特性传感器 详解常见的几种传感器特点

详解常见的几种传感器特点

传感器是信息时代的必备产品，几乎随处可见。它是人类从外界获取信息的关键。现在人们单靠自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

传感器的特点包括微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

传感器的常见分类

1、电阻式

电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。

2、称重

称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力电转换装置，是电子衡器的一个关键部件。能够实现力电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。电磁力式主要用于电子天平，电容式用于部分电子吊秤，而绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度高，适用面广，且能够在相对比较差的环境下使用。因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了广泛地运用。

3、压阻式

压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。

用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。

4、激光

利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。

激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号。利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。

5、霍尔

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

6、生物

生物传感器是用生物活性材料（酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等）与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。

各种生物传感器有以下共同的结构：包括一种或数种相关生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器），二者组合在一起，用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。

传感器种类繁多，在某个特定应用场景里面需要特殊的传感器，随着第三代传感器的发展，这类传感器的特点是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器具有一定的人工智能，未来几年也将出现大量的智能传感器。

传感器的静态特性与动态特性

在测量过程中，要能够准备感知被测量，使之不失真地转换为相应的电学信号。衡量传感器这一指标主要在其静态特性和动态特性，下面介绍一下何谓传感器的静态特性和动态特性。

01静态特性

传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。

因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。

简单来说就是指检测系统的输入为不随时间变化的恒定信号时，系统的输出与输入之间的关系。

表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移、测量范围、精度、分辨率、阈值、稳定性等等。

下面选几个参数做下介绍：

线性度：指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。

灵敏度： 灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。其定义为输出量的增量Δy与引起该增量的相应输入量增量Δx之比。它表示单位输入量的变化所引起传感器输出量的变化大小。如果灵敏度S值越大，说明传感器越灵敏。

迟滞： 传感器在输入量由小到大(正行程)和输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。也就是说，对于同一大小的输入信号，传感器输出信号的差值即为迟滞。

漂移： 传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间改变而发生变化的现象，这就是漂移。

02动态特性

所谓传感器的动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。

在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。

传感器主要动态特性的性能指标有时域单位阶跃响应性能指标和频域频率特性性能指标，所以其动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

了解传感器的静态特性和动态特性对选择传感器很多有帮助，它能展现给您该传感器的各项指标，仔细辨别就可以知道它是否适用于所需要的场合。

相关问答

一、传感器的动态性。动特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。动态特性输入信号变化时,输出信号随时间变化而相应地变化,这个过程称为响应。传...

传感器的基本特性有以下两种:1.静态特性:线性度、灵敏度、重复性、迟滞性、稳定性、漂移、静态误差等。2.动态特性:阶跃响应:最大超调量、延滞时间、上升时...

传感器的基本特性有以下两种:1.静态特性:线性度、灵敏度、重复性、迟滞性、稳定性、漂移、静态误差等。2.动态特性:阶跃响应:最大超调量、延滞时间、上升时...

频率信号(根据不同的传感器要求也可以是正弦波信号、方波信号……)。响应特性,指在确定条件下,对测量仪器测量范围中不同测量点输入信号,并测量输出信...频...

触觉传感器是用于机器人中模仿触觉功能的传感器。按功能可分为接触觉传感器、力-力矩觉传感器、压觉传感器和滑觉传感器等。接触觉传感器用以判断机器人(主要...

[最佳回答]理想为线性实际特性类似普通物理里的磁滞回线根据输入的变化过程不同,输出沿滞回线变化就像两齿轮间有间隙时的转角传递情况一样理想为线性实际特...

传感器在稳态信号作用下,输入和输出的对应关系称为静态特性;在动态的信号作用下,输入和输出的关系称为动态特性。称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可...

(1)动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。反映输出值真实再现变化着的输入量的能力。(2)动...(1)...

传感器的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、稳定性、漂移等,其中,线性度、灵敏度、迟滞和重复性是四个较为重要的指标。线性度...

传感器的工作特性可分为下几类:(α)静态特性,是指在室内条件下,没有任何冲击、振动、加速度(除非它们本身就是被测量),而所测量变化又是很缓慢时,对传感器性...