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1引言

随着信息时代的到来，计算机、各类智能仪器、机器人等高科技得到了越来越广泛的应用。

在信息化时代，各种信息的感知、采集、转换、传输和处理都需要必不可少的

“感觉器官”一一传感器。计算机被称为“电脑”，传感器被称为“电五官”。信息的获取和

处理都离不开“大脑和五官”。作为提供信息的传感技术及传感器倍受重视，进入到了一个飞速

发展的新阶段。

传感器种类繁多，其原理也各种各样。传感技术是一门知识密集型技术，它与许多学科相

关，传感器技术已经成为各个应用领域，特别是电子信息工程、电气工程、自动控制工程、机械

工程等领域中不可缺少的技术。传感技术与信息技术、计算机技术并列称为支撑现代信息产业的

三大支柱。如果没有精度高和性能可靠的传感器，没有先进的传感器技术，那么信息的准确获取

将无从谈起，信息技术与计算机技术将成为无源之水。2传感器简介

所谓传感器（sensor），是指将感受到得物理量、化学量等信息，按此一定规律，转换成便

于测量和传输的信号的装置。由于电信号易于传输和处理，因此一般概念上的传感器是指将非电

量转换成电信号输出的装置。

传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需要加辅助电源，用方块

图表示，如图1-1所示。

图2-1传感器的组成示意图

敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一种量的元件。敏感元

件的输出量就是转换元件的输入量，转换元件把输入量转换成电路参量。电路参量接入转换电

路，便可转换成电量输出。

传感器的基本特性通常可以分为静态特性和动态特性。传感器的静态特性是指被测量的值处

于稳定状态时的输出与输入的关系。如果被测量是一个不随时间变化，或随时间变化缓慢的量，

可以只考虑其静态特性，这时传感器的输入量与输之出量间在数值上一般具有一定的对应关系，

关系式中不有时间变量含。典型的传感器静态特性曲线描述方式为

y=f(x)

其中，y为输出量，x为输入量。理想的传感器输出输入特性是线性的即输入与输

出间的关系满足：

y=ax+b

3传感器的特性指标

传感器的特性指标主要包括灵敏度、线性度、误差、重复性和再现性。

3.1灵敏度

灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。其定义是输出量增量厶y与相应输入量

增量△x之比。用S表示灵敏度，即

S=△Y/△X

它表示单位输入量的变化所引起传感器输出量的变化，显然，S值越大，表示传感

器越灵敏。

3.2线性度

线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。线性度也称为非线性误

差，用表示，可以通过下式求得:

L

max100%

FS

式中：：Lmax最大非线性绝对误差;

3.3误差

传感器所测值称为示值，它是被测真值的反应。严格的说，被测真值只是一个理论值因为无

论采用何种传感器，测得的值都有误差。实际中通常采用适当精密的仪表测出的（或用特定的方法

确定的）约定真值代替真值。

示值公认的约定真值之差称为绝对误差，也就是通常所指的误差。

绝对误差二示值一约定真值

绝对误差与约定真值之比称为相对误差，常用百分数表示，即

相对误差（%=绝对误差/约定真值*100%

虽然用相对误差来衡量精密度比较合理，但仪表多应用在测量值接近上限值时，因而常用量

程取代约定真值，则引用误差如下式所示：

应用误差（%=绝对误差/量程*100%

3.4重复性和再现性

在同一工作条件下，同方向连续多次对同一输入值进行测量所得的多个输出值之间相互一致

的程度称为重复性他不包括滞环和死区。