器在檢測(cè)靜態(tài)量時(shí)的靜態(tài)特性和檢測(cè)動(dòng)態(tài)量時(shí)的動(dòng)態(tài)特性一般能夠分隔考慮。關(guān)于輸入信號(hào)的，傳感器的數(shù)學(xué)模型也一般有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)之分。
靜態(tài)特性
    靜態(tài)特性表明傳感器在被測(cè)輸入量各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，輸入和輸出的聯(lián)系，主要要考慮線性度和隨機(jī)變化等因素。

線性度：
    線性度又稱非線性，是表征傳感器輸出-輸入校準(zhǔn)曲線與選定的擬合直線之間的符合程度的目標(biāo)。一般用相對(duì)差錯(cuò)來表明線性度或非線性差錯(cuò)，有：

（公式1）

表明輸出平均值與擬合直線間的最大偏差；

表明理論滿量程輸出值。
    所以，選定的擬合直線不同時(shí)，核算所得的線性度數(shù)值也就不同。挑選擬合直線要保證獲得盡量小的非線性差錯(cuò)，還要考慮核算是否方便。常見的辦法有理論直線法、端點(diǎn)線法、最小二乘法等。
遲滯:
遲滯是反應(yīng)傳感器在輸入量增大和減小的行程過程中輸出和輸入曲線的不重合程度的目標(biāo)（圖2）。一般用正反行程輸出的最大差值核算，有：

（公式2）

圖1 遲滯

靈敏度:
靈敏度（圖3）是傳感器輸出量增量與被測(cè)輸入量增量之比，線性傳感器的靈敏度就是擬合直線的斜率，即：
                                                  （公式3）
非線性傳感器的靈敏度不是常數(shù)，用dy/dx表明。
關(guān)于需求外部鼓勵(lì)的傳感器來說，其靈敏度的表達(dá)還要考慮電源電壓的因素。

圖2 靈敏度

分辨力:
    分辨力是傳感器在規(guī)則丈量范圍內(nèi)所能測(cè)驗(yàn)出的被測(cè)輸入量的最小變化量，有時(shí)用該值相對(duì)滿量程輸入值的百分?jǐn)?shù)表明，稱為分辨率。
重復(fù)性：
    重復(fù)性是指輸入量按同一方向做全量程接連屢次變化時(shí)，所得特性曲線間共同程度的目標(biāo)，各條曲線越接近，重復(fù)性越好。重復(fù)性差錯(cuò)反映的是校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的離散程度，是隨機(jī)差錯(cuò)核算：

漂移:
    漂移指在必定時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出量存在著與被測(cè)輸入量無(wú)關(guān)的變化，主要包含零點(diǎn)漂移和 靈敏度漂移。零點(diǎn)漂移或靈敏度漂移又可分為時(shí)間漂移和溫度漂移。
    時(shí)間漂移指在規(guī)則的條件下，零點(diǎn)或靈敏度隨時(shí)間的緩慢變化；溫度漂移則是周圍溫度變化所引起的。