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传感器测量系统的功能在于用物理、化学或生物的方法，获取被测对象的信息，通过信息转换（如信号化、图像化），通过显示系统显示出来，以便于观测、处理、保存；或直接进入自动化、智能化的控制系统中。因此，一般传感器测量系统的基本组成包括信息获取、信息转换和信息显示、处理等环节。
由于任何一个传感器测量系统都是为了完成某个特定的测量任务而设计的，因此系统设计要充分考虑使用要求、测量目的以及使用环境特点等因素，遵循一定的原则，按照一定的步骤进行，主要包括以下几点。
（1）了解被测量的特点、持续时间、幅值范围等。
（2）测量场景所要求的精度。
（3）安装条件、安装方法及技术要求。
（4）测量环境，包括温度、湿度、气压等。
（5）了解国内外同类产品的类型、原理、技术水平和应用特点。
（6）了解有关加工工艺水平及关键元器件的市场应用情况。
这些信息直接影响测量的方案、测量系统的结构、功能、静/动态特性等，获取这些信息是测量系统设计的重要前提。同时，要根据测量目的和实际条件合理地选用传感器。一些基本的传感器选用原则如下。
（1）灵敏度
一般来讲，传感器灵敏度越高越好。灵敏度越高意味着传感器所能感知的变化量越小，即被测量有微小变化时，传感器的输出就有较大的变化。
与灵敏度紧密相关的是测量范围。当输入量增大时，除非有专门的非线性校正措施，否则传感器不应进入非线性区域，更不能进入饱和区域。某些测量工作要在较强的噪声干扰下进行。这时对传感器来讲，其输入量不仅包括被测量，也包括干扰量。因此，过高的灵敏度会影响传感器的测量范围。
（2）线性范围
任何传感器都有一定的线性范围，在线性范围内输出与输入成比例关系。线性范围越宽，则表明传感器的工作量程越大。
传感器工作在线性区域内，是保证测量精确度的基本条件。不过，传感器都难以保证其绝对线性，在某些情况下，在限定的测量精度范围内，也可以在近似线性区域应用。因此，选用传感器时必须考虑被测量的变化范围，令其非线性误差在允许范围之内。
（3）精确度
传感器的精确度表示传感器的输出与被测量的对应程度，简称精度，也称准确度。不过，传感器的精确度并非越高越好，还应考虑其经济性。传感器精确度越高，价格越昂贵，因此应从实际出发来选择。
首先应了解测量目的，判定是定性分析还是定量分析。对于相对比较的定性实验研究，只需获得相对比较值即可，应要求传感器的测量结果具有较高的一致性或吻合程度，而无须要求绝对量值。对于定量分析，必须获得精确量值，则要求传感器有足够高的精确度。
（4）稳定性
稳定性表示传感器经过长期使用以后，其输出特性不发生变化的性能。影响传感器稳定性的主要因素是时间与环境条件。
为了保证稳定性，在选定传感器之前，应对使用环境进行调查，以选择较合适的传感器类型。例如，对于电阻应变式传感器，湿度变化会影响其绝缘性，温度变化会导致零点漂移，长期使用会产生蠕变现象；对于变间隙型的电容传感器，环境湿度变化或油剂浸入间隙时，会改变电容器介质；光电传感器的感光表面有尘埃或水汽时，会改变其感光性质；磁电式传感器或霍尔元件等在电场、磁场中工作时，也会受到电磁干扰的影响而引入测量误差。
（5）响应特性
传感器的响应特性反映了传感器输入和输出的对应关系。大多数情况下，传感器的输入信号是随时间变化的，这就要求传感器时刻精确地跟踪输入信号，并按照输入信号的变化规律输出信号。输入信号变化时，引起输出信号也随之变化，这个过程称为响应。传感器对于输入量随时间变化的响应程度，称为响应特性。
传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真。实际上传感器的响应总有一定延迟，而且延迟时间越短越好。传感器的频率响应越高，可测的信号频率范围就越宽。在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）调整响应特性，以免产生过大的误差。
一般情况下，利用光电效应、压电效应等原理工作的传感器响应时间短、可工作频率范围宽。而结构型传感器，如电感、电容、磁电式传感器等，由于受到结构特性的影响和受机械质量的限制，其固有频率低。在动态测量中，传感器的响应特性对测量结果有直接影响，在选用时，应充分考虑到被测量的变化特点，如稳态、瞬变、随机等。
（6）测量方式
传感器在实际条件下的工作方式，也是选用传感器时应考虑的重要因素。例如，接触式测量与非接触式测量；在线测量与非在线测量等。
在机械系统中，运动部件的被测量（如回转轴的运动、振动、扭力矩）往往需要非接触式测量。对部件进行接触式测量不仅会对被测系统造成影响，而且会有许多实际困难，诸如探头的磨损、接触状态的变动、信号的采集都不易妥善解决，易造成测量误差。这样，采用电容式、电涡流式等非接触式传感器采集信号会很方便。
在线测量是与实际情况更接近的测量方式。特别是实现自动化过程的控制与检测系统往往要求具有较高的真实性和可靠性，因此必须在现场实时条件下才能达到检测要求。例如，在加工过程中，若要实现表面粗糙度的检测，以往的光切法、干涉法、触针式轮廓检测法等都不适用，但可采用激光检测法。
（7）其他因素
除了以上选用传感器时应充分考虑的一些因素外，还应尽可能地兼顾结构简单、体积小、质量轻、性价比高、易于维修与更换等因素。
传感器测量系统常用技术指标主要包括以下几项。
（1）输入量的性能指标：量程、测量范围、过载能力等。
（2）静态特性指标：线性度、迟滞、重复性、精度、灵敏度、分辨率、稳定性和漂移等。
（3）动态特性指标：固有频率、阻尼比、频率特性、时间常数、上升时间、响应时间、超调量、稳态误差等。
（4）可靠性指标：工作寿命、平均无故障时间、故障率、疲劳性能、绝缘性、耐压、耐温等。
（5）环境要求指标：工作温度范围、温度漂移系数、灵敏度漂移系数、抗潮湿能力、抗介质腐蚀能力、抗电磁场干扰能力、抗冲击振动要求等。
（6）使用及配接要求：供电方式（直流、交流、频率、波形等）、电压幅度与稳定度、功耗、安装方式（外形尺寸、质量、结构特点等）、输入阻抗（对被测对象的影响）、输出阻抗（对配接电路的要求）等。