传感器是一种物理设备或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他设备或器官。人的五官就是天然的传感器，具有视、听、嗅、味、触觉，大脑就是经过五官来感知外界的信息（图1）。

图1 人与机器的对应联系

    工程科学与技术领域的传感器既是对人体五官的工程模拟物，是能将特定的被丈量信息（包含物理量、生物量、生物量）按必定的规则变换成某种可用信号输出的器材或设备。可用信号既是便于处理和传输的信号，现在因为电信号最契合这一要求，传感器也可狭义界说为把外界非电信息变换成电信号输出的器材（图2）。

图2 各类传感器

传感器的构成
    传感器的具体构成根据被测目标、变换原理，使用环境和功用要求的情况有很大差异。
    自源型是仅含有变换元件的传感器构成办法，它不需求外动力，可直接从外部被测目标吸收能量变换为电效应，但输出的能量较弱。常见的有热电偶、压电器材等。
    带鼓励源型是在变换器材外加了辅助动力的构成办法，辅助动力起到鼓励的作用，能够是电源或磁源，这样不需求变换电路也有较大电量输出。常见的有霍尔传感器等。
    外源型是由利用被丈量完成阻抗变换的变换元件构成，有必要经过带外电源的变换电路才干获得电量输出。常见的有电桥等。
    相同传感器补偿型（图3-a）是使用两个完全相同的变换元件置于相同环境下的构成办法。实际使用其间一个元件进行作业，另一个用于抵消其遭到的环境搅扰影响。常见的有应变式，固态压阻式传感器等。
    差动结构补偿型（图3-b）和相同传感器补偿型相似，但其两个变换元件都进行作业，除了能够抵消环境搅扰，还使有用的输出值增加。
    不同传感器补偿型（图3-c）是两个原理和性质不同的变换元件置于相同环境下的构成办法，也是经过一个变换元件给作业的变换元件提供补偿。常见的有热敏电阻的温度补偿，加速度的搅扰补偿等。

    现在随着核算机技术的发展，传感器和微处理器结合在一起，形成了智能化传感器的概念，这种构成具有了信息处理的功用，远景非常广阔。
传感器的分类
    传感器的品种繁复，分类办法多种多样。关于被丈量，能够用不同的传感器来丈量；而关于同一原理的传感器，一般又能够丈量多种非电量。
    具体分类可按变换的根本效应、构成原理等分多种，其间又以按照作业原理分类最为详细（表1）。

表1 传感器类型分类

传感器的根本要求
    无论何种传感器，作为直接面对测验目标的前锋，有必要能够快速、精确、牢靠而又经济地完成信息变换的根本要求。
    传感器的作业范围和量程需求足够大，能够满足相应测验的极端要求，需求具备必定的过载才能；有必要有能满足要求的灵敏度和精度，要求变换后输出的信号和被丈量的输入信号成断定的联系，且比值要大。传感器还需求具备快速的响应才能，稳定牢靠的作业才能，较长的寿命和较低的本钱，同时维修，校准方便。根据特定的现场应用，有时对传感器的体积和分量都有严格要求，且期望其内部噪声小不易遭到外部搅扰。最终是传感器输出的信号最好采取通用的规范办法，以便于和外部系统对接。
    可见挑选一款适宜的传感器并不轻松，需求根据需求全面归纳地考虑，不行马虎。
传感器重要目标介绍
    传感器在检测静态量时的静态特性和检测动态量时的动态特性一般能够分隔考虑。关于输入信号的，传感器的数学模型也一般有静态和动态之分。
静态特性
    静态特性表明传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时，输入和输出的联系，主要要考虑线性度和随机变化等因素。

线性度：
    线性度又称非线性，是表征传感器输出-输入校准曲线与选定的拟合直线之间的符合程度的目标。一般用相对差错来表明线性度或非线性差错，有：

（公式1）

表明输出平均值与拟合直线间的最大偏差；

表明理论满量程输出值。
    所以，选定的拟合直线不同时，核算所得的线性度数值也就不同。挑选拟合直线要保证获得尽量小的非线性差错，还要考虑核算是否方便。常见的办法有理论直线法、端点线法、最小二乘法等。
迟滞:
迟滞是反应传感器在输入量增大和减小的行程过程中输出和输入曲线的不重合程度的目标（图2）。一般用正反行程输出的最大差值核算，有：

（公式2）

图1 迟滞

灵敏度:
灵敏度（图3）是传感器输出量增量与被测输入量增量之比，线性传感器的灵敏度就是拟合直线的斜率，即：
                                                  （公式3）
非线性传感器的灵敏度不是常数，用dy/dx表明。
关于需求外部鼓励的传感器来说，其灵敏度的表达还要考虑电源电压的因素。

图2 灵敏度

分辨力:
    分辨力是传感器在规则丈量范围内所能测验出的被测输入量的最小变化量，有时用该值相对满量程输入值的百分数表明，称为分辨率。
重复性：
    重复性是指输入量按同一方向做全量程接连屡次变化时，所得特性曲线间共同程度的目标，各条曲线越接近，重复性越好。重复性差错反映的是校准数据的离散程度，是随机差错核算：

漂移:
    漂移指在必定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的变化，主要包含零点漂移和 灵敏度漂移。零点漂移或灵敏度漂移又可分为时间漂移和温度漂移。
    时间漂移指在规则的条件下，零点或灵敏度随时间的缓慢变化；温度漂移则是周围温度变化所引起的。