苏州大学传感器技术1.pdf

第1章 传感器的基本概念 1.1 传感器的定义与组成 1.定义 • 根据国家标准（GB7665-1987），传感器是指能感 受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用 输出信号的器件或装置。 2.传感器的组成 • 传感器一般是利用物理、化学和生物等学科的某些效应或 机理按照一定的工艺和结构研制出来的。因此，传感器的 组成的细节有较大差异，但总的说来，传感器应由敏感元 件、转换元件和其他辅助部分组成。 • 传感器的组成框图如下： 被测信号 敏感元件 转换元件 信号调节电路 输出信号 辅助电路 • 敏感元件——是指传感器中能直接感受（或响应）与检测 出被测对象的待测信息（非电量）的部分。 • 转换元件——是指传感器中能将敏感元件所感受（或响应） 出的信息转换成适于传输和（或）测量的电信号的部分。 • （注：并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元 件。如果敏感元件直接输出的是电量，它就同时兼为转换 元件，因此，敏感元件和转换元件两者合一的传感器是很 多的。） • 信号调节电路——是能把转换元件输出的电信号转换为便 于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。 • 辅助电路——通常包括电源，即交、直流供电系统。 1．2 传感器的分类 结构型 按工作机理分类 物性型 复合型 物理量传感器 按被测量量分类 化学量传感器 生物量传感器 按敏感材料分类 有源传感器 按能量的关系分类 无源传感器 其他分类法 1．按工作机理分类（★） 这种分类方法是以其工作原理划分，将物理、化学和 生物等学科的原理、规律、效应作为分类的依据。 （1）结构型传感器——是利用物理学的定律等构成的，其 性能与构成材料关系不大。 这是一类其结构的几何尺寸（如厚度、角度、位置 等）在被测量作用下会发生变化，并可获得比例于被测非 电量的电信号的敏感元器件或装置。 • 如，电容式传感器、电感式传感器等。 A C  • （平行板电容器的电容量为 ， 为介质的介电  常数） d （2）物性型传感器——是利用物质的某种和某些客 观属性构成的，其性能与构成材料的不同而有明 显区别。 • 这是一类由其构成材料的物理特性、化学特性或 生物特性直接敏感于被测非电量，并可将被测非 电量转换成电信号的敏感元器件或装置。 • 由于他的“敏感体”本来就是材料本身，故不存在 显著的结构特征，也无所谓“结构变化”，所以这 类传感器通常具有响应快的特点； 4．按能量的关系分类 根据能量关系分类，可将传感器分为有源传感 器和无源传感器两大类。 •