传感器的原理及应用有哪些

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传感器
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。最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。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、线性度（非线性误差）就是这个近似程度的一个性能指标。

拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

六、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。

它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。

灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。

当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。

提高灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。

七、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过分辨力时，其输出才会发生变化。

通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。

八、电阻式传感器

电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。

九、电阻应变式传感器

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。

十、压阻式传感器

压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。

用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。

十一、热电阻传感器

热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。

十二、传感器的迟滞特性

迟滞特性表征传感器在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比表示。

迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。

种类很多的!比如压力 温度 液位等

压力传感器，在金属里面贴应变片，利用金属的变形，输出不同的电信号。主要应用于电子称、吊称等称质量的设备，测力仪等测力的设备。

温度传感器是用温度探头在不同温度下的电阻变化。应用于需要测量温度的地方，比如烤炉等。

还有很多传感器，比如位移传感器，利用的也是电阻变化，还有压强传感器。

传感器原理及应用，1分钟带你了解，看完你就明白了

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14763747963：传感器的原理是什么传感器有什么分类
訾庾爸 ：答：一、原理1、压电传感器：基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量，如压力、加速度等(见压电...

14763747963：一般的传感器有哪些?起什么作用
訾庾爸 ：答：物理型传感器：是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。化学型传感器：是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。生物型传感器：是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。5、按其构成分 基本型传感器：是一种最基本的...

14763747963：传感器种类
訾庾爸 ：答：1、压力传感器：压力传感器是工业自控环境中最为常用的一种传感器，它可以用来感受压力信号，并将压力信号转换成可用的输出的电信号。它广泛应用于各种工业自控环境，如水利水电、铁路交通、智能建筑等。2、光电式传感器：光电式传感器利用光电器件将光信号转换成电信号输出，通过光电器件将光量的变化转换为相...

14763747963：传感器是如何分类的
訾庾爸 ：答：按工作原理分类：1. 电学传感器：这类传感器基于电学原理工作，如电阻式传感器通过测量电阻变化来检测温度、应变等物理量；电容式传感器则通过测量电容变化来检测位移、液位等。2. 光学传感器：利用光的原理进行测量的传感器，如光电传感器通过光电效应将光信号转换为电信号，用于检测物体的存在、颜色等；光纤...

14763747963：传感器的基本种类有哪些?
訾庾爸 ：答：能量控制型传感器是从外部供给辅助能量使其工作的，并由被测量来控制外部供给能量的变化。例如，电阻应变测量中，应变计接于电桥上，电桥工作能源由外部供给，而由于被测量变化所引起应变计的电阻变化来控制电桥的不平衡程度。如电感式测微仪、电容式测振仪等均属此种类型。参考资料：常见的传感器类型有多少...

14763747963：通常传感器可以分为哪几类?
訾庾爸 ：答：1.按照测量物理量的类型：压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器、角度传感器、光电传感器、声音传感器等。2.按照测量原理的分类：电感式传感器、电容式传感器、磁敏传感器、电阻式传感器、光电传感器等。按照工作方式的分类：主动式传感器、被动式传感器、检测式传感器、控制式传感器等。4.按照使用...

14763747963：传感器的基本原理
訾庾爸 ：答：传感器的基本原理,很多的设备包括一些大型的器械都是由多个传感器组装而成的,不同的传感器的作用也是不一样的,传感器的种类有非常的多种多样啊,以下分享传感器的基本原理。 传感器的基本原理1 传感器有哪些类型 一、按用途 压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射...

14763747963：传感器按工作原理的如何分类
訾庾爸 ：答：1、根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类 ：2、传感器工作原理的分类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。3、化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测...

14763747963：传感器有哪些类型
訾庾爸 ：答：1、光敏传感器：光敏传感器是一种常见的传感器，它利用光电器件的光电效应和光学原理来测量光的强度、频率、波长、折射率等参数。广泛应用于医疗、科研、电子、航空等领域，可以用于测量光的强度、位置、信息等。2、温度传感器：温度传感器用于测量物体的温度，常用于空调、冰箱、汽车等领域。它们可以检测温度...

14763747963：日常生活中常见的传感器几种类型 介绍
訾庾爸 ：答：全球产品化的传感器种类约有2.6万余种,我国目前拥有约1.4万多种,被运用在工业、农业、医疗、消费电子、汽车、家电、人工智能等方方面面，其中被运用在家电领域的常规传感器种类有以下六种：1、温湿度传感器 顾名思义，这是一种装有湿敏和热敏元件，能够用来测量温度和湿度的传感器装置。凡是需要对环境...