导图社区 传感器技术介绍
传感器是指能感受规定的被测量，利用物理效应，化学效应，生物效应，把被测量的物理量，化学量，生物量等转化成符合需要的电量的器件或装置。
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传感器技术介绍
相关概念
1.定义：感受被测量并转换成可用输出信号
2、基本构成：敏感元件、转换元件、转换电路、辅助电源
3、信号调理：敏感元件--电量（电压、电流等）-信号调理（电压）-数字量
4、理想传感器：对输入量敏感、与输出量呈线性关系、误差小
5、标定：绝对式标定（将输出值与真实值比较）、比较式标定（用其他传感器比较）
6、精度、精密度、不确定度：精度（与真值的符合程度）、精密度（分散程度）、不确定度（公差区间）
7、使用注意：安装、标定、熟悉应用范围、接地及抗干扰
工作特性
1、静态特性：输入输出函数关系、线性度、灵敏度与测量范围、迟滞性与重复性、分辨力与阈值、稳定性
2、动态特性：随时间变化的测量响应关系
3、 环境特性：特定外部条件，传感器所表现出的性能
选择的方法
1、了解测量对象和使用环境条件
2、线性范围与量程，并考虑突变过载量
3、高灵敏度，但灵敏度高会混入噪声，考虑抗噪，方向性
4、精度，考虑性价比
5、频率响应快慢特性
6、稳定性，材料、结构、使用环境，重新校准
原理
传感器分为两类 （现有技术手段是基于电测量技术的）
1.由敏感元件一次完成被测量到电量的变换
2.借助光、声、位移等不同物理量之间的相互变换，最后转为电量 增加了中间量转换
基本电参量（电阻、电容、电感）
电阻：将物理量或化学量转换为阻值变化
应用场景：力、位移、扭矩、加速度、温度、湿度等
测量方法：偏转法、分压法、电桥法
需考虑问题：自热，非线性（如热敏电阻需要线性化）、引线电阻影响
电容：分辨率高、动态响应好、结构简单， 但量程小、抗扰差、阻抗高（原理电容变换器）
应用场景：力、位移、加速度
电感：以磁场为媒介或借助电磁感应， 完成的磁组变化引起电感变化测量。（可变电感或可变互感）
应用场景：直线/角位移、震动、压力、重量、力矩、应变
结构简单可靠，输出功率大，抗扰强，分辨力高；缺点 频率响应低，不宜快速动态测量，尺寸线圈难以减小
常用物理效应与器件
弹性效应和弹性元件
电阻应变片、压租效应（PN结）、压电效应（晶体变形）
光电效应（物体在光照射下，释放出光电子）
红外传感（物体只要有温度，就会辐射红外光，）
光纤传感
磁电效应
热阻效应、热电效应和热释电效应
超声波：可测液位、流量、速度、厚度、以及无损探伤等
机械量传感器
线位移传感器
磁阻式线位移传感器
光纤小位移传感器
光电式
光学三角位置传感器
激光测距仪与激光雷达
物位传感器
超声波…
电容式
磁致伸缩…
数字式位移传感器
绝对编码式角位移传感器
增量编码器（计数）
光栅精密线位移传感器
速度传感器
光电式（L/t）
磁电式(线圈电磁感应定律)
多普勒效应（根据发射接收的频率差计算）
转速传感器
直射式（n转速=脉冲频率/圆盘开孔数）
反射式（光+透镜反射+反射光强弱判断）
磁电感应式（电磁绕组，感应电动势）
霍尔式转速传感器（霍尔开关集成传感器在每个小磁钢通过时，产生相应脉冲）
加速度传感器（F=ma）
压电式加速度
剪切型加速度
压阻式
力传感器 （弹性元件、应变片、测量电路）
应变式力传感器与称重传感器
压电式
扭矩传感器 （力引起电阻、电容、电感的变化）
光栅扭矩
磁弹性扭矩
应变测量法
流量传感器
热学量传感器
接触式测温（热交换）
非接触式（热辐射）
其他物理量传感器
光学量传感器
照度（光敏二极管）
亮度
红外和紫外光传感器
视觉传感器
CCD图像传感器
COMS图像传感器
电流和电压传感器
化学传感器
化学物质、敏感膜、转换器、电路、传感器信号
智能传感器原理框图
被测量、传感器、信号调理电路、微处理器、输出接口、数字量输出
