传感器
信息革命到来，世界进入信息时代。
如何获取准确可靠的信息？
- 传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
- 传感器更是机器人领域的一个重要组成部分,人类感官的延伸，人体五官的工程模拟物，形象称作“电五官”。
【2023-11-14】三分钟小元带你认识神奇的传感器
传感器定义
“传感器”在新韦式大词典中定义为：
“从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。
形象生动得解释了传感
传感器，俗称“电五官”
传感器
以一定精确度把某种
被测量（各种非电的物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换为（以满足信息的传输、转换、处理、存储、显示、记录和控制等要求）另一参量（通常为电参量）的器件或测量装置。 通常由敏感器件和转换器件组合而成。
资料
- 【2024-11-15】万字长文助你学懂《传感器原理与检测技术》
传感器组成
四个要素：
输入量(非电量)、输出量（电量）、关系（对应关系）、状态（检测装置）。
组件
敏感元件:直接感受被测量部分转换元件:转换为电信号部分。信号调理电路:转换将电阻等电参量转换成电压、电流或频率，-
辅助电源:为传感器提供能源。分为有源传感器和无源传感器。 - Smart Sensor：集敏感、转换、和信号处理为一体的智能传感器
- 传感器技术：包括敏感元件技术（新材料和新工艺等）、测量电路技术、信号转换技术、信号处理技术等等。
传感器组成框图
- –(被测量)–>
敏感元件—->转换元件–(弱信号)–>信号调节转换电路–(电量)–> - ↑——
辅助电源——↑
传感器分类
分类维度
- 功能：电五官
- 测量对象
感官
人五官与“电五官”对比
传感器与生物感官对应关系
| 感觉 | 感觉器官 | 对象 | 对应传感器 | 传感器原理 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 视觉 | 眼睛 | 光 | 光传感器 | 光电效应（光→电） | |||
| 听觉 | 耳朵 | 声波 | 声音传感器 | 压电效应（声波→电） | 压力 | 压力传感器 | 压电效应（压力→电） |
| 触觉 | 皮肤 | 温度 | 温度传感器 | 热电效应（温度→电） | |||
| 嗅觉 | 鼻子 | 气味 | 气味传感器 | 吸附效应（气→电） | |||
| 味觉 | 舌头 | 味道 | 味觉传感器 | 电化学效应（相互作用→电） |
用途
按被测量对象划分
- 机械量: 位移、力、力矩、速度、加速度
- 热工量: 温度、热量、流量、压力、液位
- 物理参量: 浓度、黏度、比重、酸碱度、密度
- 状态参量: 裂纹、缺陷、泄露、磨损、表面质量
图
工作原理
按工作原理对传感器分类
- (1)
电阻式传感器 - (2)
电感式传感器 - (3)
电容式传感器 - (4)
磁电式传感器 - (5)
压电式传感器 - (6)
光电式传感器 - (7)
热电式传感器 - (8)
超声波传感器 - (9)
生物传感器
传感器分类
- 学科分类: 物理传感器、化学传感器、生物传感器
- 信号变换特征: 结构型(结构变化)、物性型(属性变化)
- 能量关系: 能量转换型(有源)、能量控制型(无源)
传感器检测
检测用途：
- 通过检测系统的基本特性，由测量结果推知被测参量的准确值。
- 对多环节构成的较复杂的检测系统进行测量结果及（综合）不确定度的分析，逐级推断和分析各环节输出信号及其不确定度。
- 根据测量得到的（输出）结果和已知输入信号，推断和分析出传感器和检测系统的基本特性。
详见原文: 万字长文助你学懂《传感器原理与检测技术》
误差分析
检测系统(仪表)不可能绝对精确，测量原理的局限、测量方法的不尽完善、环境因素和外界干扰的存在以及测量过程可能会影响被测对象的原有状态等，也使得测量结果不能准确地反映被测量的真值而存在一定的偏差，这个偏差就是测量误差。 真值
详见原文: 万字长文助你学懂《传感器原理与检测技术》
实例
温度传感器
智能设备：温湿度传感器
- 主控芯片：STM32F103C8T6
- 通信协议：Zigbee
- 智能网关：树莓派
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