1.传感器的定义。 传感器是一种将某种物理量或化学量转换为另一种物理量的器件或装置,转换之目的是使被测物理量易于识别、处理、存储和显示。传感器在测试系统和自动控制系统中起着极为重要的作用,其转换的另一种物理量就是电量。 传感器对被测物理的转换过程是工程测量和自动控制的首要环节,其作用就相当于人的感觉器官。人要通过眼睛(视觉)、耳朵(听觉)、鼻子(嗅觉)、皮肤(触觉)去感知周围的环境和事物,而测试系统和自动控制系统则是通过传感器来“感知”被测或被控对象的状态(物理量或化学量)。 在测试系统中(图1-1),传感器将被测参量转换为电信号,再经测量电路进行信号处理后,由显示器显示或输入计算机储存。
在自动控制系统中(图1-2),传感器将被控对象的状态(某种物理量)转换为电信号,并输送给控制器,控制器根据传感器的电信号对被控对象的状态进行分析判断,并输出控制信号,使执行器工作,从而实现自动控制。
2.传感器的基本组成。
不同用途、不同类型的传感器其结构形式和具体的组成部件会有较大的差别,但从总体上讲,传感器主要由传感元件和相应的辅件组成,如图1-3所示。
(1)感受元件:直接感受被测量,并将被测量按某种确定的对应关系传递给传感元件。
些传感器的感受元件与传感元件合二为一。
(2)传感元件:又称敏感元件,是传感器的核心,用于将被测物理量转换为相应的电量(电压、电流、脉冲频率等)或电路参量(电阻、电容、电感等)的变化。
(3)转换与传输:将传感元件对应于被测量而变化的电阻、电容、电感等参量转换为相应的电信号输出。一些传感器(磁电式、压电式传感器等)直接由传感元件产生电信号,可以不用转换与传输电路。
(4)传感器电源:向传感器中传感元件和信号转换与传输电路提供电能。一些传感器其传感元件(如电压晶体、电感线圈等)自身可产生电信号,这些传感器不需要电源。
