传感器检测技术

• 什么是传感器
• 传感器的作用与地位
• 检测系统的组成原理

什么是传感器

随着科学技术的发展，传感器逐渐走进了寻常百姓家，走进了人们的生活。

人的体力和脑力劳动通过感觉器官接收外界信号，将这些信号传送给大脑，大脑把这些信号分析处理传递给肌体。

如果用机器完成这一过程，那么计算机相当人的大脑，执行机构相当人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。

更具体来说，传感器是一种能将物理量、化学量、生物量等转换成电信号的器件：

• 传感器是测量装置，能完成信息采集任务
• 传感器的输入量是某一被测量，可能是物理量、化学量、生物量等
• 传感器的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，输出物理量可能是气、光、电量，但主要是电量
• 输出与输入有对应关系，且应有一定的精确度

传感器的作用与地位

构成现代信息技术的三大支柱是:

• 传感器技术(信息采集) ----感官
• 通信技术(信息传输) -----神经
• 计算机技术(信息处理) ---- 大脑

在利用信息的过程中首先要解决获取准确可靠的信息，而传感器是获取信息的主要途径和手段。

传感器已渗透到宇宙开发、海洋探测、军事国防、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、商检质检、甚至文物保护等等极其广泛的领域。可以毫不夸张地说:几乎每个现代化项目，以至各种复杂工程系统，都离不开各种各样的传感器。

由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。

检测系统的组成原理

现代传感技术是自动检测和自动控制系统以及机电一体化的第一基础。

典型的早期自动控制系统框图：

典型微机测试系统：

自动检测系统实例-电感传感器滚珠分拣系统：

传感器的组成

传感器由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成。

• 敏感元件(Sensitive element， 又称预变换器)感受被测量;
• 转换元件(Transduction element) 将响应的被测量转换成电参量(如电阻、电容、电感等) ;
• 测量电路(Measuringcircuit,或转换电路或信号处理电路)把电参量接入电路转换成电量;

核心部分是转换元件,决定传感器的工作原理。

传感器的分类方法

传感器分类方法较多，无统一方法，大体有以下几种:

1. 按传感器检测的范畴分类:
   物理量传感器
   化学量传感器
   生物量传感器
2. 按传感器的输出信号分类
   模拟传感器
   数字传感器
3. 按传感器的结构分类
   结构型传感器: 材料几何形状或尺寸的改变
   物性型传感器: 材料物理性质的变化
   复合型传感器
4. 按传感器的功能分类
   单功能传感器
   多功能传感器
   智能传感器
5. 按传感器的转换原理分类
   机一电传感器
   光一电传感器
   热一电电传感器
   磁一电传感器
   电化学传感器
6. 按传感器的能源分类
   有源传感器
   无源传感器

国标制定的传感器分类体系表将传感器分为物理量、化学量、生物类传感器三大门类。有十二个小类，分别是力学量、热学量、光学量、磁学量、电学量、声学量、射线、气体、离子、温度传感器以及生化量、生理量传感器。