传感器（Sensor）是一种常见的却又很重要的器材，它是感触规则的被丈量的各种量并按必定规则将其转化为有用信号的器材或设备。关于传感器来说，依照输入的状况，输入可以分红静态量和动态量。咱们可以依据在各个值的安稳状况下，输出量和输入量的联络得到传感器的静态特性。
传感器的静态特性的首要指标有线性度、迟滞、重复性、活络度和准确度等。传感器的动态特性则指的是关于输入量跟着时刻改动的呼应特性。动态特性一般选用传递函数等自动控制的模型来描绘。一般，传感器接纳到的信号都有弱小的低频信号，外界的搅扰有的时分的起伏可以逾越被丈量的信号，因而消除串入的噪声就成为了一项要害的传感器技能。
物理传感器
物理传感器是检测物理量的传感器。它是运用某些物理效应，把被丈量的物理量转化成为便于处理的能量方式的信号的设备。其输出的信号和输入的信号有确认的联络。首要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。
作为比方，让咱们看看比较常用的光电式传感器。这种传感器把光信号转化成为电信号，它直接检测来自物体的辐射信息，也可以转化其他物理量成为光信号。其首要的原理是光电效应：当光照耀到物质上的时分，物质上的电效应发生改动，这儿的电效应包含电子发射、电导率和电位电流等。
显着，可以简单发生这样效应的器材成为光电式传感器的首要部件，比方说光敏电阻。这样，咱们知道了光电传感器的首要作业流程便是承受相应的光的照耀，经过相似光敏电阻这样的器材把光能转化成为电能，然后经过扩大和去噪声的处理，就得到了所需求的输出的电信号。这儿的输出电信号和原始的光信号有必定的联络，一般是挨近线性的联络，这样核算原始的光信号就不是很杂乱了。其它的物理传感器的原理都可以类比于光电式传感器。
物理传感器的运用规模是十分广泛的，咱们仅仅就生物医学的视点来看看物理传感器的运用状况，之后不难估测物理传感器在其他的方面也有重要的运用。
比方血压丈量是医学丈量中的最为惯例的一种。咱们一般的血压丈量都是间接丈量，经过体表检测出来的血流和压力之间的联络，然后测出脉管里的血压值。丈量血压所需求的传感器一般都包含一个弹性膜片，它将压力信号改变成为膜片的变形，然后再依据膜片的应变或位移转化成为相应的电信号。在电信号的峰值处咱们可以检测出来收缩压，在经过反相器和峰值检测器后，种传感器外形咱们可以得到舒张压，经过积分器就可以得到均匀压。
让咱们再看看呼吸丈量技能。呼吸丈量是临床确诊肺功用的重要依据，在外科手术和患者监护中都是必不可少的。比方在运用用于丈量呼吸频率的热敏电阻式传感器时，把传感器的电阻安装在一个夹子前端的外侧，把夹子夹在鼻翼上，当呼吸气流从热敏电阻外表流过期，就可以经过热敏电阻来丈量呼吸的频率以及热气的状况。
再比方最常见的体表温度丈量进程，尽管看起来很简单，可是却有着杂乱的丈量机理。体表温度是由部分的血流量、下层安排的导热状况和表皮的散热状况等多种要素决议的，因而丈量皮肤温度要考虑到多方面的影响。热电偶式传感器被较多的运用到温度的丈量中，一般有杆状热电偶传感器和薄膜热电偶传感器。
因为热电偶的尺度十分小，精度比较高的可做到微米的等级，所以可以比较准确地丈量出某一点处的温度，加上后期的剖析计算，可以得出比较全面的剖析效果。这是传统的水银温度计所不能比较的，也展现了运用新的技能给科学开展带来的宽广远景。
从以上的介绍可以看出，仅仅在生物医学方面，物理传感器就有着多种多样的运用。传感器的开展方向是多功用、有图画的、有智能的传感器。传感器丈量作为数据取得的重要手法，是工业生产甚至家庭生活所必不可少的器材，而物理传感器又是最一般的传感器宗族，灵活运用物理传感器必定可以创造出更多的产品，更好的效益。
光纤传感器
近年来，传感器在朝着活络、准确、适应性强、细巧和智能化的方向开展。在这一进程中，光纤传感器这个传感器宗族的新成员倍受青睐。光纤具有许多优异的功用，例如：抗电磁搅扰和原子辐射的功用，径细、质软、重量轻的机械功用，绝缘、无感应的电气功用，耐水、耐高温、耐腐蚀的化学功用等，它可以在人达不到的当地（如高温区），或许对人有害的区域（如核辐射区），起到人的耳目的效果，并且还能逾越人的生理边界，接纳人的感官所感触不到的外界信息。
光纤传感器是最近几年呈现的新技能，可以用来丈量多种物理量，比方声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等，还可以完结现有丈量技能难以完结的丈量使命。在狭小的空间里，在强电磁搅扰和高电压的环境里，光纤传感器都显现出了共同的才能。现在光纤传感器现已有70多种，大致上分红光纤本身传感器和运用光纤的传感器。
所谓光纤本身的传感器，便是光纤本身直接接纳外界的被丈量。外接的被丈量物理量可以引起丈量臂的长度、折射率、直径的改动，然后使得光纤内传输的光在振幅、相位、频率、偏振等方面发生改动。丈量臂传输的光与参阅臂的参阅光彼此干与（比较），使输出的光的相位（或振幅）发生改动，依据这个改动就可检测出被丈量的改动。光纤中传输的相位受外界影响的活络度很高，运用干与技能可以检测出10的负4 次方弧度的细小相位改动所对应的物理量。运用光纤的绕性和低损耗，可以将很长的光纤盘成直径很小的光纤圈，以添加运用长度，取得更高的活络度。
光纤声传感器便是一种运用光纤本身的传感器。当光纤遭到一点很细小的外力效果时，就会发生微曲折，而其传光才能发生很大的改动。声响是一种机械波，它对光纤的效果便是使光纤受力并发生曲折，经过曲折就可以得到声响的强弱。光纤陀螺也是光纤本身传感器的一种，与激光陀螺比较，光纤陀螺活络度高，体积小，成本低，可以用于飞机、舰船、导弹等的高功用惯性导航体系。如图便是光纤传感器涡轮流量计的原理。
别的一个大类的光纤传感器是运用光纤的传感器。其结构大致如下：传感器坐落光纤端部，光纤仅仅光的传输线，将被丈量的物理量改换成为光的振幅，相位或许振幅的改动。在这种传感器体系中，传统的传感器和光纤相结合。光纤的导入使得完成探针化的遥测供给了或许性。这种光纤传输的传感器适用规模广，运用简洁，可是精度比第一类传感器稍低。
光纤在传感器宗族中是后期之秀，它凭借着光纤的优异功用而得到广泛的运用，是在生产实践中值得注意的一种传感器。
仿生传感器
仿生传感器，是一种选用新的检测原理的新式传感器，它选用固定化的细胞、酶或许其他生物活性物质与换能器相配合组成传感器。这种传感器是近年来生物医学和电子学、工程学彼此浸透而开展起来的一种新式的信息技能。这种传感器的特点是机能高、寿命长。在仿生传感器中，比较常用的是生体模仿的传感器。
仿生传感器依照运用的介质可以分为：酶传感器、微生物传感器、细胞器传感器、安排传感器等。在图中咱们可以看到，仿生传感器和生物学理论的方方面面都有亲近的联络，是生物学理论开展的直接效果。在生体模仿的传感器中，尿素传感器是最近开发出来的一种传感器。下面就以尿素传感器为比方介绍仿生传感器的运用。
尿素传感器，首要是由生体膜及其离子通道两部分构成。生体膜可以感触外部影响影响，离子通道可以接纳生体膜的信息，并进行扩大和传送。当膜内的感触部位遭到外部影响物质的影响时，膜的透过性将发生改动，使很多的离子流入细胞内，构成信息的传送。其间起重要效果的是生体膜的组成成分膜蛋白质，它能发生保形网络改动，使膜的透过性发生改动，进行信息的传送及扩大。生体膜的离子通道，由氨基酸的聚合体构成，可以用有机化学中简单组成的聚氨酸的聚合物（L一谷氨酸，PLG）为代替物质，它比酶的化学安稳性好。PLG是水溶性的，本不合适电机的润饰，但PLG和聚合物可以组成嵌段共聚物，构成传感器运用的感应膜。
生体膜的离子通道的原理基本上与生体膜相同，在电极大将嵌段共聚膜固定后，假如加感应PLG保性网络改动的物质，就会使膜的透过性发生改动，然后发生电流的改动，由电流的改动，便可以进行对影响性物质的检测。
尿素传感器经实验证明是安稳性好的一种生体模仿传感器，检测下限为10的负3次方的数量级，还可以检测影响性物质，可是暂时还不合适生体的计测。
现在，尽管现已开展成功了许多仿生传感器，但仿生传感器的安稳性、再现性和可批量生产性显着缺乏，所以仿生传感技能尚处于幼年期，因而，今后除持续开发出新系列的仿生传感器和完善现有的系列之外，生物活性膜的固定化技能和仿生传感器的固态化值得进一步研讨。
在不久的将来，模仿生体功用的嗅觉、味觉、听觉、触觉仿生传感器将呈现，有或许逾越人类五官的灵敏才能，完善现在机器人的视觉、味觉、触觉和对目的物进行操作的才能。咱们可以看到仿生传感器运用的广泛远景，但这些都需求生物技能的进一步开展，咱们拭目而待这一天的到来。
