传感器的界说
信息处理技能获得的开展以及微处理器和计算机技能的高速开展，都需求在传感器的开发方面有相应的开展。微处理器现在现已在丈量和操控体系中得到了广泛的运用。跟着这些体系才干的增强，作为信息收集体系的前端单元，传感器的效果越来越重要。传感器已成为自动化体系和机器人技能中的要害部件，作为体系中的一个结构组成，其重要性变得越来越显着。
最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于运用的电信号的器材。世界电工委员会（IEC:International Electrotechnical Committee）的界说为：“传感器是丈量体系中的一种前置部件，它将输入变量转化成可供丈量的信号”。依照Gopel等的说法是：“传感器是包含承载体和电路衔接的灵敏元件”，而“传感器体系则是组合有某种信息处理（模仿或数字）才干的传感器”。传感器是传感器体系的一个组成部分，它是被丈量信号输入的第一道关口。
传感器体系的准则框图示于图1-1，进入传感器的信号起伏是很小的，并且稠浊有搅扰信号和噪声。为了便利随后的处理进程，首要要将信号整构成具有最佳特性的波形，有时还需求将信号线性化，该作业是由放大器、滤波器以及其他一些模仿电路完结的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转化成数字信号，并输入到微处理器。
传感器的分类办法许多．首要有如下几种：
（1）按被丈量分类，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。这种分类有利于挑选传感器、运用传感器
（2）依照作业原理分类，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。这种分类有利于研讨、规划传感器，有利于对传感器的作业原理进行论述。
（3）按灵敏资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、有机资料传感器、高分子资料传感器等。这种分类法可分出许多品种。
（4）依照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。其间数字传感器便干与计算机联用，且坑搅扰性较强，例如脉冲盘式视点数字传感器、光栅传感器等。传感器数字化是往后的开展趋势。
（5）按运用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。若按具体便用场合，还可分为轿车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。
（6）依据运用意图的不同，又可分为计测用、监督用，位查用、确诊用，操控用和剖析用传感器等。
首要特色传感器的特色包含：微型化、数字化、智能化、多功用化、体系化、网络化，它不只促进了传统产业的改造和更新换代，并且还或许树立新式工业，然后成为21世纪新的经济增长点。微型化是树立在微电子机械体系（MEMS）技能基础上的，已成功运用在硅器材上做成硅压力传感器。
首要功用常将传感器的功用与人类5大感觉器官比较较：
光敏传感器——视觉
声敏传感器——听觉
气敏传感器——嗅觉
化学传感器——味觉
压敏、温敏、 传感器（图1）
流体传感器——触觉
灵敏元件的分类：
物理类，根据力、热、光、电、磁和声等物理效应。
化学类，根据化学反响的原理。
生物类，根据酶、抗体、和激素等分子辨认功用。
一般据其根本感知功用可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线灵敏元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将灵敏元件分46类）。
1）光纤传感器
光纤传感器技能是跟着光导纤维有用化和光通讯技能的开展而构成的一门簇新的技能。光纤传感器与传统的各类传感器比较有许多特色，如灵敏度高。抗电磁搅扰才干强，耐腐蚀，绝缘性好，结构简略，体积小。耗电少，光路有可挠曲性，以及便于完成遥测等。
光纤传感器一般分为两大类，一类是运用光纤本身的某种灵敏特性或功用制成的传感器。称为功用型传感器;另一类是光纤只是起传输光波的效果，有必要在光纤端面或中心加装其他灵敏元件才干构成传感器，称为传光型传感器。不管哪种传感器，其作业原理都是运用被丈量的改变调制传输光光波的某一参数，使其随之改变，然后对已调制的光信号进行检测，然后得到被丈量。
光纤传感器能够丈量多种物理量。现在现已有用的光纤传感器可丈量的物理量达70多种，因而光纤传感器具有宽广的开展前景。
2）红外传感器
红外传感器是将辐射能转化为电能的一种传感器，又称为红外勘探器。常见的红外勘探器有两大类，热勘探器和光子探m器。热勘探器是运用人射红外辐射引起勘探器的灵敏元件的沮度改变，进而使有关物理参数发作相应的改变，经过丈量有关物理参数的改变来确认红外勘探器吸收的红外辐射。热勘探器的首要长处是呼应波段宽，能够在室沮下作业，运用便利。可是，热勘探器呼应时刻长，灵敏度较低，一般用于红外辐射改变缓慢的场合。如光谱仪、测温仪、红外摄像等。光子红外勘探器是运用某些半导体资料在红外辐射的照射下，发作光子效应，使资料的电学性质发作改变，经过测最电学性质的改变，能够确认红外辐射的强弱。光子勘探器的首要长处是灵敏度高，呼应速度快，呼应频率高。但一般需在低温下_L作，勘探波段较窄，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、成分剖析、无损检测等方面，特别是在军事上的运用更为广泛，如红外侦查、红外雷达、红外通讯、红外对立等。
3）气敏传感器
气敏传感器是指能将被侧气体浓度转化为与其成必定联系的电量输出的设备。气敏传感器的功用有必要满意下列条件：
（1）能够检渊易爆破气体的允许浓度、有害气体的允许浓度和其他基准设定浓度。并能及时给出报薯、显现与操控信号;
（2）对被侧气体以外的共存气体或物质不灵敏;
（3）长时刻安稳性好、重复性好
（4）动态特性好、呼应敏捷;
（5）运用、保护便利，价格便宜等。
4）生物传感器
生物传感器是运用生物或生物物质做成的、用以检测与辨认生物体内的化学成分的传感器。生物或生物物质是指酶、微生物、抗体等，被侧物质经扩散效果进人生物灵敏膜，发作生物学反响（物理、化学反响），经过变换器将其转化成可定量、可传输、处理的电信号。依照所用生物活性物质的不同，生物传感器包含酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、生物安排传感器等。酶传感器具有灵敏度高、挑选性好等长处，现在已有用化的产品达200种以上，但由于酶的提炼工序杂乱，因而造价高，功用也不太安稳。微生物传感器与酶传感器比较，价格便宜，功用安稳，它的缺陷是呼应时刻较长（数分钟），挑选性差，现在微生物传感器已成功运用于环境监测和医学中，如测定水污染程度、确诊尿毒症和搪尿病等。免疫传感器的根本原理是免疫反响，现在已研制成功的免疫传感器达儿十种以上。生物安排传感器制造简洁，作业寿命长，在许多情况下可替代酶传感器，但在有用化中还存在挑选性差、动植物资料不易保存等问题。现在生物传感器的开发与运用正向着多功用化、集成化的方向开展。半导体生物传感器是将半导体技能与生物技能相结合的产品，为生物传感器的多功用化、小型化、微型化供给了重要的途径。
5）机器人传感器
机器人传感器是一种能将机器人方针物特性（或参量）变换为电量输出的设备，机器人经过传感器完成类似于人类的感觉效果。机器人传感器分为内部检测
传感器和外界检测传感器两大类。内部检测传感器是在机器人中用来感知它自己的状况，以调整和操控机器人本身举动的传感器。它一般由方位、加速度、速度及JR力传感器组成。外界检测传感器是机器人用以感触周围环境、方针物的状况特征信息的传感器。然后使机器人对环境有自校正和自适应才干。外界枪侧传感器一般包含触觉、挨近觉、视觉、听觉、嗅觉、味觉等传感器。机器人传感器是机器人研讨中必不可缺的重要课题，需求有更多的、功用更好的、功用更强的、集成度更高的传感器来推进机器人的开展。
6）智能传感器
智能传感器是一种带有微处理机的，兼有信息检测、信息处理、信息回忆、逻辑思维与判别功用的传感器。本书第9章将对这种传感器进行具体论述。
3.数字传感器
数字式传感器是指能把被测（模仿）量直接转化成数字徽输出的传感器。数字式传感器是检测技能、微电子技能和计算机技能相结合的产品，是传感器技能开展的另一个重要方向。
数字式传感器可分为三类：一是直接以数宇量方式输出的传感器，如肯定编码器能够将位移鳍直接转化成数字量。二是以脉冲方式愉出的传感器。如增量编码器、光栅、磁栅和感应同步器能够将位移量转化成一系列计数脉冲，再由计数体系
所计的脉冲个数来反映被侧量的值;三是以频率方式输出的传感器，能把被丈量换成与之相对应的、且便于处理的频率输出，因而也叫做频率式传感器。数字式传感器在机床数控、自动化和计量、检测技能中得到日益广泛的运用。
