什么叫傳感器？傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

　　國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類。

　　傳感器主要特點(diǎn)

　　傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)基礎(chǔ)上的，已成功應(yīng)用在硅器件上做成硅壓力傳感器。

? ? ? 傳感器的分類有哪些？

　　什么叫傳感器？傳感器的分類有哪些？電阻式、變頻功率、稱重、電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、激光、霍爾、溫度、無線溫度、智能、光敏、生物、視覺、位移、壓力、超聲波測距離、24GHz雷達(dá)、一體化溫度、液位、真空度、電容式物位、銻電極酸度、酸堿鹽、電導(dǎo)。

　　一、根據(jù)輸入物理量可分為：位移傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器及氣敏傳感器等。

　　二、根據(jù)工作原理可分為：電阻式、電感式、電容式及電勢式等。

　　三、根據(jù)輸出信號的性質(zhì)可分為：模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。即模擬式傳感器輸出模擬信號，數(shù)字式傳感器輸出數(shù)字信號。

　　四、根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理可分為：有源傳感器和無源傳感器。有源傳感器將非電量轉(zhuǎn)換為電能量，如電動(dòng)勢、電荷式傳感器等；無源程序傳感器不起能量轉(zhuǎn)換作用，只是將被測非電量轉(zhuǎn)換為電參數(shù)的量，如電阻式、電感式及電容光煥發(fā)式傳感器等。

　　電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。

　　變頻功率傳感器通過對輸入的電壓、電流信號進(jìn)行交流采樣，再將采樣 值通過電纜、光纖等傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入二次儀表相連，數(shù)字量輸入二次儀表對電壓、電流的采樣值進(jìn)行運(yùn)算，可以獲取 電壓有效值、 電流有效值、基波電壓、 基波電流、諧波電壓、 諧波電流、 有功功率、 基波功率、 諧波功率等參數(shù)。

　　稱重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕牧Α娹D(zhuǎn)換裝置，是電子衡器的一個(gè)關(guān)鍵部件。

　　傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。

　　壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。

　　熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。

　　利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。 它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強(qiáng)等。

　　霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器， 廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。

　　室溫管溫傳感器：室溫傳感器用于測量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度， 管溫傳感器用于測量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度。

　　無線溫度傳感器將控制對象的溫度參數(shù)變成電信號，并對接收終端發(fā)送無線信號，對系統(tǒng)實(shí)行檢測、調(diào)節(jié)和控制。

　　智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動(dòng)作， 結(jié)合長期以來測試技術(shù)的研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而提出來的。

　　光敏傳感器是最常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。

　　生物傳感器是用生物活性材料與物理化學(xué)換能器有機(jī)結(jié)合的一門交叉學(xué)科，是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測方法與監(jiān)控方法，也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。

　　視覺傳感器是指：具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)發(fā)千計(jì)像素的能力，圖像的清晰和細(xì)膩程度常用分辨率來衡量，以像素?cái)?shù)量表示。

　　位移傳感器又稱為線性傳感器，把位移轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。

　　壓力傳感器引是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。

　　超聲波測距離傳感器采用超聲波回波測距原理，運(yùn)用精確的時(shí)差測量技術(shù)，檢測傳感器與目標(biāo)物之間的距離，采用小角度，小盲區(qū)超聲波傳感器，具有測量準(zhǔn)確，無接觸，防水，防腐蝕，低成本等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)于液位，物位檢測，特有的液位，料位檢測方式，可保證在液面有泡沫或大的晃動(dòng)，不易檢測到回波的情況下有穩(wěn)定的輸出，應(yīng)用行業(yè)：液位，物位，料位檢測，工業(yè)過程控制等。

　　24GHz雷達(dá)傳感器采用高頻微波來測量物體運(yùn)動(dòng) 速度、 距離、 運(yùn)動(dòng) 方向、方位角度信息，采用平面微帶天線設(shè)計(jì)，具有體積小、質(zhì)量輕、靈敏度高、穩(wěn)定強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于智能交通、工業(yè)控制、安防、體育運(yùn)動(dòng)、智能家居等行業(yè)。

　　一體化溫度傳感器一般由測溫探頭和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內(nèi)，從而形成一體化的傳感器。一體化溫度傳感器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。

　　浮球式液位傳感器由磁性浮球、測量導(dǎo)管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。

　　真空度傳感器，采用先進(jìn)的硅微機(jī)械加工技術(shù)生產(chǎn)，以集成硅壓阻力敏元件作為傳感器的核心元件制成的絕對壓力變送器，由于采用硅-硅直接鍵合或硅-派勒克斯玻璃靜電鍵合形成的真空參考壓力腔，及一系列無應(yīng)力封裝技術(shù)及精密溫度補(bǔ)償技術(shù)，因而具有穩(wěn)定性優(yōu)良、精度高的突出優(yōu)點(diǎn)，適用于各種情況下絕對壓力的測量與控制。

　　電容式物位傳感器適用于工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中進(jìn)行測量和控制生產(chǎn)過程，主要用作類導(dǎo)電與非導(dǎo)電介質(zhì)的液體液位或粉粒狀固體料位的遠(yuǎn)距離連續(xù)測量和指示。

　　銻電極酸度傳感器是集 PH檢測、自動(dòng)清洗、電信號轉(zhuǎn)換為一體的工業(yè)在線分析儀表，它是由銻電極與參考電極組成的PH值測量系統(tǒng)。

　　酸、堿、鹽濃度傳感器通過測量溶液電導(dǎo)值來確定濃度。它可以在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中酸、堿、鹽在水溶液中的濃度含量。

　　電導(dǎo)是通過測量溶液的電導(dǎo)值來間接測量離子濃度的流程儀表，可在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中水溶液的電導(dǎo)率。

　　傳感器的種類詳解

　　（一）電阻式

　　電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。

　?。ǘ┳冾l功率

　　變頻功率傳感器通過對輸入的電壓、電流信號進(jìn)行交流采樣，再將采樣 值通過電纜、光纖等傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入二次儀表相連，數(shù)字量輸入二次儀表對電壓、電流的采樣值進(jìn)行運(yùn)算，可以獲取 電壓有效值、 電流有效值、基波電壓、 基波電流、諧波電壓、 諧波電流、 有功功率、 基波功率、 諧波功率等參數(shù)。

　?。ㄈ┓Q重

　　稱重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕牧Α娹D(zhuǎn)換裝置，是 電子衡器的一個(gè)關(guān)鍵部件。

　　能夠?qū)崿F(xiàn)力→電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種，常見的有電阻應(yīng)變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平，電容式用于部分電子吊秤，而絕大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應(yīng)變式稱重傳感器。電阻應(yīng)變式稱重傳感器結(jié)構(gòu)較簡單，準(zhǔn)確度高，適用面廣，且能夠在相對比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應(yīng)變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運(yùn)用。

　?。ㄋ模╇娮钁?yīng)變式

　　傳感器中的電阻 應(yīng)變片具有金屬的 應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、 橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。

　　（五）壓阻式

　　壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。

　　用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。

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　　熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。 熱電阻大都由純 金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，已開始采用鎳、錳和銠等材料制造 熱電阻。

　　熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較適用。較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。用于測量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度。

　　熱電阻傳感器分類：

　　1、NTC熱電阻傳感器：

　　該類傳感器為負(fù)溫度系數(shù)傳感器，即傳感器阻值隨溫度的升高而減小。

　　2、PTC熱電阻傳感器：

　　該類傳感器為正溫度系數(shù)傳感器，即傳感器阻值隨溫度的升高而增大。

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　　利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。 它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強(qiáng)等。

　　激光傳感器工作時(shí)，先由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。

　　利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量。激光傳感器常用于長度（ZLS-Px）、距離（LDM4x）、振動(dòng)（ZLDS10X）、速度（LDM30x）、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。

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　　霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器， 廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。

　　霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。

　　1、線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。

　　2、開關(guān)型 霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、 差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成，它輸出數(shù)字量。

　　霍爾電壓隨磁場強(qiáng)度的變化而變化， 磁場越強(qiáng)，電壓越高，磁場越弱，電壓越低?；魻栯妷褐岛苄?，通常只有幾個(gè)毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機(jī)械的方法來改變磁場強(qiáng)度。下圖所示的方法是用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪作為控制磁通量的開關(guān)，當(dāng)葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時(shí)，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅(qū)動(dòng)軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點(diǎn)火正時(shí)傳感器。霍爾效應(yīng)傳感器屬于被動(dòng)型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點(diǎn)使它能檢測轉(zhuǎn)速低的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

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　　1、室溫管溫傳感器：室溫傳感器用于測量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度， 管溫傳感器用于測量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度。室溫傳感器和管溫傳感器的形狀不同，但溫度特性基本一致。按溫度特性劃分，美的使用的室溫管溫傳感器有二種類型：1.常數(shù)B值為4100K±3%，基準(zhǔn)電阻為25℃對應(yīng)電阻10KΩ±3%。在0℃和55℃對應(yīng)電阻公差約為±7%；而0℃以下及55℃以上，對于不同的供應(yīng)商，電阻公差會(huì)有一定的差別。溫度越高，阻值越??；溫度越低，阻值越大。離25℃越遠(yuǎn)，對應(yīng)電阻公差范圍越大。

　　2、排氣 溫度傳感器：排氣溫度傳感器用于測量壓縮機(jī)頂部的排氣溫度，常數(shù)B值為3950K±3%，基準(zhǔn)電阻為90℃對應(yīng)電阻5KΩ±3%。

　　3、模塊溫度傳感器：模塊溫度傳感器用于測量變頻模塊（IGBT或IPM）的溫度，用的感溫頭的型號是602F-3500F，基準(zhǔn)電阻為25℃對應(yīng)電阻6KΩ±1%。幾個(gè)典型溫度的對應(yīng)阻值分別是：-10℃→（25.897～28.623）KΩ；0℃→（16.3248～17.7164）KΩ；50℃→（2.3262～2.5153）KΩ；90℃→（0.6671～0.7565）KΩ。

　　溫度傳感器的種類很多，經(jīng)常使用的有熱電阻：PT100、PT1000、Cu50、Cu100；熱電偶：B、E、J、K、S等。溫度傳感器不但種類繁多，而且組合形式多樣，應(yīng)根據(jù)不同的場所選用合適的產(chǎn)品。

　　測溫原理：根據(jù)電阻阻值、熱電偶的電勢隨溫度不同發(fā)生有規(guī)律的變化的原理，我們可以得到所需要測量的溫度值。

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　　無線溫度傳感器將控制對象的溫度參數(shù)變成電信號，并對接收終端發(fā)送無線信號，對系統(tǒng)實(shí)行檢測、調(diào)節(jié)和控制?？芍苯影惭b在一般工業(yè)熱電阻、熱電偶的接線盒內(nèi)，與現(xiàn)場傳感元件構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)。通常和無線中繼、接收終端、通信串口、電子計(jì)算機(jī)等配套使用，這樣不僅節(jié)省了補(bǔ)償導(dǎo)線和電纜，而且減少了信號傳遞失真和干擾，從而獲的了高精度的測量結(jié)果。

　　無線溫度傳感器廣泛應(yīng)用于化工、 冶金、石油、電力、水處理、制藥、食品等自動(dòng)化行業(yè)。例如：高壓電纜上的溫度采集；水下等惡劣環(huán)境的溫度采集；運(yùn)動(dòng)物體上的溫度采集；不易連線通過的空間傳輸 傳感器數(shù)據(jù)；單純?yōu)榻档筒季€成本選用的數(shù)據(jù)采集方案；沒有交流電源的工作場合的數(shù)據(jù)測量；便攜式非固定場所數(shù)據(jù)測量。

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　　智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動(dòng)作， 結(jié)合長期以來測試技術(shù)的研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而提出來的。是一個(gè)相對獨(dú)立的智能單元，它的出現(xiàn)對原來硬件性能苛刻要求有所減輕，而靠軟件幫助可以使傳感器的性能大幅度提高。

　　1、信息存儲和傳輸——隨著全智能集散控制系統(tǒng)（SmartDistributedSystem）的飛速發(fā)展，對智能單元要求具備通信功能，用通信網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字形式進(jìn)行雙向通信，這也是智能傳感器關(guān)鍵標(biāo)志之一。智能傳感器通過測試數(shù)據(jù)傳輸或接收指令來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。如增益的設(shè)置、補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)置、內(nèi)檢參數(shù)設(shè)置、測試數(shù)據(jù)輸出等。

　　2、自補(bǔ)償和計(jì)算功能——多年來從事傳感器研制的工程技術(shù)人員一直為傳感器的溫度漂移和輸出非線性作大量的補(bǔ)償工作，但都沒有從根本上解決問題。而智能傳感器的自補(bǔ)償和計(jì)算功能為傳感器的溫度漂移和非線性補(bǔ)償開辟了新的道路。這樣，放寬傳感器加工精密度要求，只要能保證傳感器的重復(fù)性好，利用微處理器對測試的信號通過軟件計(jì)算，采用多次擬合和差值計(jì)算方法對漂移和非線性進(jìn)行補(bǔ)償，從而能獲得較精確的測量結(jié)果壓力傳感器。

　　3、自檢、自校、自診斷功能——普通傳感器需要定期檢驗(yàn)和標(biāo)定，以保證它在正常使用時(shí)足夠的準(zhǔn)確度，這些工作一般要求將傳感器從使用現(xiàn)場拆卸送到實(shí)驗(yàn)室或檢驗(yàn)部門進(jìn)行。對于在線測量傳感器出現(xiàn)異常則不能及時(shí)診斷。采用智能傳感器情況則大有改觀，首先自診斷功能在電源接通時(shí)進(jìn)行自檢，診斷測試以確定組件有無故障。其次根據(jù)使用時(shí)間可以在線進(jìn)行校正，微處理器利用存在EPROM內(nèi)的計(jì)量特性數(shù)據(jù)進(jìn)行對比校對。

　　4、復(fù)合敏感功能——觀察周圍的自然現(xiàn)象，常見的信號有聲、光、電、熱、力、化學(xué)等。敏感元件測量一般通過兩種方式：直接和間接的測量。而智能傳感器具有復(fù)合功能，能夠同時(shí)測量多種物理量和化學(xué)量，給出能夠較全面反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的信息。

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　　光敏傳感器是最常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進(jìn)行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動(dòng)控制和非電量電測技術(shù)引中占有非常重要的地位。最簡單的光敏傳感器是光敏電阻，當(dāng)光子沖擊接合處就會(huì)產(chǎn)生電流。

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　　生物傳感器是用生物活性材料（酶、 蛋白質(zhì)、 DNA、抗體、抗原、生物膜等）與 物理化學(xué)換能器有機(jī)結(jié)合的一門交叉學(xué)科，是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測方法與監(jiān)控方法，也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu)：包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表達(dá)的信號轉(zhuǎn)換為電信號的物理或化學(xué)換能器（傳感器），二者組合在一起，用現(xiàn)代微電子和 自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號的再加工，構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。

　　生物傳感器的原理：

　　待測物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料，經(jīng)分子識別，發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號，再經(jīng)二次儀表放大并輸出，便可知道待測物濃度。

　　生物傳感器的分類：

　　按照其感受器中所采用的生命物質(zhì)分類，可分為：微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細(xì)胞傳感器、 酶傳感器、DNA傳感器等等。

　　按照傳感器器件檢測的原理分類，可分為：熱敏生物傳感器、場效應(yīng)管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學(xué)生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。

　　按照生物敏感物質(zhì)相互作用的類型分類，可分為親和型和代謝型兩種。

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　　視覺傳感器是指：具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)發(fā)千計(jì)像素的能力，圖像的清晰和細(xì)膩程度常用分辨率來衡量，以像素?cái)?shù)量表示。

　　視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)的像素。圖像的清晰和細(xì)膩程度通常用分辨率來衡量，以像素?cái)?shù)量表示。

　　在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，以做出分析。例如，若視覺傳感器被設(shè)定為辨別正確地插有八顆螺栓的機(jī)器部件，則傳感器知道應(yīng)該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對準(zhǔn)的部件。此外，無論該機(jī)器部件位于視場中的哪個(gè)位置，無論該部件是否在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，視覺傳感器都能做出判斷。

　　視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機(jī)器設(shè)計(jì)師和工藝工程師將其集成入各類曾經(jīng)依賴人工、多個(gè)光電傳感器，或根本不檢驗(yàn)的應(yīng)用。視覺傳感器的工業(yè)應(yīng)用包括檢驗(yàn)、計(jì)量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。以下只是一些應(yīng)用范例：

　　在汽車組裝廠，檢驗(yàn)由機(jī)器人涂抹到車門邊框的膠珠是否連續(xù)，是否有正確的寬度；

　　在瓶裝廠，校驗(yàn)瓶蓋是否正確密封、裝灌液位是否正確，以及在封蓋之前沒有異物掉入瓶中；

　　在包裝生產(chǎn)線，確保在正確的位置粘貼正確的包裝標(biāo)簽；

　　在藥品包裝生產(chǎn)線，檢驗(yàn)阿斯匹林藥片的泡罩式包裝中是否有破損或缺失的藥片；

　　在金屬?zèng)_壓公司，以每分鐘逾150片的速度檢驗(yàn)沖壓部件，比人工檢驗(yàn)快13倍以上。

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　　位移傳感器又稱為線性傳感器，把位移轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。位移傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，傳感器的作用是把各種被測物理量轉(zhuǎn)換為電量它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器。

　　在這種轉(zhuǎn)換過程中有許多物理量（例如壓力、流量、加速度等）常常需要先變換為位移，然后再將位移變換成電量。因此位移傳感器是一類重要的基本傳感器。在生產(chǎn)過程中，位移的測量一般分為測量實(shí)物尺寸和機(jī)械位移兩種。機(jī)械位移包括線位移和角位移。按被測變量變換的形式不同，位移傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。模擬式又可分為物性型（如自發(fā)電式）和結(jié)構(gòu)型兩種。常用位移傳感器以模擬式結(jié)構(gòu)型居多，包括 電位器式位移傳感器、 電感式位移傳感器、自整角機(jī)、電容式位移傳感器、電渦流式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。數(shù)字式位移傳感器的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是便于將信號直接送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種傳感器發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛。

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　　壓力傳感器引是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。

　　（十七）超聲波測距離

　　超聲波測距離傳感器采用超聲波回波測距原理，運(yùn)用精確的時(shí)差測量技術(shù)，檢測傳感器與目標(biāo)物之間的距離，采用小角度，小盲區(qū)超聲波傳感器，具有測量準(zhǔn)確，無接觸，防水，防腐蝕，低成本等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)于液位，物位檢測，特有的液位，料位檢測方式，可保證在液面有泡沫或大的晃動(dòng)，不易檢測到回波的情況下有穩(wěn)定的輸出，應(yīng)用行業(yè)：液位，物位，料位檢測，工業(yè)過程控制等。

　?。ㄊ耍?4GHz雷達(dá)

　　24GHz雷達(dá)傳感器采用高頻微波來測量物體運(yùn)動(dòng) 速度、 距離、 運(yùn)動(dòng) 方向、方位角度信息，采用平面微帶天線設(shè)計(jì)，具有體積小、質(zhì)量輕、靈敏度高、穩(wěn)定強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于智能交通、工業(yè)控制、安防、體育運(yùn)動(dòng)、智能家居等行業(yè)。工業(yè)和信息化部2012年11月19日正式發(fā)布了《工業(yè)和信息化部關(guān)于發(fā)布24GHz頻段短距離車載雷達(dá)設(shè)備使用頻率的通知》（工信部無〔2012〕548號），明確提出24GHz頻段短距離車載雷達(dá)設(shè)備作為車載雷達(dá)設(shè)備的規(guī)范。

　　（十九）一體化溫度

　　一體化溫度傳感器一般由測溫探頭（熱電偶或熱電阻傳感器）和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內(nèi)，從而形成一體化的傳感器。一體化溫度傳感器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。

　　熱電阻溫度傳感器是由基準(zhǔn)單元、R/V轉(zhuǎn)換單元、線性電路、反接保護(hù)、限流保護(hù)、V/I轉(zhuǎn)換單元等組成。測溫?zé)犭娮栊盘栟D(zhuǎn)換放大后，再由線性電路對溫度與電阻的非線性關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)償，經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換電路后輸出一個(gè)與被測溫度成線性關(guān)系的4～20mA的恒流信號。

　　熱電偶溫度傳感器一般由基準(zhǔn)源、冷端補(bǔ)償、放大單元、線性化處理、V/I轉(zhuǎn)換、斷偶處理、反接保護(hù)、限流保護(hù)等電路單元組成。它是將熱電偶產(chǎn)生的熱電勢經(jīng)冷端補(bǔ)償放大后，再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差，最后放大轉(zhuǎn)換為4～20mA電流輸出信號。為防止熱電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故，傳感器中還設(shè)有斷電保護(hù)電路。當(dāng)熱電偶斷絲或接解不良時(shí)，傳感器會(huì)輸出最大值（28mA）以使儀表切斷電源。一體化溫度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省引線、輸出信號大、抗干擾能力強(qiáng)、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護(hù)和限流保護(hù)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。一體化溫度傳感器的輸出為統(tǒng)一的 4～20mA信號；可與微機(jī)系統(tǒng)或其它常規(guī)儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火型測量儀表。

　　（二十）液位

　　1、浮球式液位傳感器

　　浮球式液位傳感器由磁性浮球、測量導(dǎo)管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。

　　一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿測量導(dǎo)管上下移動(dòng)。導(dǎo)管內(nèi)裝有測量元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號轉(zhuǎn)換成正比于液位變化的電阻信號，并將電子單元轉(zhuǎn)換成4～20mA或其它標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。該傳感器為模塊電路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，電路內(nèi)部含有恒流反饋電路和內(nèi)保護(hù)電路，可使輸出最大電流不超過28mA，因而能夠可靠地保護(hù)電源并使二次儀表不被損壞。

　　2、浮簡式液位傳感器

　　浮筒式液位傳感器是將磁性浮球改為浮筒，它是根據(jù)阿基米德浮力原理設(shè)計(jì)的。浮筒式液位傳感器是利用微小的金屬膜應(yīng)變傳感技術(shù)來測量液體的液位、界位或密度的。它在工作時(shí)可以通過現(xiàn)場按鍵來進(jìn)行常規(guī)的設(shè)定操作。

　　3、靜壓或液位傳感器

　　該傳感器利用液體靜壓力的測量原理工作。它一般選用硅壓力測壓傳感器將測量到的壓力轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)放大電路放大和補(bǔ)償電路補(bǔ)償，最后以4～20mA或0～10mA電流方式輸出。

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　　真空度傳感器，采用先進(jìn)的硅微機(jī)械加工技術(shù)生產(chǎn)，以集成硅壓阻力敏元件作為傳感器的核心元件制成的絕對壓力變送器，由于采用硅-硅直接鍵合或硅-派勒克斯玻璃靜電鍵合形成的真空參考壓力腔，及一系列無應(yīng)力封裝技術(shù)及精密溫度補(bǔ)償技術(shù)，因而具有穩(wěn)定性優(yōu)良、精度高的突出優(yōu)點(diǎn)，適用于各種情況下絕對壓力的測量與控制。

　　采用低量程芯片真空絕壓封裝，產(chǎn)品具有高的過載能力。芯片采用真空充注硅油隔離，不銹鋼薄膜過渡傳遞壓力，具有優(yōu)良的介質(zhì)兼容性，適用于對316L不銹鋼不腐蝕的絕大多數(shù)氣液體介質(zhì)真空壓力的測量。真空度傳染其應(yīng)用于各種工業(yè)環(huán)境的低真空測量與控制。

　　（二十二）電容式物位

　　電容式物位傳感器適用于工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中進(jìn)行測量和控制生產(chǎn)過程，主要用作類導(dǎo)電與非導(dǎo)電介質(zhì)的液體液位或粉粒狀固體料位的遠(yuǎn)距離連續(xù)測量和指示。

　　電容式液位傳感器由電容式傳感器與電子模塊電路組成，它以兩線制4～20mA恒定電流輸出為基型，經(jīng)過轉(zhuǎn)換，可以用三線或四線方式輸出，輸出信號形成為 1～5V、0～5V、0～10mA等標(biāo)準(zhǔn)信號。電容傳感器由絕緣電極和裝有測量介質(zhì)的圓柱形金屬容器組成。當(dāng)料位上升時(shí)，因非導(dǎo)電物料的介電常數(shù)明顯小于空氣的介電常數(shù)，所以電容量隨著物料高度的變化而變化。傳感器的模塊電路由基準(zhǔn)源、脈寬調(diào)制、轉(zhuǎn)換、恒流放大、反饋和限流等單元組成。采用脈寬調(diào)特原理進(jìn)行測量的優(yōu)點(diǎn)是頻率較低，對周圍元射頻干擾、穩(wěn)定性好、線性好、無明顯溫度漂移等。

　　（二十三）銻電極酸度

　　銻電極酸度傳感器是集 PH檢測、自動(dòng)清洗、電信號轉(zhuǎn)換為一體的工業(yè)在線分析儀表，它是由銻電極與參考電極組成的PH值測量系統(tǒng)。在被測酸性溶液中，由于銻電極表面會(huì)生成三氧化二銻氧化層，這樣在金屬銻面與三氧化二銻之間會(huì)形成電位差。該電位差的大小取決于三所氧化二銻的濃度，該濃度與被測酸性溶液中氫離子的適度相對應(yīng)。如果把銻、三氧化二銻和水溶液的適度都當(dāng)作1，其電極電位就可用能斯特公式計(jì)算出來。

　　銻電極酸度傳感器中的固體模塊電路由兩大部分組成。為了現(xiàn)場作用的安全起見，電源部分采用交流24V為二次儀表供電。這一電源除為清洗電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電源外，還應(yīng)通過電流轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電壓，以供變送電路使用。第二部分是測量傳感器電路，它把來自傳感器的基準(zhǔn)信號和PH酸度信號經(jīng)放大后送給斜率調(diào)整和定位調(diào)整電路，以使信號內(nèi)阻降低并可調(diào)節(jié)。將放大后的PH信號與溫度被償信號進(jìn)行迭加后再差進(jìn)轉(zhuǎn)換電路，最后輸出與PH值相對應(yīng)的4～20mA恒流電流信號給二次儀表以完成顯示并控制PH值。

　　（二十四）酸、堿、鹽

　　酸、堿、鹽濃度傳感器通過測量溶液電導(dǎo)值來確定濃度。它可以在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中酸、堿、鹽在水溶液中的濃度含量。這種傳感器主要應(yīng)用于鍋爐給水處理、化工溶液的配制以及環(huán)保等工業(yè)生產(chǎn)過程。

　　酸、堿、鹽濃度傳感器的工作原理是：在一定的范圍內(nèi)，酸堿溶液的濃度與其電導(dǎo)率的大小成比例。因而，只要測出溶液電導(dǎo)率的大小變可得知酸堿濃度的高低。當(dāng)被測溶液流入專用電導(dǎo)池時(shí)，如果忽略電極極化和分布電容，則可以等效為一個(gè)純電阻。在有恒壓交變電流流過時(shí)，其輸出電流與電導(dǎo)率成線性關(guān)系，而電導(dǎo)率又與溶液中酸、堿濃度成比例關(guān)系。因此只要測出溶液電流，便可算出酸、堿、鹽的濃度。

　　酸、堿、鹽濃度傳感器主要由電導(dǎo)池、電子模塊、顯示表頭和殼體組成。電子模塊電路則由激勵(lì)電源、電導(dǎo)池、電導(dǎo)放大器、相敏整流器、解調(diào)器、溫度補(bǔ)償、過載保護(hù)和電流轉(zhuǎn)換等單元組成。

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　　它是通過測量溶液的電導(dǎo)值來間接測量離子濃度的流程儀表（一體化傳感器），可在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中水溶液的電導(dǎo)率。

　　由于電解質(zhì)溶液與金屬導(dǎo)體一樣的電的良導(dǎo)體，因此電流流過電解質(zhì)溶液時(shí)必有電阻作用，且符合歐姆定律。但液體的電阻溫度特性與金屬導(dǎo)體相反，具有負(fù)向溫度特性。為區(qū)別于金屬導(dǎo)體，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力用電導(dǎo)（電阻的倒數(shù)）或電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）來表示。當(dāng)兩個(gè)互相絕緣的電極組成電導(dǎo)池時(shí)，若在其中間放置待測溶液，并通以恒壓交變電流，就形成了電流回路。如果將電壓大小和電極尺寸固定，則回路電流與電導(dǎo)率就存在一定的函數(shù)關(guān)系。這樣，測了待測溶液中流過的電流，就能測出待測溶液的電導(dǎo)率。電導(dǎo)傳感器的結(jié)構(gòu)和電路與酸、堿、鹽濃度傳感器相同。