一、传感器定义

    传感器是一种以测量为目的，以一定的精度把被测量转换为与之有确定关系的、便于处理的另一种物理量的测量器件。传感器的输出信号多为易于处理的电量，如电压、电流、频率等。

    传感器由敏感元件(elastic sensor)、传感元件及转换电路三部分组成。

    图中敏感元件是在传感器中直接感受被测量的元件。即被测量x通过传感器的敏感元件转换成一与x有确定关系的非电量或其它量。这一非电量通过传感元件后就被转换成电参量。转换电路的作用是将传感元件输出的电参量转换成电压、电流或频率量。应该指出，不是所有的传感器都有敏感、传感元件之分，有些传感器是将二者合二为一了。

    如图为一测量压力p的电位器传感器结构简图。1-弹簧管（敏感元件），2-电位器（传感元件）。当被测压力p变化时使弹簧管移动，从而带动电位器电刷位移。电位器电阻的变化量反映了被测压力p值的变化。在这个传感器中弹簧管为敏感元件，电位器为传感元件。当它的两端加上电源后，电位器的输出量是与压力成一定关系的电压。因此在这个例子中，电位器又属于转换电路。

    二、传感器的分类

    传感器的种类繁多，分类方法也不尽相同，一般常用的分类方法有两种：一种是按被测对象的参数分类；另一种是按传感器的变换原理分类。此外，还有其他的分类方法，如按传感器材料分类，按传感器本身是否能产生电动势分类和按输入、输出特性分类等。

    按被测对象的参数分类的传感器有：温度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、力矩传感器、加速度传感器、流速传感器、振动传感器等。

    按变换原理分类的传感器有：电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、光电式传感器、光栅式传感器、热电式传感器、红外传感器、光纤传感器、超声波传感器、激光传感器等。

    有时人们常把被测参数和变换原理结合在一起来称呼传感器，例如电阻式压力传感器、电容式液位传感器、压电式加速度传感器等。

    传感器的上述两种分类方式各有其优缺点。按被测对象的参数分类时实用性强，便于选用，但缺乏系统性。例如测温用的传感器有很多种，有利用热电变换原理的热电偶传感器，有利用光电变换原理的光电高温计等。按变换原理分类时，虽然传感器的用途和名称未明显标出，但却显示了传感器相互间的本质区别，便于了解各种传感器的各自特点，故本章基本上选用变换原理分类，来分别介绍各类有关的传感器。

    三、传感器的发展方向

传感器是检测系统中的重要组成部分，它的精度、可靠性、稳定性、抗干扰性等直接关系到机电控制系统的性能。因此，应不断地开发新型传感器以用于检测系统。

    1. 由于传感器都是利用材料的各种效应、特性等来实现非电量转换成电量，所以应采用新材料、新技术、新工艺及探讨新理论来发展传感器。

    2. 为了适应计算机对信息的处理，应发展数字式传感器，这样可省去模数转换电路，而直接与计算机连接。

    3.为了适应工业和实验中的非接触式检测需要，应使用激光、微波、红外等技术。

    4.发展“传像技术”。随着科学的发展，不但要求传感“个别非电量”，而且要求传感被测源的全部信息(即传像)。这就要求传感器不但是小型和微型，而且应从单个发展到组合式(传感器阵列)形式，其中每个小传感器测出被测源一个“像素”，整体构成一个“图像传感”，并能在显示屏上显示等。

    5.发展“仿生传感器”。生物体充满着大量有传感作用的细胞，如视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、冷热感觉等细胞，这些感觉细胞，将非电量转换成“生物电流”，由神经系统传到大脑里进行处理，再发出各种控制命令。

     6.传感器是属于敏感技术范畴之内，而敏感元件是基础元件，有了优良的敏感元件，才能有高性能的传感器，所以应优先开发新的领域和原理，生产出优良的敏感元件。