对学科与专业的认识

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1、一、传感器的定义•传感器的概念来自“感觉（sensor）”一词。•国家标准（GB7665-87）中传感器（Transducer/Sensor）的定义：•能够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，通常由直接响应于被测量的敏感元件（sensingelement）和产生可用输出信号的转换元件（transducingelement）以及相应的电子线路所组成。•这个定义包含以下几方面的意思：•①传感器是测量器件或装置，能完成一定的检测任务；•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它的输出量是某种物理量，这种量要便于

2、传输、转换、处理、显示和控制，这种量可以是气、光、磁、电量，也可以是电阻、电容、电感的变化量等；•④输出输入有确定的对应关系，且应有一定的精确度。•由于电学量（电压、电流、电阻等）便于测量、转换、传输和处理，所以当今的传感器绝大多数都是以电信号输出的，以至于可以简单地认为，传感器是一种能把物理量或化学量或生物量转变成便于利用的电信号的器件或装置，或者说是一种把非电量转换为电学量的器件或装置。•国际电工委员会把传感器定义为：“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”。•德国和俄罗斯学者认为“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，传

3、感器应是由两部分组成的，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。按照这种理解，传感器还包含了信号初始处理的电路部分。•关于传感器，初期曾出现过许多名称：发送器、传送器、变送器、检测器、敏感元件、探头等。它们的内涵相同或者相似，近来已逐渐趋向统一，即按国家标准规范使用传感器这一名称。•（从字面上看）传感器功用：一感二传，即感受被测信息，并传送出去。•二、传感器的组成•一般来讲传感器由敏感元件和转换元件组成，但由于传感器输出信号较微弱，需要由信号调节与转换电路将其放大或转换为容易传输、处理、记录和显示的信号。随着半导体器件与集成技术在传感器中的

4、应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。因此信号调节与转换电路以及所需电源都应作为传感器组成的一部分。•传感器是一个完整的测量装置（或系统），能把被测非电量转换为与之有确定对应关系的有用电量输出，以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。•敏感元件：感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其它量的元件。如膜片和波纹管，可以把被测压力变成位移量。若敏感元件能直接输出电量（如热电偶），就相当于包含了转换元件了。还有一些新型传感器，如压阻式和谐振式压力传感器、差动变压器式位移传感器等，其敏感元件和传感器就完全是融

5、为一体的。•转换元件：又称变换元件或传感元件。它可以直接感受被测量（一般为非电量）且输出与被测量成确定关系的电量，如热电偶和热敏电阻。这时相当于敏感元件与转换元件合为一体的情况。转换元件也可以不直接感受被测量，而只感受与与被测量成确定关系的其它非电量。例如，差动变压器式压力传感器，并不直接感受压力，而只是感受与被测压力成确定关系的衔铁位移量，然后输出电量。•基本转换电路：也称信号调理与转换电路或信号调理电路。它把转换元件输出的（微弱）电信号转换为便于显示、记录和控制的有用信号。基本转换电路根据转换元件的不同有很多种类，常用的电路有电桥、放大器、振荡器、阻抗变换

6、器和滤波器等。•传感器根据使用要求的不同，可以做得很简单，也可以做得很复杂；个头可能很大也可能很小；可以是带反馈的闭环系统，也可以是不带反馈的开环系统。•三、传感器的分类•传感器的种类繁多。往往同一种被测量可以用不同类型的传感器来测量，如压力可用电容式、电阻式、光纤式等传感器来进行测量；而同一类型的传感器又可测量多种物理量，如电阻式传感器可以测量位移、温度、压力及加速度等。因此传感器有许多种分类方法。其中按输入量和工作原理的分类方法应用较为普遍。•1．按传感器的基本效应分为物理型、化学型、生物型传感器三大类•根据传感器的工作机理，即感知外界信息所依据的基本效应

7、的学科属性，可将传感器分成三大类：基于物理效应如光、电、声、磁、热等效应进行工作的物理（型）传感器；基于化学效应如化学吸附、离子化学效应等进行工作的化学（型）传感器；基于酶、抗体、激素等分子识别功能的生物（型）传感器。•实际上，物理型下面又分为结构型、物性型。•按照工作原理（物理原理）分类：•★电参量式传感器：电阻式、电感式、电容式等；•★磁电式传感器：磁电感应式、霍尔式、磁栅式等；•★压电式传感器：声波传感器、超声波传感器；•★光电式传感器：一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄像式等；•★气电式传感器：电位器式、应变式；•★热电式传

8、感器：热电偶、热电阻；•★波式传感器：