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传感器原理与应用

目录

第一章传感器概述

第二章传感器的特性及标定

第三章传感器的弹性敏感元件设计

第四章电阻应变式传感器

第五章电容式传感器

第六章电感式传感器

第七章压电式传感器

第八章压阻式传感器

第九章热电式传感器

第1章传感器概述

1.1传感器的定义及分类

1.1.1传感器的定义

1.1.2传感器的分类

1.2传感器的作用与地位

1.3传感器技术的发展动向

1.3.1发现新现象

1.3.2开发新材料

1.3.3采用微细加工技术

1.3.4传感器的智能化

1.3.5仿生传感器

1.1传感器的定义及分类

1.1.1传感器的定义

能够把特定的被测量信息（如物理量﹑化学量、生物量等）按一

定规律转换成某种可用信号的器件或装置，称为传感器。

☺所谓“可用信号”，是指便于传输、便于处理的信号。就目前而言，电

信号最为满足便于传输、便于处理的要求。因此，也可以把传感器狭义地定

义为：能把外界非电量信息转换成电信号输出的器件或装置。

☺目前只要谈到传感器，指的几乎都是以电为输出的传感器。除电信号以

外，人们在不断探索和利用新的信号媒介。可以预料，当人类跨入光子时代，

光信号能够更为快速、高效传输与处理时，一大批以光信号为输出的器件和

装置将加入到传感器的家族里来。

☺传感器是生物体感官的工程模拟物；反过来，生物体的感官则可以看作

是天然的传感器。

1.1.2传感器的分类

现已发展起来的传感器用途纷繁、原理各异、形式多样，就其分类方法

也有多种，其中有两种分类法最为常用:

一是按外界输入信号变换至电信号过程中所利用的效应来分类。

如利用物理效应进行变换的为物理传感器；利用化学反应进行变换的为化学

传感器；利用生物效应进行变换的为生物传感器等;

感觉传感器效应

视觉（眼）光敏传感器物理效应

听觉（耳）压力敏、磁敏传感器物理效应

触觉（皮肤）压力敏、热敏传感器物理效应

嗅觉（鼻）气敏、热敏传感器化学效应、生物效应

味觉（舌）味敏传感器化学效应、生物效应

二是按输入量分类。比如，输入信号是用来表征压力大小的，就称为压

力传感器。这种分类法可将传感器分为位移（线位移和角位移）、速度、角

速度、力、力矩、压力、流速、液面、温度、湿度、光、热、电压、电流、

气体成分、浓度和粘度传感器等。

1.2传感器的作用与地位

☺今天，信息技术对社会发展、科学进步起到了决定性的作用。现代信息技术

的基础包括信息采集、信息传输与信息处理。

☺传感技术与信息技术的关系：信息-采集-传感技术；信息-处理-计算机技术；

信息-传输-通讯技术。传感器位于信息采集系统之首、检测与控制之前，是感知、

获取与检测的最前端。

☺传感器广泛应用于各个学科领域:在基础学科和尖端技术的研究中；

在工业与国防领域；

在生物工程、医疗卫生、环境保护等。

可以肯定地说，未来的社会将是充满传感器的世界。

1.3传感器技术的发展动向