第1章 传感器与检测技术概论
传感器是能感受被测物理量,并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。传感器的输出信号通常是电量,它便于传输、转换、处理、显示等。电信号有很多形式,如电压、电流、电容、电阻等,具体是哪种形式取决于传感器的原理。
1.1 传感器的组成和分类
1.1.1 传感器的组成
传感器的组成框图如图l—1所示。通���,传感器由敏感元件和转换元件组成。其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分;转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。由于传感器的输出信号一般都很微弱,因此需要有信号调理与转换电路对其进行放大、运算调制等。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,传感器的信号调理与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。此外,信号调理转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源,因此,信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
1.1.2 传感器的分类
传感器的种类繁多,分类方法也很多,但目前一般采用两种分类方法。一是按传感器的工作原理分类,如应变式、电容式、压变式、磁电式等。二是按被测参数分类,如温度、压力、位移、速度等被测量。
1.2 传感器的基本特性
在生产过程和科学实验中,要对各种参数进行检测和控制,就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量,这取决于传感器的基本特性,即输出一输入特性。
如果把传感器看作二端口网络,即有两个输入端和两个输出端,那么传感器的输出一输入特性是与其内部结构参数有关的外部特性。传感器的基本特性可用静态特性和动态特性来描述。
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