关键词:传感器;特性;传感器;SCC调理模块;SCXI调理模块;cDAQ
传感器是一种物理装置或生物器官,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装置或器官。人的五官就是天然的传感器,具有视、听、嗅、味、触觉,大脑就是通过五官来感知外界的信息(图1)。

图1 人与机器的对应关系
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,是能将特定的被测量信息(包括物理量、生物量、生物量)按一定的规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。可用信号既是便于处理和传输的信号,目前由于电信号最符合这一要求,传感器也可狭义定义为把外界非电信息转换成电信号输出的器件(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对象、转换原理,使用环境和性能要求的情况有很大差异。
自源型是仅含有转换元件的传感器构成形式,它不需要外能源,可直接从外部被测对象吸收能量转换为电效应,但输出的能量较弱。常见的有热电偶、压电器件等。
带激励源型是在转换器件外加了辅助能源的构成形式,辅助能源起到激励的作用,可以是电源或磁源,这样不需要变换电路也有较大电量输出。常见的有霍尔传感器等。
外源型是由利用被测量实现阻抗变换的转换元件构成,必须通过带外电源的变换电路才能获得电量输出。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转换元件置于同样环境下的构成形式。实际使用其中一个元件进行工作,另一个用于抵消其受到的环境干扰影响。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类似,但其两个转换元件都进行工作,除了可以抵消环境干扰,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转换元件置于同样环境下的构成形式,也是通过一个转换元件给工作的转换元件提供补偿。常见的有热敏电阻的温度补偿,加速度的干扰补偿等。

目前随着计算机技术的发展,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能,前景十分广阔。
传感器的分类
传感器的种类繁多,分类方式多种多样。对于被测量,可以用不同的传感器来测量;而对于同一原理的传感器,通常又可以测量多种非电量。
具体分类可按转换的基本效应、构成原理等分多种,其中又以按照工作原理分类最为详