传感器的定义与组成

标签:
传感器 |
1.传感器的定义
根据中华人民共和国国家标准GB/T7665-2005《传感器通用术语》,传感器( Transducer/Sensor)的定义是:“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”,其包含以下几个方面的意思:
(1)传感器是测量装置,能完成检测任务
(2)它的输入量是某一被测量,可能是物理量,也可能是化学量、生物量等
(3)它的输出量是某种物理量,这种量要便于传输、转换、处理、显示等,这种量可以是光、电量,但主要是电量(原因在下面论述)
(4)输入输出有对应关系,并且应有一定的精确度。
需要说明的是,由于各行各业的现代测控系统中的信号种类极其繁多,为了对各种各样的信号进行检测、控制,传感器就必须尽量将被测信号转变为简单的、易于处理与传输的二次信号,这样的要求只有电信号能够满足。因为电信号能较容易地利用电子仪器和计算机进行放大、反馈、滤波、微分、存储、远距离操作等处理。因此传感器作为一种功能模块又可狭义地定义为:“将外界的输入信号变换为电信号的一类元件”,如图1.3所示
需要指出的是,传感器的定义和内涵是随着科技的发展而演绎的。目前,信息领域处在由电信息时代向光信息时代迈进的进程中,由于光信号比电信号具有更快的传输速度和更大感器的传输容量及更好的抗干扰性,因此,在光信息时代,传感器的定义可能就会发展为:“将外界的输入信号变换为光信号的一类元件”
2.传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件、信号转换电路三部分组成,如图14所示。
http://s3/mw690/0073QPC8zy7hRlxiIXob2&690
(1)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物理量的元件。
(2)转换元件:以敏感元件的输出为输入信号,把输入信号转换成电路参数,如电阻R、电感L、电容C或转换成电流、电压等电量。
(3)信号转换电路:将转换元件输出的电路参数接入信号转换电路并将其转换成电量输出。
实际上,有些传感器很简单,仅由一个敏感元件(兼作转换元件)组成,它感受被测量时直接输出电量,如热电偶。
有些传感器由敏感元件和转换元件组成,没有信号转换电路。
有些传感器,转换元件不止一个,要经过若干次转换。
包含有限号转换电路的传感器一般称为变换器。因此,在不同的技术领域,传感器又被称为检测器、变换器、换能器等。