传感器：定义及构成要素

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：通常传感器由敏感元件和转换元件组成。此外，信号调理转换电路以及传感器工作都必须有辅助的电源，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。传感器的工作范围或量程足够大，具有一定的过载能力。

1.传感器的定义

传感器是指能感受规定的被测量，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。在有些学科领域，传感器又称为敏感元件、检测器、转换器等。这些不同提法，反映了在不同的技术领域中，只是根据器件用途对同一类型的器件使用不同的技术术语而已。例如，在电子技术领域，常把能感受信号的电子元件称为敏感元件，如热敏元件、磁敏元件、光敏元件及气敏元件等；在超声波技术中，则强调的是能量的转换，如压电式换能器。这些提法在含义上有些狭窄，而传感器一词是使用得最为广泛的用语。

传感器技术的特点：

①涉及多学科与技术，包括材料科学、精密机械、微电子、机械加工工艺、材料力学、弹性力学、计算机科学、物理学、生物化学和测试技术等。

②品种繁多，被测参数包括热工量、电工量、化学量、物理量、机械量、生物量和状态量等。

③应具有高稳定性、高可靠性、高重复性、低迟滞、快响应和良好的环境适应性。

④应用领域广泛。无论是高新技术，还是传统产业，都需要大量的传感器。

⑤应用要求千差万别。有的量大面广，有的专业性很强，有的要求高精度，有的要求高稳定性，有的要求高可靠性，有的要求耐振动，有的要求可防爆等。

⑥发展相对缓慢。研制一旦成熟，其生命力会非常强，例如，应变式传感技术已有70年的历史，目前仍然占有重要的地位。

2.传感器的组成

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。电量有很多形式，如电压、电流、电容、电阻等，输出信号的形式由传感器的原理确定。(https://www.chuimin.cn)

通常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都必须有辅助的电源，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。传感器的组成框图如图1-1所示。

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