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第一条

传感器.

传感器(英文名：transducer/sensor)是一种直接作用于被测对象，并能按照一定规则将其转换为相同或其他种类的值输出的装置。这是边肖编的，仅供参考！

第一条

传感器及其概述

摘要

传感器(英文名：transducer/sensor)是一种直接作用于被测对象，并能按照一定规则将其转换为相同或其他种类的值输出的装置。目前传感器转换的信号大部分是电信号，所以狭义上的传感器是将外界输入的非电信号转换成电信号的装置。

[关键词]新型传感器

1前言

传感器是测试系统的一部分，其功能类似于人的感觉器官，也可以看作是人的感官的延伸。人们可以使用传感器来检测人们不能使用或不能用感官直接感觉到的东西。例如，热电偶可以测量热物体的温度；海水的深度可以用超声波传感器来测量。红外遥感器可以从高空探测地表地形、河流状态和植被分布。所以可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具，是测量仪器和被测物体之间的接口。通常，传感器位于测试设备的输入端，是测试系统的第一个环节。其性能直接影响整个测试系统，对测试精度有很大影响。

2传感器的分类

根据被测物理量的不同，可分为位移、力、温度、流量传感器等；根据工作基础的不同，可分为机械传感器、电传感器、光传感器、流体传感器等；根据信号变换的特点，可分为物理传感器和结构传感器；根据传感器与被测对象的直接能量关系，可分为能量转换传感器和能量控制传感器。

3常见传感器介绍

3.1电阻应变传感器

电阻应变传感器又称电阻应变片，其敏感元件是电阻应变。应变仪是通过将直径约为0.025毫米的金属丝或箔片粘贴在浸有绝缘材料(如苯酚和环氧树脂)的玻璃基板上制成的。敏感元件也称为敏感网格。它具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。它已广泛应用于航空、机械、建筑等行业。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形，其电阻值随机械变形的变化而变化。可分为金属电阻应变片和半导体应变片。金属应变计可分为线型、箔型和膜型。半导体应变计有很多优点，如灵敏度高(通常是导线型和箔型的几十倍)，横向效应小。两者的主要区别是金属电阻应变芯片利用导体变形引起电阻变化，而半导体应变芯片利用电阻率变化引起电阻变化。

3.2电容式传感器

电容式传感器是一种将测量的物理量转换成电容变化的设备。本质上是一个可变参数的电容。由于电容与极距成反比，与对面面积和介质成正比，所以可分为极距变化、面积变化和介质变化。极距可变电容传感器的优点是可以进行动态非接触测量，对被测系统影响小，灵敏度高，适用于测量小位移。然而，这种传感器具有非线性特性，因此其应用范围有限。面积可变传感器的优点是输出与输入成线性关系，但与极距传感器相比，灵敏度较低，适用于测量大的线性或角位移。中型变量主要用于测量液体的高度。

3.3英寸

电感式传感器是将测得的力、位移等物理量转换成电感式量的装置，其转换是基于电磁感应原理。电感传感器有很多种，包括自感式、互感式和涡流式。

电感式传感器具有以下特点：结构简单，没有可移动的电触点，因此工作可靠，使用寿命长。灵敏度和分辨率高，可测量0.01微米的位移变化。传感器输出信号强，电压灵敏度可达每毫米位移数百毫伏。线性度和重复性好，在一定的位移范围内(几十微米到几毫米)，传感器的非线性误差可达0.05% ~ 0.1%。同时，该传感器可以实现信息的远程传输、记录、显示和控制，广泛应用于工业自动控制系统中。但它也有一些缺点，如频率响应低，不适合快速动态的测量和控制。

3.4磁电传感器

磁电传感器是一种将被测物理量转化为感应电动势的传感器，也称为电磁感应或电动力学传感器。它的工作原理是一个n匝线圈。当通过它的磁通量变化时，线圈产生感应电动势。磁通量的变化可以通过多种方式实现，如磁体和线圈之间切割磁力线的运动，磁路磁阻的变化，恒定磁场中线圈面积的变化，从而可以制造不同类型的传感器来测量速度和扭矩。

3.5压电传感器

压电传感器是一种可逆传感器，它利用某些物质的压电效应来工作。在最简单的压电传感器中，在压电晶片的两个工作表面上进行金属气相沉积，以形成金属膜并形成两个电极。当晶片处于压力下时，数量相等、极性相反的电荷聚集在两块板上，形成电场。因此，压电传感器既可以作为电荷发生器，也可以作为电容器。

4个新传感器

4.1生物传感器

生物传感器是一门融合生物活性物质(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)的交叉学科。)与物理和化学传感器。它是生物技术发展所必需的一种先进的检测和监测方法，也是一种分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构：它们包括一种或几种相关的生物活性材料(生物膜)和能将生物活动所表达的信号转化为电信号的物理或化学换能器(传感器)。它们通过现代微电子和自动仪器技术结合在一起对生物信号进行再处理，从而形成各种适用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器原理：被测物质通过扩散进入生物活性物质，经过分子识别后发生生物反应。然后，产生的信息由相应的物理或化学传感器转换成可量化和可处理的电信号，然后由辅助仪器放大和输出，从而可以知道待测物质的浓度。

4.2激光传感器

激光传感器：利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光探测器和测量电路组成。激光传感器是一种新型测量仪器，具有非接触式远距离测量、速度快、精度高、测量范围大、抗光、电干扰能力强等优点。激光传感器原理：激光传感器工作时，激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。被目标反射的激光向四面八方散射。部分散射光返回传感器接收器，由光学系统接收，并在雪崩光电二极管上成像。雪崩光电二极管是一种具有内部放大功能的光学传感器，因此它可以检测极其微弱的光信号，并将其转换成相应的电信号。

5结束语

随着科学技术的快速发展，人们不断提高认识世界的能力。传感器在获取自然和生产中发挥着重要作用。目前，传感器技术在促进经济发展和社会进步方面发挥着重要作用。我相信在未来，传感器技术会有一个飞跃

河南省郑州市郑州大学机械工程学院450001

第2条

温度传感器

摘要：温度传感器是发展最早、应用最广泛的传感器。据调查，早在1990年，温度传感器的市场份额就大大超过了其他传感器。自从17世纪初伽利略发明温度计后，人们开始测量温度。真正把温度转换成电信号的传感器是德国物理学家塞北在1821年发明的，就是我们现在用的热电偶传感器。随后，铂电阻温度传感器、半导体热电偶温度传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器相继问世。这也使得温度传感器在我们的生产和生活中得到更广泛的应用。本文主要介绍温度传感器的分类、工作原理及应用。

关键词：温度传感器；温度；百分度

中国图书馆分类编号：TP212文件识别码：A货号：1674-7712 (2014) 02-0000-01

温度传感器利用物质的各种物理性质随温度变化的规律，将温度转换成可用的输出信号。温度传感器是温度测量仪的核心部分，种类繁多。按测量方法可分为接触式和非接触式。现代温度传感器形状非常小，这使得它广泛应用于生产实践的各个领域，为我们的生活提供了无数的便利和功能。

一、温度的相关知识

温度是用来表征物体冷热程度的物理量。温度要用数字来量化，温标就是温度的数字表示。常用的温标有摄氏温标和热力学温标。

在摄氏温标中，在标准大气压下，沸水的温度设定为100摄氏度，冰水混合物的温度设定为0摄氏度。100等分在100摄氏度到0摄氏度之间，每等分1摄氏度。热力学温标是威廉汤姆提出的。从热力学第二定律出发，建立了一个热力学温标，这个温标只与热有关，与物质无关。因为是用开尔文总结的，所以也叫开尔文温标。

二、温度传感器的分类

根据测量方法的不同，温度传感器可分为接触式和非接触式。接触式温度传感器是指传感器与被测物体直接接触，从而测量温度。这也是测温的基本形式。其中，接触式温度传感器分为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、半导体热敏电阻温度传感器等。

非接触式温度传感器用于测量物体热辐射发出的红外线，从而测量物体的温度，可以遥测。

三、温度传感器的工作原理

(1)热电偶温度传感器。热电偶温度传感器是应用最广泛的温度传感器，结构简单，仅由两种不同材料的导体或半导体焊接而成。

热电偶温度传感器是根据热电效应原理制成的：两种不同的金属A和B形成一个闭合回路，两个触点的温度分别为t1和t2，会在回路中产生电动势。

热电偶也是由两种不同材料的导体或半导体A、B焊接而成，焊接端称为工作端或热端。与导线相连的一端称为自由端或冷端，导体A和B称为热电极，统称为热电偶。测量时，工作端与被测物体接触，测量仪器为电位器，用于测量热电偶的热电势，连接线为补偿线和铜线。

从仪表上，我们观察到了热电势，要想知道物体的温度，需要看热电偶的分度表。

为了保证测温结果足够准确，在热电极材料的选择上有严格的要求：物理化学稳定性高；电阻温度系数低；电导率高；热电动力要大；热电势与温度之间应存在线性或简单的函数关系；重现性好；并且便于加工。根据我们常用的热电偶材料，热电偶温度传感器可以分为标准化热电偶和非标准化热电偶。铂铑铂热电偶是一种常见的标准化热电偶，熔点高，可用于测量高温，误差小，但价格昂贵，一般适用于更精确的温度测量。铁-康铜是一种常用的非标热电偶，其温度上限为600，易生锈，但温度与热电动势线性关系好，灵敏度高。

(2)电阻温度传感器。热电偶温度传感器虽然结构简单，测量准确，但只适合测量500摄氏度以上的高温。为了测量从-200到500的中低温物体，有必要使用电阻式温度传感器。

电阻温度传感器利用导体或半导体的电阻值随温度变化的特性来测量温度。当温度升高1摄氏度时，大多数金属的电阻增加0.4%至0.6%。电阻温度传感器是将温度的变化转化为电阻值的变化，然后通过测量电桥转化为电压信号，发送给显示仪表。

(3)半导体热敏电阻。半导体热敏电阻具有灵敏度高、体积小、响应快的特点。它是由半导体的电阻值随温度显著变化的特性构成的。可分为三种：(1)NTC热敏电阻，主要由锰、钴、镍、铁等金属的氧化物烧结而成，具有负温度系数。(2)CTR热敏电阻，利用V、Ge、W、P等元素的氧化物在弱还原气氛下形成烧结体，也具有负温度系数。(3)PTC热敏电阻是由钛酸钡和稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件，具有正的温度系数。正因为PTC热敏电阻具有正温度系数，所以也做成温控开关。

(4)非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的温度测量元件不与被测物体接触。目前最常用的原理是辐射换热。这种测温方法的主要特点是可以测量运动中的小物体和热容量小或变化快的物体，也可以用来测量温度场的温度分布，但受环境温度影响较大。

四.温度传感器的应用实例

(a)温度传感器在汽车中的应用。温度传感器的功能是测量进气、冷却水、燃油等的温度。并将测量结果转换成电信号并发送给电子控制单元。对于汽油机的所有电子控制系统来说，进气温度和冷却水温度是ECU需要控制的两个必要的温度参数，而其他温度参数则随着电子控制系统的类型和控制需求而变化。气温传感器通常安装在空气滤清器和节气门体之间的空气流量计或进气道或空气流量计中，水温传感器安装在发动机冷却水通道、气缸盖或发动机体上的适当位置。可用于测量温度的传感器有缠绕电阻、扩散电阻、半导体晶体管、金属芯、热电偶和半导体热敏电阻等。目前，热敏电阻温度传感器是测量进气温度和冷却水温度应用最广泛的传感器。

(二)利用温度传感器调节浴室温度。温度传感器还可以调节浴室的温度，尤其是洗澡的时候。浴室需要自动调节温度。通过温湿度传感器和气体传感器，我们可以很好地控制浴室的环境，让我们过上舒适的生活。目前，大多数酒店和一些公共场所已经实现了自动广告