第1页，共19页，星期日，2025年，2月5日第一章绪论第2页，共19页，星期日，2025年，2月5日第一节、传感器作用、定义一、传感器的作用控制系统信息获取（传感器）物理量（检测或控制对象）信息处理（电子、计算机、网络、通讯）执行器（电动、机械）人体动作五官大脑对象四肢第3页，共19页，星期日，2025年，2月5日传感器就是对被测（被控）对象提取有用信息，以供运算、识别、显示、控制等。它已是各应用领域特别是自动检测、自动控制系统不可缺少的重要技术工具，是首要环节。
如果没有传感器对原始数据进行精确可靠测量，那么，无论是信号转换或信息处理，或最佳数据的显示和控制，都将成为一句空话。没有传感器，信息技术和计算机技术就成为无水之源。传感器是整个信息产业的源头，是信息社会赖以存在和发展的物资基础。
无论是计算机软、硬件，还是网络、通讯技术发展日新月异，传感器技术却大为滞后，日益成为信息技术发展的瓶颈。究其原因，一是传感器的应用不尽如意，更重要的是传感器自身的发展滞后。这是由传感器本身特点所决定的。
学习这门课的主要目的就是掌握传感器的基本原理、特点及应用，为传感器设计、选型，系统组建打下基础。
第4页，共19页，星期日，2025年，2月5日二、传感器定义传感器：能感受规定的被测量，并按一定规律转换为有一定精度、便于处理的有用信号的器件或装置。规定：被测对象具有很多物理特征，而通常仅测单一物理量。不仅由于传感器本身不宜感受多种物理量，而且对于测量某一具体物理量的传感器，其它物理量会产生影响（传感器输出），从而造成误差，即干扰。传感器性能的一个重要技术指标就是抗干扰能力。对于不同传感器，其主要干扰源不尽相同，通常干扰有温度、湿度、加速度、振动、光、电磁等等。第5页，共19页，星期日，2025年，2月5日一定规律：传感器的输入是被测量（机械量、化学量等），输出则是电参量（电阻、电感、电容、频率、相位、电压、电流）。要通过传感器的输出推算出输入，则必须两者间有确定的函数关系，即确定的规律。
通常希望成简单的线性关系，即：Y=kX。大多数遵从这一线性关系。但也有例外，如倾角的测量。
第6页，共19页，星期日，2025年，2月5日便于处理的有用信号：传感器的输出送至计算机、显示器或执行器中，这些设备信号通常是电信号，故传感器的输出一般为电信号。当然，从长远观点来看，输出为光信号也许更为有利。
传感器的输入（被测物理量）通常是非电量，故传感器测量又称为非电量检测。当然被测物理量也可以是电量，如电量传感器（强电流、电压频率、相位、功率的测量）。第7页，共19页，星期日，2025年，2月5日三、传感器的应用传感器是现代信息社会的基础，可以说是无处不在。日常生活：冰箱、洗衣机、空调、电子血压计……工业生产：压力、成份、力、温度、流量、位移……信息技术：光驱、鼠标、解码、译码……医疗卫生：B超、CT、温度仪……军事技术：陀螺仪、速度、加速度、定位……科学研究：磁场强度、高度、频率……第8页，共19页，星期日，2025年，2月5日四、传感器组成将一种非电量转换成另一种便于转换的物理量非电量转换成电量敏感元件转换元件调理电路各种物理效应电源第9页，共19页，星期日，2025年，2月5日敏感元件：通过弹性敏感元件将一种物理量转化为另一种物理量。如力转换为位移、应变，位移转换为力。正是由于敏感元件的转换，同一物理量可以由多种原理的传感器检测，不同的物理量可以由同一原理传感器检测。因此应掌握各种原理传感器的特点。
转换元件：通过各种物理效应，将非电量转换为电量。有时敏感元件和转换元件是同一元件，如压阻式压力传感器。
电源：用于转换元件和调理电路所需的电源。
调理电路：传感器输出为电参量，而接收信号的计算机等输入信号为数字信号或标准的电流、电压信号。因此，需调理电路将电参量转换为所需的标准电信号。
敏感元件、转换元件、调理电路转换时，需有一定精度。第10页，共19页，星期日，2025年，2月5日五、传感器技术特点内容广且离散：由于传感器直接与被测对象联系，其量程、环境、所测物理量不尽相同，原理、安装形式、适用范围多种多样。知识密集程度高、边缘学科色彩浓技术、工艺复杂因此本课程特点是：内容离散、整体逻辑性不强。但共同之处在于：掌握每种传感器原理、特点及应用，以及处理电路、抗干扰能力等。第11页，共19页，星期日，2025年，2月5日六、发展现状传感器面对的是千差万别的具体对象，同一物理量可以用不同传感器进行检测，由于干扰、环境、温度