什么是传感器

2022-04-07 14:32 宁波圣邦
  • 传感器概念

传感器可理解为模拟人类的五感(视觉、味觉、听觉、嗅觉、触觉)去感知物理世界的一种物理装置。维基百科对传感器的定义为:传感器(Sensor,有时也称为Transducer-换能器)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。


  • 传感器构成

一个传感器的输入对输出的影响被称为传感系数或灵敏度(sensitivity)。例如,一个水银温度计,每当温度上升1 °C时,水银柱上升1cm,则这个水银温度计的传感系数为1 cm/°C。当一个传感器的输入和输出完全成线性关系的时候,这个传感器就是一个理想传感器。理想传感器还应该遵守以下原则:

  1. 只受被测因素的影响;

  2. 不受其他因素的影响;

  3. 传感器本身不会影响被测因素。

我们可以看出,这些原则都是为了保证传感器测量的结果更为准确。

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,如图下图所示。



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。也就是说敏感元件负责测量,转换元件负责翻译,变换电路负责过滤和放大信号,让信号输出符合要求。


  • 传感器分类

根据传感器工作原理,可分为物理类(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)三大类。


根据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。


对应人类的五感,传感器可进行如下分类:

  1. 光敏传感器---对应人的视觉

  2. 声敏传感器---对应人的听觉

  3. 气敏传感器---对应人的嗅觉

  4. 化学传感器---对应人的味觉

  5. 压敏、温敏、流体传感器---对应人的触觉


当然,这些传感器测量的范围比人通过人体能够感知的范围要大,精度也要高。大家都知道人的眼睛是看不到紫外线和红外线的,而传感器则可以测量到。


总结:传感器就是测量和感知,测量和感知的是某个物体属性或者环境属性的变化,所以被测量通常是变化的、动态的,这种变化被测量后的物理信号需要转换为电信号以便可以被通讯技术传递和收集。

发布于 2018-02-28 13:24


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