傳感器的含義及工作原理

傳感器的定義 傳感器是一種能把物理量或化學量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。電工委員會（IEC:International Electrotechnical Committee）的定義為：“傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理（模擬或數(shù)字）能力的系統(tǒng)”。傳感器是傳感系統(tǒng)的一個組成部分，它是被測量信號輸入的*道關(guān)口。

傳感器把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量。有兩類：有源的和無源的。有源傳感器能將一種能量形式直接轉(zhuǎn)變成另一種，不需要外接的能源或激勵源。

無源傳感器不能直接轉(zhuǎn)換能量形式，但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵能，傳感器承擔將某個對象或過程的特定特性轉(zhuǎn)換成數(shù)量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體，而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的，也可以是動態(tài)（即過程）的。對象特性被轉(zhuǎn)換量化后可以通過多種方式檢測。對象的特性可以是物理性質(zhì)的，也可以是化學性質(zhì)的。按照其工作原理，它將對象特性或狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成可測定的電學量，然后將此電信號分離出來，送入傳感器系統(tǒng)加以評測或標示。

傳感器原理結(jié)構(gòu) 在一段特制的彈性軸上粘貼上的測扭應片并組成變橋，即為基礎扭矩傳感器；在軸上固定著：（1）能源環(huán)形變壓器的次級線圈，（2）信號環(huán)形變壓器初級線圈，（3）軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號輸出電路。在傳感器的外殼上固定著：

（1）激磁電路，（2）能源環(huán)形變壓器的初級線圈（輸入），（3） 信號環(huán)形變壓器次級線圈（輸出），（4）信號處理電路

工作過程
向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波，經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級線圈，得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源，該電源做運算放大器AD822的工作電源；由基準電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋電源，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當彈性軸受扭時，應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強信號，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號，通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈，再經(jīng)過外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號，該信號為TTL電平,既可提供給二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動--靜環(huán)之間只有零點幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強的抗*力。

傳感器分類 傾角傳感器
傾角傳感器在軍事、航天航空、工業(yè)自動化、工程機械、鐵路機車、消費電子、海洋船舶等領域得到廣泛運用。輝格公司為國內(nèi)用戶提供zui全面、*的產(chǎn)品方案和服務。提供超過500種規(guī)格的伺服型、電解質(zhì)型、電容型、電感型、光纖型等原理的傾角傳感器。
加速度傳感器（線和角加速度）
分低頻高精度力平衡伺服型、低頻低成本熱對流型和中高頻電容式加速度位移傳感器。總頻響范圍從DC至3000Hz。應用領域包括汽車運動控制、汽車測試、家電、游戲產(chǎn)品、辦公自動化、GPS、PDA、手機、震動檢測、建筑儀器以及實驗設備等。
紅外溫度傳感器
廣泛應用于家用電器（微波爐、空調(diào)、油煙機、吹風機、烤面包機、電磁爐、炒鍋、暖風機等）、醫(yī)用/家用*、辦公自動化、便攜式非接觸紅外溫度傳感器、工業(yè)現(xiàn)場溫度測量儀器以及電力自動化等。不僅能提供傳感器、模塊或完整的測溫儀器，還能根據(jù)用戶需要提供包括光學透鏡、ASIC、算法等一攬子解決方案。

傳感器的應用傳感器的應用領域涉及機械制造、工業(yè)過程控制、汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品和設備等。

① 設備
設備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣象等領域應用的專業(yè)電子設備。目前醫(yī)療領域是傳感器銷售量巨大、利潤可觀的新興市場，該領域要求傳感器件向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展。

② 工業(yè)自動化
工業(yè)領域應用的傳感器，如工藝控制、工業(yè)機械以及傳統(tǒng)的；各種測量工藝變量（如溫度、液位、壓力、流量等）的；測量電子特性（電流、電壓等）和物理量（運動、速度、負載以及強度）的，以及傳統(tǒng)的接近/定位傳感器發(fā)展迅速。

③ 通信電子產(chǎn)品
手機產(chǎn)量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感器市場帶來機遇與挑戰(zhàn)，彩屏手機和攝像手機*不斷上升增加了傳感器在該領域的應用比例。此外，應用于集團和無繩的超聲波傳感器、用于磁存儲介質(zhì)的磁場傳感器等都將出現(xiàn)強勢增長。

⑤ 汽車工業(yè)
現(xiàn)代轎車的電子化控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于采用壓力傳感器的數(shù)量和水平，目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達二百余只，種類通常達30余種，多則達百種。