什么是傳感器

傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。用數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表述為：物理量-傳感器-電信號(hào)。(圖2)

傳感器的分類

經(jīng)常會(huì)有這樣的問(wèn)題，這個(gè)數(shù)據(jù)采集卡可以測(cè)壓力傳感器嗎?要回答這個(gè)問(wèn)題我們要先了解傳感器的分類。傳感器的分類有很多種方式，因?yàn)橛脩絷P(guān)注的是其所研究的方向，所以經(jīng)常以被測(cè)物理量的類型來(lái)分類：壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器等。而這種分類方式并不便于選擇數(shù)據(jù)采集設(shè)備。在選擇數(shù)據(jù)采集設(shè)備的時(shí)候，需要關(guān)注的是傳感器的輸出類型。根據(jù)數(shù)據(jù)輸出的類型，傳感器可以做如下分類：電壓型、電流型、電阻型、電容型、頻率、脈沖、編碼器等類型型等。傳感器?zhǔn)且环N檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將這些信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。

傳感器的存在和發(fā)展使物體具備了類似人類的感官功能，如觸覺、味覺和嗅覺等，從而讓物體變得更加活躍和功能化。傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，它們可以檢測(cè)和轉(zhuǎn)換各種物理量，如溫度、光、顏色、氣壓、磁力、速度、加速度等，也可以利用半導(dǎo)體物質(zhì)變化或生物物質(zhì)(如酶和微生物)來(lái)檢測(cè)。

此外，傳感器在自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制中扮演著重要角色，是實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。

傳感器(英文名稱：transducer/sensor)是能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求的檢測(cè)裝置。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體變得活了起來(lái)，傳感器是人類五官的延長(zhǎng)。傳感器具有微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟認(rèn)為，傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來(lái)?！薄皞鞲衅鳌痹谛马f式大詞典中定義為：“從一個(gè)系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個(gè)系統(tǒng)中的器件”。

傳感器(Sensor)是指將收集到的信息轉(zhuǎn)換成設(shè)備能處理的信號(hào)的元件或裝置。人類會(huì)基于視覺、聽覺、嗅覺、觸覺獲得的信息進(jìn)行行動(dòng)，設(shè)備也一樣，會(huì)根據(jù)傳感器獲得的信息進(jìn)行控制或處理。傳感器收集轉(zhuǎn)換的信號(hào)(物理量)有溫度、光、顏色、氣壓、磁力、速度、加速度等，這些利用了半導(dǎo)體的物質(zhì)變化。除此之外，還有利用酶和微生物等生物物質(zhì)的生物傳感器。傳感器的種類繁多，大約有3萬(wàn)種以上。要想徹底搞清楚傳感器，幾乎要跨越所有的制造業(yè)門類，難度有如識(shí)別滿天繁星。常見的傳感器種類有：溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等。

2、傳感器有多重要?

傳感器處于一切工業(yè)產(chǎn)品的最前沿陣地，它提供了感知物理世界的第一道哨卡。這些傳感器提供實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括過(guò)程所需的檢測(cè)和報(bào)告。發(fā)送由傳感器監(jiān)視和收集的數(shù)據(jù)以進(jìn)行控制和分析，并且通過(guò)傳感器發(fā)出電信號(hào)來(lái)報(bào)告特定屬性中的任何異常。這樣，傳感器可以提高流程效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)確保流程符合最佳實(shí)踐。因此，沒(méi)有眾多優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。

泰德蘭電子網(wǎng)編認(rèn)為：傳感器的主要特點(diǎn)包括：提高了數(shù)據(jù)捕獲的靈敏度，幾乎無(wú)損的傳輸以及連續(xù)，實(shí)時(shí)的分析。實(shí)時(shí)反饋和數(shù)據(jù)分析服務(wù)可確保流程處于活動(dòng)狀態(tài)并以最佳方式執(zhí)行。

傳感技術(shù)的不斷發(fā)展催生了當(dāng)今的智能傳感器。與傳統(tǒng)的沒(méi)有有源組件的模擬傳感器不同，智能傳感器包含電路，允許它們進(jìn)行測(cè)量并將值輸出為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。這些傳感器具有嵌入式微處理器單元，并在信號(hào)轉(zhuǎn)換器上安裝了許多傳感設(shè)備。智能傳感器能夠執(zhí)行許多內(nèi)在的智能功能，例如自我測(cè)試，自我驗(yàn)證，自我適應(yīng)和自我識(shí)別的能力。他們了解流程要求，管理各種條件，并可以檢測(cè)條件以支持實(shí)時(shí)決策。這些智能傳感器針對(duì)多種過(guò)程條件進(jìn)行了編程，使執(zhí)行人員可以獲得最大收益。

中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等世界將傳感器列為未來(lái)重大科技項(xiàng)目，想要在傳感器上實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，足以說(shuō)明它的重要性。世界聯(lián)合商會(huì)更是曾做出評(píng)價(jià)：誰(shuí)支配了傳感器，誰(shuí)就能支配了新時(shí)代。

3、傳感器市場(chǎng)保持較快增長(zhǎng)

2012年至2021年，我國(guó)工業(yè)增加值從20.9萬(wàn)億元增長(zhǎng)到37.3萬(wàn)億元;以不變價(jià)計(jì)算，工業(yè)增加值年均增長(zhǎng)6.3%，遠(yuǎn)高于同期全球工業(yè)增加值2%左右的年均增速;制造業(yè)增加值從16.98萬(wàn)億元增加到31.4萬(wàn)億元，占全球比重從22.5%提高到近30%。

萬(wàn)物互聯(lián)，工業(yè)增加值的快速提升，背后離不開強(qiáng)大傳感器的支撐。信息時(shí)代，傳感器在工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。到2025年，物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益將在2.7萬(wàn)億到6.2萬(wàn)億美元之間，其中傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最重要的數(shù)據(jù)采集入口，將迎來(lái)廣闊的發(fā)展空間。

我國(guó)的制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，同樣離不開強(qiáng)大傳感器的支撐!據(jù)中國(guó)信通院數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模保持較快增長(zhǎng)，2019年中國(guó)傳感器市場(chǎng)依然保持增長(zhǎng)，整體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2188.8億元，同比增長(zhǎng)12.7%。2021年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2951.8億元，增速達(dá)17.6%。

泰德蘭電子作為茂捷半導(dǎo)體傳感器代理商，深知未來(lái)傳感器市場(chǎng)的龐大。我們必須提前布局傳感器領(lǐng)域，與用戶實(shí)現(xiàn)互利共贏，提供優(yōu)質(zhì)傳感器產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù)。

傳感器是一種設(shè)備、模塊或子系統(tǒng)。

傳感器：

是檢測(cè)環(huán)境中的事件或變化，并將信息發(fā)送給其他電子設(shè)備，通常是計(jì)算機(jī)處理器，應(yīng)用于制造業(yè)和機(jī)械、飛機(jī)和航空航天、汽車、醫(yī)藥、機(jī)器人和日常生活中的許多方面。傳感器的應(yīng)用已超越了傳統(tǒng)的溫度、壓力或流量測(cè)量領(lǐng)域，例如MARG傳感器，越來(lái)越多的傳感器通過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)被制造成微型傳感器。

傳感器偏差：

輸出信號(hào)與正確值相差一個(gè)常數(shù)，則傳感器有偏移誤差或偏差，是線性傳遞函數(shù)y截距的誤差;傳感器有數(shù)字輸出，則輸出基本上是測(cè)量屬性的近似值，被稱為量化誤差;傳感器可能在某種程度上對(duì)除被測(cè)量屬性之外的屬性敏感;噪聲是信號(hào)隨時(shí)間變化的隨機(jī)偏差。所有的偏差可分為系統(tǒng)誤差或隨機(jī)誤差。

微型傳感器：

是指至少有一個(gè)物理尺寸在亞毫米量級(jí)的傳感器。微傳感器是指尺寸微小的傳感器，主要采用精密加工、微電子以及微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳感器尺寸的縮小;微型傳感器將微小的敏感元件、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在一塊芯片上而形成的集成的傳感器;包括微執(zhí)行器可以獨(dú)立工作，由多個(gè)微傳感器組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)異地聯(lián)網(wǎng)。