传感器的基本概念

（一）传感器的定义

传感器的英文是Sensor 或Transducer，Sensor 直译为“感觉”。传感器的定义为：把特

定的被测量信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。

传感器中定义的所谓的“特定的被测量信息”，一般是指非电量，这样的非电被测量主

要包括物理量、化学量和生物量等。电量一般指物理学中的电学量，如：电压、电流、电阻、

电容、电感等；非电量则指除电量之外的一些参数，如：压力、流量、尺寸、位移、重量、

力、速度、加速度、转速、温度、浓度、酸碱度，等等。

传感器定义中提到的“可用信号”是指便于处理、传输的信号，就目前的科技发展水平

而言，这种便于处理、传输的“可用信号”，就是电信号。

由于传感器起到的是一个“转换”作用，因此传感器也叫作变换器、换能器或探测器。

（二）传感器的组成

传感器由敏感元件、传感元件和其它辅助部件组成，如图所示。

传感器组成框图

敏感元件 直接感受被测非电量，并按一定规律转换成与被测非电量具有确定关系的

有用非电量。

传感元件 又称变换器，将敏感元件感受到的有用非电量直接转换成电量。

信号调节与转换电路 将传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制

的有用信号。

辅助电路 包括电源等环节。

对于结构型传感器和物性型传感器而言，其传感器的组成是不同的。

对于物性传感器，其组成环节比较简单，如图 所示。它没用敏感元件，传感元件能

直接感受被测非电量而输出电量。例如，对于半导体的压敏传感器，被测非电量“压力”作

用在传感元件上时，传感元件直接将它转换为电阻（率）的变化，即直接准换成了有用电量

输出。

物性型传感器的组成框图

对于结构型传感器，一般则包括敏感原件和传感元件两个环节，如图4‐3 所示。即被测

非电量通过敏感元件转换为有用非电量，再由传感元件转换为有用电量输出，如：电容式传

感器。

结构型传感器的组成框图

实际上，传感器的具体构成方法，根据被测对象、转换原理、使用环境及性能要求等具

体情况不同，有很大差异。从能量角度分析，典型的传感器构成方法有三种，这就是自源型、

带激励型和外源性。

能源型传感器的特点：不需要外能源，其转换元件能从被测对象直接吸取能量，并转换

成电量输出，但输出电量较弱。如，热电偶、压电器件等都属于资源型传感器。

带激励源型传感器需要辅助能源起激励作用，可以是电源或磁源。它的特点是，不需要

变换电路，即可有较大的电量输出。例如磁电式传感器、霍尔式等电磁式传感器都属于带激

励源型传感器。

外源型传感器由转换元件、变换电路和外加电源组成。如挖机上的压力传感器。

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