传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类

传感器得分类＿传感器得原理与分类_传感器得定义与分类传感器得分类方法很多.主要有如下几种：(１)按被测量分类,可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等.这种分类有利于选择传感器、应用传感器(2)按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。

这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器得工作原理进行阐述。

（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。

这种分类法可分出很多种类。

（４）按照传感器输出量得性质分为摸拟传感器、数字传感器.其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等.传感器数字化就是今后得发展趋势。

（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用与家电用传感器等。

若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。

（6)根据使用目得得不同，又可分为计测用、监视用,位查用、诊断用，控制用与分析用传感器等.主要特点传感器得特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业得改造与更新换代,而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新得经济增长点。

微型化就是建立在微电子机械系统（ＭEMS）技术基础上得,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

主要功能常将传感器得功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器—-视觉声敏传感器——听觉ﻫ气敏传感器-—嗅觉ﻫ化学传感器——味觉ﻫ压敏、温敏、传感器（图１)流体传感器——触觉ﻫ敏感元件得分类:ﻫ物理类，基于力、热、光、电、磁与声等物理效应。

ﻫ化学类,基于化学反应得原理。

生物类,基于酶、抗体、与激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件与味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分4６类）。

1)光纤传感器光纤传感器技术就是随着光导纤维实用化与光通信技术得发展而形成得一门崭新得技术.光纤传感器与传统得各类传感器相比有许多特点，如灵敏度高、抗电磁干扰能力强,耐腐蚀,绝缘性好,结构简单,体积小、耗电少，光路有可挠曲性，以及便于实现遥测等、光纤传感器一般分为两大类，一类就是利用光纤本身得某种敏感特性或功能制成得传感器、称为功能型传感器;另一类就是光纤仅仅起传输光波得作用,必须在光纤端面或中间加装其她敏感元件才能构成传感器，称为传光型传感器。

无论哪种传感器，其工作原理都就是利用被测量得变化调制传输光光波得某一参数,使其随之变化,然后对已调制得光信号进行检测，从而得到被测量。

光纤传感器可以测量多种物理量、目前已经实用得光纤传感器可测量得物理量达７０多种，因此光纤传感器具有广阔得发展前景、2)红外传感器红外传感器就是将辐射能转换为电能得一种传感器,又称为红外探测器、常见得红外探测器有两大类,热探测器与光子探m 器、热探测器就是利用人射红外辐射引起探测器得敏感元件得沮度变化，进而使有关物理参数发生相应得变化，通过测量有关物理参数得变化来确定红外探测器吸收得红外辐射、热探测器得主要优点就是响应波段宽,可以在室沮下工作,使用方便。

但就是,热探测器响应时间长,灵敏度较低，一般用于红外辐射变化缓慢得场合、如光谱仪、测温仪、红外摄像等。

光子红外探测器就是利用某些半导体材料在红外辐射得照射下，产生光子效应,使材料得电学性质发生变化,通过测最电学性质得变化，可以确定红外辐射得强弱.光子探测器得主要优点就是灵敏度高，响应速度快,响应频率高.但一般需在低温下_L作,探测波段较窄，一般用于侧温仪、航空扫描仪、热像仪等。

红外传感器广泛用于测温、成像、成分分析、无损检测等方面,特别就是在军事上得应用更为广泛,如红外侦察、红外雷达、红外通信、红外对抗等。

3）气敏传感器气敏传感器就是指能将被侧气体浓度转换为与其成一定关系得电量输出得装置。

气敏传感器得性能必须满足下列条件：（1)能够检渊易爆炸气体得允许浓度、有害气体得允许浓度与其她基准设定浓度、并能及时给出报薯、显示与控制信号;(2）对被侧气体以外得共存气体或物质不敏感;(3)长期稳定性好、重复性好(４）动态特性好、响应迅速；（5)使用、维护方便，价格便宜等。

4）生物传感器生物传感器就是利用生物或生物物质做成得、用以检测与识别生物体内得化学成分得传感器。

生物或生物物质就是指酶、微生物、抗体等,被侧物质经扩散作用进人生物敏感膜,发生生物学反应（物理、化学反应)，通过变换器将其转换成可定量、可传输、处理得电信号、按照所用生物活性物质得不同,生物传感器包括酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、生物组织传感器等。

酶传感器具有灵敏度高、选择性好等优点，目前已实用化得商品达20０种以上,但由于酶得提炼工序复杂,因而造价高,性能也不太稳定。

微生物传感器与酶传感器相比,价格便宜，性能稳定,它得缺点就是响应时间较长（数分钟），选择性差,目前微生物传感器已成功应用于环境监测与医学中，如测定水污染程度、诊断尿毒症与搪尿病等。

免疫传感器得基本原理就是免疫反应，目前已研制成功得免疫传感器达儿十种以上。

生物组织传感器制作简便，工作寿命长,在许多情况下可取代酶传感器,但在实用化中还存在选择性差、动植物材料不易保存等问题.目前生物传感器得开发与应用正向着多功能化、集成化得方向发展.半导体生物传感器就是将半导体技术与生物技术相结合得产物,为生物传感器得多功能化、小型化、微型化提供了重要得途径。

5）机器人传感器机器人传感器就是一种能将机器人目标物特性（或参量）变换为电量输出得装置,机器人通过传感器实现类似于人类得知觉作用。

机器人传感器分为内部检测传感器与外界检测传感器两大类。

内部检测传感器就是在机器人中用来感知它自己得状态，以调整与控制机器人自身行动得传感器。

它通常由位置、加速度、速度及JＲ力传感器组成.外界检测传感器就是机器人用以感受周围环境、目标物得状态特征信息得传感器、从而使机器人对环境有自校正与自适应能力。

外界枪侧传感器通常包括触觉、接近觉、视觉、听觉、嗅觉、味觉等传感器。

机器人传感器就是机器人研究中必不可缺得重要课题，需要有更多得、性能更好得、功能更强得、集成度更高得传感器来推动机器人得发展。

6)智能传感器智能传感器就是一种带有微处理机得，兼有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能得传感器.本书第9章将对这种传感器进行详细阐述。

3、数字传感器数字式传感器就是指能把被测(模拟)量直接转换成数字徽输出得传感器.数字式传感器就是检测技术、微电子技术与计算机技术相结合得产物,就是传感器技术发展得另一个重要方向.数字式传感器可分为三类:一就是直接以数宇量形式输出得传感器，如绝对编码器可以将位移鳍直接转换成数字量。

二就是以脉冲形式愉出得传感器、如增量编码器、光栅、磁栅与感应同步器可以将位移量转换成一系列计数脉冲,再由计数系统所计得脉冲个数来反映被侧量得值;三就是以频率形式输出得传感器，能把被测量换成与之相对应得、且便于处理得频率输出，因此也叫做频率式传感器、数字式传感器在机床数控、自动化与计量、检测技术中得到日益广泛得应用。

传感器得原理与分类一、传感器得定义国家标准GB７66５-８7对传感器下得定义就是：“能感受规定得被测量并按照一定得规律转换成可用信号得器件或装置，通常由敏感元件与转换元件组成"。

传感器就是一种检测装置，它就是实现自动检测与自动控制得首要环节。

传感器能感受到被测量得信息,并能将检测感受到得信息，按一定规律变换成为电信号或其她所需形式得信息输出，以满足信息得传输、处理、存储、显示、记录与控制等要求。

二、传感器得分类目前对传感器尚无一个统一得分类方法，但比较常用得有如下三种：1、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。

2、按传感器得物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。

３、按传感器输出信号得性质分类,可分为：输出为开关量（“1”与"0"或“开”与“关”)得开关型传感器;输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码得数字型传感器。

关于传感器得分类:1、按被测物理量分：如：力，压力,位移,温度，角度传感器等；2、按照传感器得工作原理分：如：应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等;３、按照传感器转换能量得方式分:（１）能量转换型：如:压电式、热电偶、光电式传感器等；(2）能量控制型:如：电阻式、电感式、霍尔式等传感器以及热敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻等。

4、按照传感器工作机理分:(1)结构型:如：电感式、电容式传感器等;（2）物性型：如：压电式、光电式、各种半导体式传感器等。

5、按照传感器输出信号得形式分:（１）模拟式:传感器输出为模拟电压量;(2)数字式：传感器输出为数字量，如：编码器式传感器。

三、传感器得静态特性传感器得静态特性就是指对静态得输入信号，传感器得输出量与输入量之间所具有相互关系。

因为这时输入量与输出量都与时间无关，所以它们之间得关系，即传感器得静态特性可用一个不含时间变量得代数方程，或以输入量作横坐标,把与其对应得输出量作纵坐标而画出得特性曲线来描述。

表征传感器静态特性得主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力与迟滞等。

四、传感器得动态特性所谓动态特性，就是指传感器在输入变化时，它得输出得特性。

在实际工作中,传感器得动态特性常用它对某些标准输入信号得响应来表示。

这就是因为传感器对标准输入信号得响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号得响应与它对任意输入信号得响应之间存在一定得关系，往往知道了前者就能推定后者。

最常用得标准输入信号有阶跃信号与正弦信号两种,所以传感器得动态特性也常用阶跃响应与频率响应来表示。

五、传感器得线性度通常情况下，传感器得实际静态特性输出就是条曲线而非直线.在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度得读数，常用一条拟合直线近似地代表实际得特性曲线、线性度(非线性误差)就就是这个近似程度得一个性能指标。

拟合直线得选取有多种方法.如将零输入与满量程输出点相连得理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差得平方与为最小得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、传感器得灵敏度灵敏度就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得比值.它就是输出一输入特性曲线得斜率。

如果传感器得输出与输入之间显线性关系,则灵敏度Ｓ就是一个常数.否则，它将随输入量得变化而变化。