當今社會，傳感器早已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域。可以毫不夸張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統，幾乎每一個現代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。今天帶大家來了解傳感器！

一、傳感器定義

傳感器是復雜的設備，經常被用來檢測和響應電信號或光信號。傳感器將物理參數（例如：溫度、血壓、濕度、速度等）轉換成可以用電測量的信號。我們可以先來解釋一下溫度的例子，玻璃溫度計中的水銀使液體膨脹和收縮，從而將測量到的溫度轉換為可被校準玻璃管上的觀察者讀取的溫度。

二、傳感器選擇標準

在選擇傳感器時，必須考慮某些特性，具體如下：

1. 準確性

2. 環境條件——通常對溫度/濕度有限制

3. 范圍——傳感器的測量極限

4. 校準——對于大多數測量設備而言必不可少，因為讀數會隨時間變化

5.分辨率——傳感器檢測到的很小增量

6.重復性——在相同環境下重復測量變化的讀數

三、傳感器分類標準

傳感器分為以下標準：

1. 主要輸入數量（被測量者）

2. 轉導原理（利用物理和化學作用）

3. 材料與技術

4. 應用程序 轉導原理是有效方法所遵循的基本標準。通常，材料和技術標準由開發工程小組選擇。

根據屬性分類如下：

·溫度傳感器——熱敏電阻、熱電偶、RTD、IC等。

·壓力傳感器——光纖、真空、彈性液體壓力計、LVDT、電子。

·流量傳感器——電磁、壓差、位置位移、熱質量等。

·液位傳感器——壓差、超聲波射頻、雷達、熱位移等。

·接近和位移傳感器——LVDT、光電、電容、磁、超聲波。

·生物傳感器——共振鏡、電化學、表面等離子體共振、光尋址電位測量。

·圖像——電荷耦合器件、CMOS

·氣體和化學傳感器——半導體、紅外、電導、電化學。

·加速度傳感器——陀螺儀、加速度計。

·其他——濕度、濕度傳感器、速度傳感器、質量、傾斜傳感器、力、粘度。

四、五種常用的傳感器類型 一些常用的傳感器及其原理和應用說明如下：

溫度傳感器—— 該設備從源頭收集有關溫度的信息，并轉換成其他設備或人可以理解的形式。溫度傳感器的較佳例證是玻璃水銀溫度計，會隨著溫度的變化而膨脹和收縮。外部溫度是溫度測量的來源，觀察者觀察汞的位置以測量溫度。溫度傳感器有兩種基本類型：

接觸式傳感器——這種類型的傳感器需要與被感測對象或介質直接物理接觸。它們可以在在很大的溫度范圍內監控固體、液體和氣體的溫度。

非接觸式傳感器——這種類型的傳感器不需要與被檢測的物體或介質發生任何物理接觸。它們監控非反射性固體和液體，但由于天然透明性，因此對氣體無用。這些傳感器使用普朗克定律測量溫度。該定律處理從熱源輻射的熱量以測量溫度。

不同類型溫度傳感器的工作原理及實例

（i）熱電偶——它們由兩根電線（每根均為不同的均勻合金或金屬）組成，通過在一端的連接形成測量接頭，該測量接頭對被測元件開放。電線的另一端端接到測量設備，在此形成參考結。由于兩個結點的溫度不同，電流流過電路，測量得到的毫伏來確定結點的溫度。熱電偶示意圖如下。

（ii）電阻溫度檢測器（RTD）——這是一種熱電阻，其制造目的是隨著溫度的變化改變電阻，它們比任何其他溫度檢測設備都貴。電阻式溫度探測器示意圖如下。

（iii）熱敏電阻——它們是另一種電阻，電阻的大變化與溫度的小變化成正比。

（二）、紅外傳感器

該設備發射或檢測紅外輻射以感知環境中的特定相位。一般來說，熱輻射是由紅外光譜中的所有物體發出的，紅外傳感器檢測到這種人眼看不見的輻射。

當紅外接收器受到紅外光照射時，導線上會產生電壓差。由于產生的電壓很小，很難被檢測到，因此使用運算放大器（運放）來準確地檢測低電壓。

測量物體與接收傳感器的距離：紅外傳感器組件的電特性可用于測量物體的距離，當紅外接收器受到光照時，導線上會產生電位差。

（三）、接近傳感器 接近傳感器檢測幾乎沒有任何接觸點的物體的存在。由于傳感器與被測物體之間沒有接觸，且缺少機械零件，因此這些傳感器的使用壽命長，可靠性高。不同類型的接近傳感器有感應式接近傳感器、電容式接近傳感器、超聲波接近傳感器、光電傳感器、霍爾效應傳感器等。

工作原理 ：

接近傳感器發射電磁或靜電場或電磁輻射束（如紅外線），并等待返回信號或場中的變化，被感測的物體稱為接近傳感器的目標。 感應式接近傳感器-它們有一個振蕩器作為輸入，通過接近導電介質來改變損耗電阻。這些傳感器是較佳的金屬目標。

電容式接近傳感器-它們轉換檢測電極和接地電極兩側的靜電電容變化。這是通過以振蕩頻率的變化接近附近的物體而發生的。為了檢測附近的目標，將振蕩頻率轉換為直流電壓，并與預定閾值進行比較。這些傳感器是塑料目標的重要選擇。