各類傳感器廣泛應用于核電、石油石化、核電、機械裝備、機器人、智能網聯車、冶金、軌道交通、航空航天、電力、水利、氣象、海洋、文物、儀器儀表、環保以及智能制造等眾多行業領域。隨著物聯網、人工智能、5G的高速發展，傳感器是各類先進高端制造業底層技術的核心和基石。
一、什么是傳感器？
傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求的檢測裝置。傳感器具有微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化等特點，它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。傳感器由敏感元件、轉換元件及轉換電路構成。敏感元件是指傳感器中能直接感受（或響應）被測量的部分。在完成非電量到電 量的轉換過程中，并非所有的非電量都能利用現有手段直接轉換成電量，往往需 要先將其變換為另一種易于變成電量的非電量，然后轉換成電量。例如，傳感器 中各種類型的彈性元件，常被稱為彈性敏感元件。轉換元件是指能將感受到的非電量直接轉換成電量的器件或元件。例如，光電池 將光的變換量轉換為電動勢，應變片將應變轉換為電阻等。轉換電路是指將無源型傳感器輸出的電參數量轉換成電量。常用的轉換電路有電 橋、放大器、振蕩器、阻抗變換器、脈沖調寬電路等，它們將電阻、電容、電感 等電參數轉換成電壓、電流或頻率等電量。
二、傳感器有哪些分類？
1、按用途
壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。
2、按原理
振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。
3、按輸出信號
模擬傳感器：將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。數字傳感器：將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號（包括直接和間接轉換）。膺數字傳感器：將被測量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出（包括直接或間接轉換）。開關傳感器：當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
4、按其制造
工藝集成傳感器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底（基板）上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。厚膜傳感器是利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝（溶膠、凝膠等）生產。完成適當的預備性操作之后，已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。每種工藝技術都有自己的優點和不足。由于研究、開發和生產所需的資本投入較低，以及傳感器參數的高穩定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。
5、按測量目
物理型傳感器是利用被測量物質的某些物理性質發生明顯變化的特性制成的。化學型傳感器是利用能把化學物質的成分、濃度等化學量轉化成電學量的敏感元件制成的。生物型傳感器是利用各種生物或生物物質的特性做成的，用以檢測與識別生物體內化學成分的傳感器。6、按其構成基本型傳感器：是一種最基本的單個變換裝置。組合型傳感器：是由不同單個變換裝置組合而構成的傳感器。應用型傳感器：是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構組合而構成的傳感器。
7、按作用形式
按作用形式可分為主動型和被動型傳感器。主動型傳感器又有作用型和反作用型，此種傳感器對被測對象能發出一定探測信號，能檢測探測信號在被測對象中所產生的變化，或者由探測信號在被測對象中產生某種效應而形成信號。檢測探測信號變化方式的稱為作用型，檢測產生響應而形成信號方式的稱為反作用型。雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例，而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實例。被動型傳感器只是接收被測對象本身產生的信號，如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。
三、常見的傳感器類型有哪些？
壓力傳感器、水分傳感器、氣體傳感器、電阻應變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、MEMS 傳感器、應變式力傳感器、六維力傳感器、觸覺傳感器、流量傳感器等。
四、傳感器重要的十大性能指標
1、帶寬
一般指傳感器輸出響應下降到其最大相應的根號二分之一或功率一半的信號范圍，通俗點說就是傳感器能夠采樣的范圍，傳感器對外界信號的響應范圍的指標是其帶寬，主要描述傳感器的動態特性（能否跟得上被測量的變化頻率），而有效帶寬指傳感器實際能保證測量精度的帶寬，這里的帶寬實際上是從頻域去描述的。再換句話說，其實這東西跟頻率響應是一回事，也就是傳感器對外部信號的反應能力！從傳遞函數角度來看，大部分傳感器都可以簡化為一個一階或二階環節。
2、靈敏度
靈敏度是指穩態運行下傳感器的輸出變化△y與輸入變化△x之比。一般在傳感器的線性范圍內，靈敏度越高通常意味著傳感器信噪比越高，對應于被測變化的輸出信號值越大，更有利于信號處理。但需要注意的是，傳感器的靈敏度高，容易混入與測量無關的外界噪聲，然后被放大系統放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應該具有高信噪比，以最小化從外部引入的干擾信號。
3、零點漂移
傳感器輸入值為零，其輸出值有一定程度的變化，即零點漂移。溫漂是引起零漂最常見的因素。引起零漂的原因：敏感元件的老化、應力、電荷泄露、溫度變化等等。
4、分辨率
分辨率是指傳感器在指定測量范圍內可以檢測到的微小變化，是傳感器能檢測到的待測量變化的最小值，例如使用米尺只能測毫米級別的距離，而使用千分尺則可以檢測1/‰毫米級別。分辨率是有單位的絕對值。例如，如果溫度傳感器的分辨率為0.1攝氏度，滿量程為500攝氏度，則其分辨率為0.1/500=0.02%。
5、精度
準確度是指真值附近正負三倍標準差的值與量程比值，是指測量值與真值的差值。如果測量的目的是定性分析，可以選擇重復精度高的傳感器，但不應選擇絕對值精度高的傳感器。如果是定量分析必須得到的測量值，就要選擇精度能滿足要求的傳感器。（1）引起系統誤差的原因：測量原理及算法固有誤差、標定不準確、環境溫度影響、材料缺陷等等；（2）引起隨機誤差的原因：傳動間隙、元器件老化等等。
6、重復性
傳感器的重復性是指，在相同條件下同方向重復多次測量時，測量結果之間的差異。又稱重復誤差、再現誤差等。重復性誤差越小，重復性越好，傳感器的穩定性越好。
7.頻率響應特性
傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，它必須在允許的頻率范圍內保持不失真。其實傳感器的響應總是有一定的延遲，希望延遲時間越短越好。頻率響應高的傳感器可測信號頻率范圍寬，而由于結構特性的影響，機械系統的慣性大，所以頻響低的傳感器可測信號頻率較低。
8、遲滯
簡單來說就是傳感器正反向時輸入輸出的映射曲線不一致，該現象即遲滯。產生遲滯的原因有：傳感器敏感元件的材料特性、機械結構特性（摩擦、傳動間隙等）等等。
9、線性范圍
傳感器的線性范圍是指輸出與輸入成比例的范圍。理論上，在這個范圍內，靈敏度保持不變，傳感器的線性范圍越寬，其測量范圍就越大。但實際上，任何傳感器都不可能是絕對線性的，它的線性是相對的。當要求的測量精度比較低時，在一定范圍內，非線性誤差小的傳感器可以視為線性，便于測量。
10、采樣頻率
采樣頻率是指傳感器在單位時間內能夠采樣的測量結果的數量，反映了傳感器的快速響應能力。采樣頻率是測量數據快速變化時必須充分考慮的技術指標。隨著采樣頻率的不同，傳感器的精度指標也隨之變化。一般來說，采樣頻率越高，測量精度越低。但是，傳感器給出的精度往往是在采樣速度下甚至是靜態條件下得到的測量結果。因此，在選擇傳感器時，必須同時考慮精度和速度。
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