科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將人類社會帶入了信息時代,人們的社會活動將主要依靠對信息資源的開發(fā)及獲取、傳輸與處理。從浩瀚無垠的宇宙,到微觀粒子世界,許多未知的現(xiàn)象和規(guī)律信息,沒有相應(yīng)的傳感器是無法獲取的。傳感器技術(shù)是當(dāng)今信息社會中的一門跨學(xué)科的邊緣性技術(shù)學(xué)科,它在信息處理系統(tǒng)中占有十分重要的地位,是信息處理系統(tǒng)的三個構(gòu)成單元(傳感器、通信系統(tǒng)、電子計算機(jī)) 之一,已滲透到了生產(chǎn)、科研和生活的各個領(lǐng)域。
      傳感技術(shù)是關(guān)于敏感元器件及傳感器的設(shè)計制造、測試、應(yīng)用的綜合性技術(shù)，是構(gòu)成現(xiàn)代信息技術(shù)和自動化技術(shù)的主要支柱之一。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳感器在品種、性能等方面都有飛速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也日趨廣泛。傳感器已成為人們生產(chǎn)、生活中不可缺少的工具，也是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。
傳感器的結(jié)構(gòu)和分類
1、傳感器的結(jié)構(gòu)
      很多非電學(xué)量(包括物理量,化學(xué)量,生物量等) ,早期都采用非電學(xué)量方法測量。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,對被測量的準(zhǔn)確度、速度和精度提出了新的要求,傳統(tǒng)方法已不能滿足測量要求,必須采用傳感器電測技術(shù),把非電學(xué)量信號轉(zhuǎn)換為電信號。在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中,需用各種傳感器來監(jiān)控生產(chǎn)過程的各個參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)。特別是傳感器與計算機(jī)結(jié)合,使自動化過程更具有準(zhǔn)確、快捷、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
      傳感器（Transducer/Sensor）是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，能完成檢測任務(wù),它的輸入量是某一被測量,可能是物理量,也可能是化學(xué)量、生物量等;輸出量是某種物理量,便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等,可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量;輸出輸入有對應(yīng)關(guān)系,且應(yīng)有一定的精確程度。傳感器的作用包括信息的收集、信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和控制信息的采集。傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件兩大部分組成。有時也將轉(zhuǎn)換電路及輔助電路作為其組成部分。

 
圖4-1傳感器組成

敏感元件是直接感受被測量, 并輸出與被測量呈現(xiàn)確定關(guān)系的某一物理量的元件。敏感元件的輸出就是轉(zhuǎn)換元件的輸入，轉(zhuǎn)換元件把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。
      傳感器大都要在現(xiàn)場工作,現(xiàn)場的條件往往是難以充分預(yù)料的,有時是極其惡劣的。各種外界因素要影響傳感器的精度與各有關(guān)性能。為了減小測量誤差,保證其原有性能,就應(yīng)設(shè)法削弱或消除外界因素對傳感器的影響。常用的方法有,減小傳感器對影響因素的靈敏度或者降低外界因素對傳感器實(shí)際作用的程度。對于電磁干擾, 可以采用屏蔽、隔離措施,也可用濾波等方法抑制。對于如溫度、濕度、機(jī)械振動、氣壓、聲壓、輻射、甚至氣流等,可采用相應(yīng)的隔離措施,如隔熱、密封、隔振等, 或者在變換成為電量后對干擾信號進(jìn)行分離或抑制,減小其影響。傳感器作為長期測量或反復(fù)使用的器件, 其穩(wěn)定性顯得特別重要,其重要性甚至勝過精度指標(biāo), 尤其是對那些很難或無法定期標(biāo)定的場合。為了提高傳感器性能的穩(wěn)定性, 對材料、元器件或傳感器整體進(jìn)行必要的穩(wěn)定性處理。如永磁材料的時間老化、溫度老化、機(jī)械老化及交流穩(wěn)磁處理、電氣元件的老化篩選等。此外,還可通過差動技術(shù)、平均技術(shù)、補(bǔ)償與修正技術(shù)等技術(shù)途徑改善傳感器的性能。
2、傳感器的分類
2.1 按被測參量分類
(1)機(jī)械量參量:如位移傳感器,速度傳感器等。
(2)熱工參量:如溫度傳感器、壓力傳感器等。
(3)物性參量:如pH 傳感器、氧含量傳感器等。
2.2 按傳感器的工作機(jī)理分類
(1)物理傳感器:利用物質(zhì)的物理現(xiàn)象和效應(yīng)感知并檢測出待測對象信息的器件?？煞譃?類:結(jié)構(gòu)型傳感器(如電容傳感器、電感傳感器等)和物性型傳感器(如光電傳感器、壓電傳感器等)。物理傳感器開發(fā)早,發(fā)展快、品種多、應(yīng)用廣,目前正向集成化、系列化、智能化方向發(fā)展。
(2)化學(xué)傳感器:主要是利用化學(xué)反應(yīng)來識別和檢測信息的器件。如氣敏傳感器、濕敏傳感器和離子敏傳感器。這類傳感器發(fā)展前景很廣,可在環(huán)境保護(hù)、火災(zāi)報警、醫(yī)療衛(wèi)生和家用電器方面廣泛應(yīng)用。
(3)生物傳感器:是利用生物化學(xué)反應(yīng)的器件,由固定生物體材料和適當(dāng)轉(zhuǎn)換器件組合成的系統(tǒng)，與化學(xué)傳感器有密切關(guān)系。如味覺傳感器,聽覺傳感器等。作為一門在生命科學(xué)和信息科學(xué)之間發(fā)展起來的一門交叉學(xué)科，在發(fā)酵工藝、環(huán)境監(jiān)測、食品工程、臨床醫(yī)學(xué)、軍事及軍事醫(yī)學(xué)方面有著廣泛應(yīng)用。

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