传感器的定义与分类
传感器的基本知识
传感器的基本知识导语：传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。
传感器的基本知识一、传感器的定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
二、传感器的分类目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种：1、按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器;2、按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器;3、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量(“1”和”0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。
三、传感器的静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。
因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。
表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。
四、传感器的动态特性所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。
在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。
这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。
*常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
五、传感器的线性度通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。
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。
《认识常见的传感器》课件
传感器在物联网中的应用
物联网传感器
物联网的发展离不开传感器技术的支持，传感器在智能家居、智能交通、智能农业等领 域的应用越来越广泛，为人们的生活和工作带来了便利。
物联网传感器发展趋势
随着物联网技术的不断进步，传感器将朝着更低功耗、更小体积、更高可靠性和更低成 本的方向发展。
传感器与其他技术的融合发展
详细描述
传感器可以监测人体的血压、血糖、 血氧饱和度等生理参数，以及检测癌 症标志物、病毒等，为医生提供快速 准确的诊断结果。
智能家居
总结词
在智能家居领域，传感器用于实现智能化控制和提升居住体验。
详细描述
传感器可以检测室内温度、湿度、光照、空气质量等环境参数，以及家庭成员的行动和习惯，实现智能化的家居 环境调节和节能控制。
《认识常见的传感器 》ppt课件
目录
• 传感器概述 • 常见传感器介绍 • 传感器的工作原理与特性 • 传感器的应用领域 • 未来传感器技术展望
01 传感器概述
传感器的定义与分类
定义
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感 受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的 信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和 控制等要求。
03 传感器的工作原理与特性
传感器的转换原理
电阻式传感器
利用电阻随环境变化而 变化的特性，将非电量 转换为电信号。
电容式传感器
利用电容器极板间电容 随环境变化而变化的特 性，将非电量转换为电 信号。
电感式传感器
利用线圈的电感随环境 变化而变化的特性，将 非电量转换为电信号。
磁电式传感器
利用磁电感应原理，将 非电量转换为电信号。
总结词
传感器设计与应用实例
传感器设计与应用实例传感器是一种能够将物理量转换为电信号或其他形式的信号的装置。
在现代科技和工业领域中，传感器被广泛应用于各种各样的场景中，如工业自动化、环境监测、医疗、交通等。
随着传感器技术的快速发展，传感器的设计和应用也逐渐成为了一个热门话题。
本文将从传感器的定义、分类入手，介绍传感器的设计和应用实例。
一、传感器的定义和分类传感器是一种能够将物理量转换为电信号或其他形式的信号的装置。
根据测量的物理量可以将传感器分为多种类型，如光学传感器、力学传感器、磁性传感器、化学传感器等。
按照传感器工作原理分类，可以将传感器分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器等。
二、传感器的设计传感器的设计过程主要包括以下几个步骤：确定测量物理量、选择传感器类型、确定传感器的灵敏度和分辨率、选择信号处理电路等。
例如，在设计温度传感器时，首先需要确定需要测量的温度范围和要求的精度等级。
然后选择传感器类型，如热敏电阻、热电偶等。
确定传感器的灵敏度和分辨率，对于温度传感器来说，需要确定温度响应曲线，从而确定温度变化下传感器电阻值的变化。
最后选择信号处理电路，将传感器输出的信号转换为数字信号，方便计算和分析。
三、传感器应用实例1. 生产自动化在生产线上，传感器可以实现对于机器设备的监测和控制。
例如，通过安装压力传感器和振动传感器等，监测机器设备的工作状态和健康状况。
当机器设备出现故障时，传感器可以通过发送信号给控制系统，自动停机并通知维修人员前来处理，从而提高生产效率和工作安全性。
2. 智能家居在智能家居中，传感器可以实现对于家居环境的监测和控制。
例如，通过安装温度传感器和湿度传感器等，可以实现对于室内温度和湿度的监测和调节。
同时，通过安装光敏传感器和红外传感器等，可以实现对于室内光线和人体动静的监测和控制。
3. 物联网在物联网领域中，传感器可以实现对于物品和环境的智能感知和数据采集。
例如，在物流和供应链管理中，通过安装RFID传感器和温度传感器等，可以实现对于货物的实时追踪和温度监测。
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。
传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类
传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义与分类传感器的分类⽅法很多.主要有如下⼏种:(1)按被测量分类,可分为⼒学量、光学量、磁学量、⼏何学量、运动学量、流速与流量、液⾯、热学量、化学量、⽣物量传感器等。
这种分类有利于选择传感器、应⽤传感器(2)按照⼯作原理分类,可分为电阻式、电容式、电感式,光电式,光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。
这种分类有利于研究、设计传感器,有利于对传感器的⼯作原理进⾏阐述。
(3)按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、⽯英传感器、光导纤推传感器、⾦属传感器、有机材料传感器、⾼分⼦材料传感器等。
这种分类法可分出很多种类。
(4)按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。
其中数字传感器便⼲与计算机联⽤,且坑⼲扰性较强,例如脉冲盘式⾓度数字传感器、光栅传感器等。
传感器数字化就是今后的发展趋势。
(5)按应⽤场合不同分为⼯业⽤,农⽤、军⽤、医⽤、科研⽤、环保⽤与家电⽤传感器等。
若按具体便⽤场合,还可分为汽车⽤、船舰⽤、飞机⽤、宇宙飞船⽤、防灾⽤传感器等。
(6)根据使⽤⽬的的不同,⼜可分为计测⽤、监视⽤,位查⽤、诊断⽤,控制⽤与分析⽤传感器等。
主要特点传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、⽹络化,它不仅促进了传统产业的改造与更新换代,⽽且还可能建⽴新型⼯业,从⽽成为21世纪新的经济增长点。
微型化就是建⽴在微电⼦机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应⽤在硅器件上做成硅压⼒传感器。
主要功能常将传感器的功能与⼈类5⼤感觉器官相⽐拟:光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉⽓敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温敏、传感器(图1)流体传感器——触觉敏感元件的分类:物理类,基于⼒、热、光、电、磁与声等物理效应。
化学类,基于化学反应的原理。
⽣物类,基于酶、抗体、与激素等分⼦识别功能。
《传感器及其应用》课件
传感器根据测量物理量的不同可分为温度传 感器、光电传感器、压力传感器等。
3 传感器的基本结构
传感器由感知元件、转换元件和输出元件组 成，实现环境参数到电信号的转换。
4 传感器的工作原理
传感器通过感知元件对环境参数进行测量， 并将这些信号转换为电信号，用于后续处理 和分析。
二、传感器的应用
1 温度传感器
4
智能质量检测
利用传感器对产品进行在线检测和质量监控，提高产品质量和一致性。
五、传感器的发展趋势
1 传感器的技术革新
传感器技术在小型化、集成化、智能化方面不断创新，提供更多应用场景和功能。
2 传感器市场的前景
随着物联网和智能化的发展，传感器市场将持续增长，成为未来重要的产业。
3 传感器应用的未来发展
《传感器及其应用》PPT 课件
欢迎来到《传感器及其应用》的课程介绍PPT。在本课程中，我们将探讨传 感器的概念、工作原理以及在不同领域的应用，包括智能家居和制造业。让 我们一起开始吧！
一、传感器的概念
1 传感器定义
2 传感器分类
传感器是一种能够对周围环境进行感知和测 量的装置，将环境参数转化为可用的电信号。
用于测量环境温度，广泛 应用于气候控制、工业过 程监测等。
2 光电传感器
可感知光信号的存在和强 度，常用于自动化控制、 光电开关等领域。
3 压力传感器
测量压力或压力变化，广 泛应用于汽车、航空航天 等工业领域。
4 气体传感器
用于检测空气中的不同气体成分，常用于环 境监测、气体泄漏报警等。
5 液位传感器
测量液体的高度和变化，广泛应用于液体储 罐、水处理等领域。
智能传感器
智能传感器智能传感器：感知未来的关键随着科技的不断进步，智能传感器正逐渐成为现代生活中不可或缺的一部分。
本文将探讨智能传感器的定义、分类、应用场景以及未来发展趋势，以揭示其在我们日常生活和工业生产中的重要作用。
一、智能传感器的定义智能传感器是一种集成了传感器、数据处理和通信功能的智能感知设备。
它能够感知被测量（如温度、压力、位移等）的变化，并对其进行处理、分析，从而输出有价值的信号，实现设备的自动化控制和监测。
二、智能传感器的分类1、根据使用目的分类：可分为检测型传感器（如温度传感器）、控制型传感器（如压力传感器）和测试型传感器（如振动传感器）。
2、根据测量原理分类：可分为物理传感器（如光学传感器）、化学传感器（如气敏传感器）和生物传感器（如生物电极传感器）。
3、根据输出信号分类：可分为模拟输出传感器（如4-20mA传感器）和数字输出传感器（如CAN总线传感器）。
三、智能传感器的应用场景智能传感器广泛应用于各个领域，包括但不限于：1、家庭用品：智能温度传感器用于智能空调、智能热水器等设备，智能湿度传感器用于智能加湿器、智能除湿机等设备。
2、医疗设备：智能生物电极传感器用于监测心电图、血压等生命体征，智能化学传感器用于监测血糖、尿酸等生理指标。
3、工业控制：智能位移传感器用于监测机器的振动、位移等参数，智能压力传感器用于监测液位、流量等过程控制指标。
4、环保监测：智能光学传感器用于监测空气质量、水质等环境指标，智能化学传感器用于监测有毒气体、污染物等。
5、交通领域：智能速度传感器用于监测车辆速度、智能酒精传感器用于检测驾驶员是否酒驾。
四、智能传感器的未来发展趋势随着物联网、云计算、等技术的不断发展，智能传感器将会朝着更加智能化、微型化、低功耗的方向发展。
未来，智能传感器将能够更加精准地感知环境信息，具有更强的数据处理和分析能力，同时也能够实现更加便捷的远程管理和控制。
这将为我们的日常生活和工业生产带来更多的便利和效益。
传感器技术-第一讲-绪论
y
2．迟滞：传感器在正(输入 量增大)反（输入量减小）行程中
yFS ⊿Hmax
输出输入曲线不重合称为迟滞。
迟滞特性如图所示，它一般是由
实验方法测得。迟滞误差一般以
满量程输出的百分数表示,即
H 1/ 2H max / yFS 100 %
0
x
迟滞特性
式中△Hmax正反行程间输出的最大差值。迟滞误差的另一名称 叫回程误差。回程误差常用绝对误差表示。检测回程误差时， 可选择几个测试点。对应于每一输入信号，传感器正行程及反
分析传感器动态特性，必须建立数学模型。线性系统的 数学模型为一常系数线性微分方程。对线性系统动态特 性的研究，主要是分析数学模型的输入量x与输出量y之 间的关系，通过对微分方程求解，得出动态性能指标。 动态特性的传递函数在线性或线性化定常系统中是指初 始条件为0时，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏 变换之比。
1.7 传感器的选用原则
一、与测量条件有关的因素 测量的目的；被测试量的选择；测量范围；输入信号的幅值， 频带宽度；精度要求；测量所需要的时间。 二、与传感器有关的技术指标 精度；稳定度；响应特性；模拟量与数字量；输出幅值；对 被测物体产生的负载效应；校正周期；超标准过大的输入信号 保护。 三、与使用环境条件有关的因素 安装现场条件及情况；环境条件(湿度、温度、振动等) 信 号传输距离；所需现场提供的功率容量。 四、与购买和维修有关的因素 价格；零配件的储备；服务与维修制度，保修时间；交货日 期。
1.5 传感器的发展趋势
传感技术的发展分为两个方面：提高与改善传感器的技术 性能、寻找新原理、新材料、新工艺及新功能等。
一、改善传感器的性能的技术途径 1．差动技术：差动技术是传感器中普遍采用的技术。它 的应用可显著地减小温度变化、电源波动、外界干扰等对传 感器精度的影响，抵消了共模误差，减小非线性误差等。不 少传感器由于采用了差动技术，还可使灵敏度增大。 2．平均技术：在传感器中普遍采用平均技术可产生平均 效应，其原理是利用若干个传感单元同时感受被测量，其输出 则是这些单元输出的平均值。 3．补偿与修正技术：针对传感器本身特性，针对传感器 的工作条件或外界环境补偿与修正，可以利用电子线路（硬件） 来解决，也可以采用微型计算机通过软件来实现。 4．屏蔽、隔离与干扰抑制。
传感器的工作原理是什么？
传感器的工作原理是什么？一、传感器的定义与分类传感器是一种用于测量、检测和监控其所处环境的物理量或化学量的装置。
根据测量的物理量的不同，传感器可以分为光学传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器等各种类型。
不同类型的传感器在原理和应用范围上有所区别，下面将逐一介绍几种常见的传感器工作原理。
二、光学传感器的工作原理光学传感器是利用光的电磁波特性来进行测量的一种传感器。
它利用光的反射、透射、吸收等现象来测量物体的距离、颜色、形状等信息。
光学传感器通常由光源、光电器件和信号处理器组成。
光源发射光线，经过物体后被光电器件接收，然后信号处理器对接收到的光信号进行处理，最终得到所需信息。
三、温度传感器的工作原理温度传感器是测量物体温度的一种传感器。
常见的温度传感器有热电偶和热电阻两种。
热电偶利用两种不同金属的热电势差与温度之间的关系来测量温度，而热电阻则是根据电阻与温度之间的线性关系来测量温度。
温度传感器具有精度高、响应快的特点，在工业、医疗等领域得到广泛应用。
四、压力传感器的工作原理压力传感器是测量压力的一种传感器。
它可以利用压阻效应、电容效应、电感效应等原理来测量压力。
其中，压阻式传感器是利用外力作用下导电材料电阻发生变化的原理来测量压力的；电容式传感器则是根据电容变化与压力之间的关系来测量压力的。
压力传感器广泛应用于工业自动化、汽车、航空等领域，实现对压力的实时监测和控制。
五、湿度传感器的工作原理湿度传感器是用于测量空气湿度的一种传感器。
它主要应用于气象观测、农业、室内环境监测等领域。
湿度传感器可以采用电湿度传感器、电容式湿度传感器、表面声波湿度传感器等不同原理来测量湿度。
其中，电湿度传感器是根据电容变化与湿度变化之间的关系来测量湿度的；电容式湿度传感器是利用介电常数与湿度之间的关系来测量湿度的。
通过以上介绍，我们可以了解到传感器的工作原理和应用范围。
不同类型的传感器在原理和测量方式上存在一定的差异，但都在不同领域中发挥着重要的作用。
传感器知识点
传感器知识点一、什么是传感器？传感器是一种可以将环境中的物理量或化学量转换为电信号的装置。
它通过感受、测量和探测环境中的各种物理量，如温度、湿度、压力、流量等，并将其转化为可供电子设备处理的电信号。
二、传感器的分类1. 根据测量的物理量分类：- 温度传感器：用于测量环境或物体的温度。
- 压力传感器：用于测量气体或液体的压力。
- 湿度传感器：用于测量空气中的湿度水分含量。
- 光照传感器：用于检测环境中的光照强度。
- 加速度传感器：用于测量物体的加速度。
- 位置传感器：用于测量物体在空间中的位置。
2. 根据测量原理分类：- 电阻型传感器：利用物体电阻值与物理量之间的关系进行测量。
- 电容型传感器：利用物体电容值与物理量之间的关系进行测量。
- 压阻型传感器：利用物体阻值与物理量之间的关系进行测量。
- 磁阻型传感器：利用物体磁阻值与物理量之间的关系进行测量。
- 光电传感器：利用物体与光之间的相互作用进行测量。
三、传感器的应用1. 工业自动化领域：- 温度传感器被广泛用于测量工业过程中的温度，以控制物体的加热或冷却过程。
- 压力传感器用于测量管道中的液体或气体压力，以确保工业过程的正常运行。
- 光照传感器可用于在工业生产线上检测产品的正确定位和识别。
2. 环境监测领域：- PM2.5传感器用于测量空气中的颗粒物含量，以实时监测空气质量。
- 湿度传感器可用于测量土壤湿度，以帮助农民进行精确灌溉。
3. 医疗设备领域：- 心率传感器用于监测患者的心率情况。
- 血糖传感器可用于测量患者的血糖水平。
4. 智能家居领域：- 温度传感器和湿度传感器用于控制智能家居设备，如空调、加湿器等。
- 光照传感器可用于智能家居自动调节照明亮度。
四、未来发展趋势随着物联网技术的发展，传感器在各个领域的应用将越来越广泛。
传感器将更小、更智能化，能够实现更多的功能。
同时，传感器的精度和稳定性也将不断提高，使得测量结果更加准确可靠。
总结：传感器是现代科技发展中不可或缺的重要组成部分。
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。
传感器_第2章_传感器定义
时间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面： 一
是传感器自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。 最常见的漂移是温度漂移，即周围环境温度变化而引起输出的
变化，温度漂移主要表现为温度零点漂移和温度灵敏度漂移。
温度漂移通常用传感器工作环境温度偏离标准环境温度
（一般为20℃）时的输出值的变化量与温度变化量之比 (ξ)来表
y YF S 实际 特性曲 线
线性度示意图
理想 特性曲 线 o
x
非线性偏差的大小是以一定的拟合直线为基准直线而得 出来的。拟合直线不同，非线性误差也不同。所以，选 择拟合直线的主要出发点，应是获得最小的非线性误差。 另外，还应考虑使用是否方便，计算是否简便。
直线拟合方法 a)理论拟合 b)过零旋转拟合 c)端点连线拟合 d)端点连线平移拟合
2. 线性度
传感器的线性度是指在全量程范围内实际特性曲线与拟合 直线之间的最大偏差值 ΔLmax与满量程输出值YFS之比。线性度 也称为非线性误差，用γL表示，即
Lmax L 100% YFS
式中： ΔLmax——最大非线性绝对误差； YFS——满量程输出值。
从传感器的性能看， 希望具有线性关系， 即理想 输入输出关系。但实际遇到的传感器大多为非线性。
习题
一、单项选择题 1、下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（ ）。 A. 应变式传感器 B. 化学型传感器 C. 压电式传感器 D. 热电式传感器 2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ ）两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（ ），构成信息技术的 完整信息链。 A. 汽车制造技术 B. 建筑技术 C. 传感技术 D.监测技术 4、传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（ ）三大 类。 A. 生物型 B. 电子型 C. 材料型 D. 薄膜型 5、 随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化 方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（ ）。 A. 传感器＋通信技术 B. 传感器＋微处理器 C. 传感器＋多媒体技术 D. 传感器＋计算机
传感器种类大全
湿度传感器及其应用场景
湿度传感器的种类
• 湿敏电阻：如陶瓷湿敏电阻、有机高分子湿敏电阻
• 湿敏电容：如陶瓷湿敏电容、有机高分子湿敏电容
• 红外传感器：如湿度红外传感器
湿度传感器的应用场景
• 工业领域：空气湿度、湿度控制等
• 农业生产：土壤湿度、灌溉系统等
• 日常生活：室内湿度、除湿器等
压力传感器及其应用场景
振动传感器及其应用场景
振动传感器的种类
• 加速度传感器：如压电式加速度传感器、电容式加速度传感器
• 速度传感器：如磁电式速度传感器、光电式速度传感器
• 位移传感器：如电容式位移传感器、光电式：振动监测、设备状态评估
• 交通运输：车辆振动、桥梁振动
• 医疗卫生：心电图、振动分析
• 特征层融合：提取传感器数据的特征，进行特征融合
• 决策层融合：根据传感器数据的综合信息进行决策
传感器融合的技巧
• 选择合适的融合方法：根据系统需求和传感器特性选择合适的融合方法
• 优化融合算法：提高融合算法的准确性和实时性
• 确保数据质量：保证传感器数据的准确性和可靠性
传感器融合的应用实
例
• 传感器融合的应用实例
• 面部识别传感器：如红外面部识别、可见光面部识别
• 医疗卫生：患者身份识别、医疗记录管理
生物监测传感器及其应用场景
生物监测传感器的种类
生物监测传感器的应用场景
• 心率传感器：如光电式心率传感器、电极式心率传感器
• 医疗卫生：患者生命体征监测、远程医疗
• 血压传感器：如袖带式血压传感器、腕式血压传感器
• 化学传感器：测量化学量，如气体、液体、生化等
• 生物传感器：测量生物量，如生物识别、生物监测、生物治疗等
传感器的定义、组成及分类
传感器一．传感器的定义传感器是一种能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
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的、便于应用的某种物理量的测量装置。
其包含以下几个方面的含义：1.传感器是测量装置，能完成检测任务2.它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等3.输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等等，这种量可以是气、光、电量，但主要是电量。
4.输入输出有对应关系，且应有一定的精确度。
二．传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成：1.敏感元件（Sensitive element）：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
2.转换元件（Transduction element）：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。
3.转换电路（Transduction circuit）：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。
实际上，有些传感器很简单，仅由一个敏感元件（兼作转换元件）组成，它感受被测量时直接输出电量。
如热电偶。
有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路。
有些传感器，转换元件不止一个，要经过若干次转换。
三．传感器的分类一、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。
有源传感器将非电量转换为电能量，如电动势、电荷式传感器等；无源程序传感器不起能量转换作用，只是将被测非电量转换为电参数的量，如电阻式、电感式及电容光焕发式传感器等。
传感器分类表。
传感器的种类及选用原则
传感器的种类及选用原则一、传感器的种类国家标准GB/T 7665-2005对传感器的定义为“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
”它是一种检测装置，能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的输出，满足信息的传输、存储、显示、记录和控制要求。
常用传感器的分类有以下4种：1．按传感器的物理量分类按传感器的物理量可分为位移、力、速度、温度、流量和气体成分等传感器。
2．按传感器工作原理分类按传感器工作原理可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅和热电偶等传感器。
3．按传感器输出信号的性质分类按传感器输出信号的性质可分为：输出为开关量（“1”和“0”）的开关型传感器；输出为模拟量的模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。
4．按其用途分类1)压力检测。
压力传感器、触力传感器、微压传感器、压差传感器等。
2)温度检测。
热电阻温度传感器、热电偶温度传感器等。
3)液位检测。
光电式液位传感器、机械浮子液位传感器、伸缩液位传感器等。
4)电流检测。
电磁式电流传感器、霍尔磁平衡式电流传感器等。
5)速度检测。
脉冲编码速度传感器、永磁发电速度传感器等。
6)位置检测。
电位计位置传感器、编码器位置传感器等。
二、传感器选用的一般原则现代传感器在原理和结构上千差万别，如何根据具体的测量对象、测量目的以及测量环境合理地选用传感器。
1．根据测量对象与测量环境确定传感器类型即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用。
哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件加以考虑。
2．灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。
因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。
但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声就容易混入，也会被传感器放大，影响测量精度。
因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入干扰信号。
传感器的定义和分类
传感器的定义和分类一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。
微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。
随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。
传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。
最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。
国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee) 的定义为："传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。
按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。
传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。
图1-1传感器系统的框图传感器系统的原则框图示于图1-1 ,进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。
为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。
在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。
成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。
德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。
按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。
传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。
有两类传感器：有源的和无源的。
有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。
图1-2有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能（参阅图1-2（b））。
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1.4.2 弹性敏感元件的形式及应用范围
根据弹性敏感元件在传感器中的作用，对它提出了一些要 求，如具有好的弹性特性、足够的精度、长期使用和温度变 化时的稳定性等。因而对制作弹性敏感元件的材料提出了多 方面的要求，如弹性模量的温度系数要小、线膨胀系数小且 恒定、有良好的机械加工和热处理性能等。我国通常使用合 金钢、碳钢、铜合金和铝合金等材料。
用)相对误差，对于数字仪表和光学仪表等还具有更高精度的 等级。一般而言，七个等级在工业仪表中是具有代表性的。 而真正反映测量精度的是实际相对误差。从最大满度(引用) 误差和实际相对误差的定义公式不难看出，被测量的大小愈 接近量程，相对误差就愈接近于最大满度(引用)误差，因此
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1.3 传感器的基本误差
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1.2 传感器的基本特性
3.传感器的灵敏度 灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△Y对输
入量变化△x的比值。 4.传感器的分辨力 分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。
也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化，当输入变 化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传 感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变 化超分辨力时，其输出才会发生变化。 5.迟滞 迟滞现象是指传感器正向特险曲线(输入量增大)和反向特 性曲线(输入量减小)的不一致程度。如图1-3所示。
制成的，基片通常是氧化铝制成的，然后进行热处理，使厚 膜成形。
(4)陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺 (溶胶一凝胶等)生产。
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1.2 传感器的基本特性
1.2.1 传感器静态特性
1.测量范围和量程 传感器所能测量的最大被测量的数值为测量上限，最小被
测量称为测量下限。测量上限和测量下限所构成的区间称为 测量范围。测量上限和测量下限的代数差称为量程，即量程 =测量上限-测量下限。 2.传感器的线性度 理想情况下，如图1-1所示，传感器的静态特性输出是条 直线;但通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而 非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常 用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线，如图1-2所示。
因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信 号。
2.按照其用途分类 压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传
感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射 传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感 器、真空度传感器、生物传感器等。 3.以其输出信号为标准分类 (1)模拟传感器将被测量的非电学量转换成模拟电信号。 (2)数字传感器将被测量的非电学量转换成数字输出信号 (包括直接和间接转换)。
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1.3 传感器的基本误差
粗大误差是由于测量方法不妥、各种随机因素的影响以及测 量人员粗心所造成的。
(3)按被测量随时间变化的速度分类 ①静态误差—指在测量过程中，被测量随时间变化很缓慢
或基本不变时的测量误差。 ②动态误差—在被测量随时间变化时所测得的误差。例如
用笔式记录仪测得的结果，由于记录笔有惯性量，输出量在 时间上不能与被测量的变化一致，而造成的误差就属于动态 误差。动态误差是在动态测量时产生的，动态测量的优点是 检测效率高和环境影响小。 (4)按使用条件分类 ①基本误差—指检测系统在规定的标准条件下使用时所产 生的误差。
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1.2 传感器的基本特性
相频特性。频率响应是通过研究稳态过程来分析传感器的动 态特性的，它可以通过对传感器在频域响应过程中的波形参 数进行计算，并对响应特性曲线进行分析;也可通过对频率响 应性能指标(如频率响应范围、幅值误差、相位误差等)的考 核来完成。
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1.3 传感器的基本误差
1.1.2 传感器的分类
1.根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器 两大类
(1)物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致 伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信 号量的微小变化都将转换成电信号。
(2)化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为
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1.1传感器的定义与分类
第1章 传感器的定义与分类
1.1 传感器的定义与分类 1.2 传感器的基本特性 1.3 传感器的基本误差 1.4 传感器中的弹性敏感元件
1.1传感器的定义与分类
1.1.1 传感器的定义
国家标准GB7665-1987对传感器下的定义是:“能感受 规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装 置，通常由敏感元件和转换元件组成。”
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1.2 传感器的基本特性
6.传感器的精度等级 传感器的精度等级是为了简单表示传感器测量结果的可靠
程度而引用的。常见的精度等级有0. 1级、0. 2级、0. 5级、 1. 0级、1. 5级、2. 0级、2. 5级、5.0级。数值越小，精 度等级越高，测量越精确。 1.2.2 传感器动态特性 所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特 性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输 入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响 应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它 对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前 者就能推定后者。
下述三个方向 在已知的材料中探索新的现象、效应和反应，然后使它
们能在传感器技术中得到实际使用。
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1.1传感器的定义与分类
探索新的材料，应用那些已知的现象、效应和反应来改进 传感器技术。
在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应，并 在传感器技术中加以具体实施。
6.按照其制造工艺分类 (1)集成传感器用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺
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1.3 传感器的基本误差
②附加误差—当使用条件偏离规定标准条件时，除基本误 差外还会产生附加误差，例如由于温度超过标准引起的温度 附加误差、电源附加误差以及频率附加误差等。这些附加误 差在使用时会叠加到基本误差上去。
1.3.2 仪表精度与测量精度
1.仪表精度与测量精度的关系 仪表精度一般分为七个等级，实际上就是取最大满度(引
技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也 集成在同一芯片上。 (2)薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的，相 应敏感材料的薄膜形成的。使用棍合工艺时，同样可将部分 电路制造在此基板上。 (3)厚膜传感器利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上
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1.1传感器的定义与分类
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1.4 传感器中的弹牲敏感元件
1.弹性敏感元件的形式 传感器中弹性敏感元件的输入量通常是力(力矩)或流体压
力(统称压力)，即使其他非电被测量输入给弹性敏感元件时， 也是先将它们变换成力或压力再输入给弹性敏感元件。 2.变换力的弹性元件 (1)等截面轴等截面轴又称柱式弹性敏感元件，可以是实 心柱体或空心圆柱体，如图1-7所示。实心等截面轴在力的 作用下弹性敏感元件的位移很小，因此常用它的应变作输出 量。其主要的优点是结构简单、加工方便、测量范围宽，可 承受数万牛顿的载荷，但其灵敏度小。
1.测量误差的基本概念 由传感器的定义得知，传感器是将未知的物理量转换成
人们可知的电信号，实际上传感器就是一种测量器具，所以 传感器的误差也就是测量误差。下面介绍有关测量的部分名 词。
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1.3 传感器的基本误差
2.误差的分类
在测量中由不同因素产生的误差是混合在一起同时出现的。 为了便于分析研究误差的性质、特点和消除方.法，下面将对 各种误差进行分类讨论。
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1.4 传感器中的弹牲敏感元件
1.4.1 弹性敏感元件的基本特性
物体因外力作用而改变原来的尺寸或形状称为变形，如果 在外力去掉后能完全恢复其原来的尺寸和形状，那么这种变 形称为弹性变形，具有‘这类特性的物体称为弹性元件。在 传感器中用于测量的弹性元件称为弹性敏感元件。
1.刚度
刚度是使弹性敏感元件产生单位变形所需要的外部作用力 (或压力)，其表达式为
式中k为刚度;
lim k （ F） dF
x0 x
dx
F为作用于弹性元件上的外力;
x为弹性元件产生的变形。
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1.4 传感器中的弹牲敏感元件
2.灵敏度 灵敏度是刚度的倒数，它表示弹性敏感元件在承受单位输
入量(力、压力等)时所产生的变形大小，一般用K表示，即 在非电量检测中往往希望弹性灵敏度为常数，此时弹性敏感 元件的弹性特性是线性的，即
1.3.1 传感器的基本误差
任何合标准，传感器也不例外。所谓传感 器的误差，即传感器的输出值与理论输出值的差值。因此要 求设计与制造传感器时，允许有误差，但必须在规定误差的 范围之内。为了使传感器能满足一定的精度要求，我们要掌 握误差的种类及分析产生误差的原因、克服与减少误差的方 法。
对于同等级精度的仪表，选择适当的量程，使被测量位于仪 表量值的上限附近，将能充分利用仪表精度获得较精确的测 量结果。
2.附加误差对实际测量精度的影响 在检测仪表的技术说明书中，除了给出基本误差外，还
给出了工作条件变化时可能产生的附加误差。如果实际工作 条件不是仪表规定的标准状态，这时必须考虑到附加误差的 影响。
1.3 传感器的基本误差
(2)按误差出现的规律分类 ①系统误差—指误差的数值是一个常数或按一定规律变化
的值。它又可分为恒值误差和变值误差。 ②随机误差—由于偶然因素的影响而引起的，其数值大小
和正负号不定，而且难以估计。但是总体仍服从一定统计规 律，它不能通过实验方法加以消除，但能运用统计处理方法 减少其影响。随机误差表现了测量结果的分散性。在误差理 论中常用精密度来表征随机误差的大小。随机误差愈小，精 密度愈高。 ③粗大误差—指在一定的条件下测量结果显著地偏离其实 际值时所对应的误差。从性质上看，粗大误差并不是单独的 类别，它本身既具有系统误差的性质，也可能具有随机误差 的性质，只不过在一定测量条件下其绝对值特别大而已。