第一节
定义与作用

一、传感器的概念

传感器 （transducer或sensor，简称为“TR”或“SE”）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律转换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的处理、传输、存储、显示、记录和控制等要求。在现代智能控制技术中，传感器在一定程度上起着延伸或替代人类五官的作用。

现代传感器的特点包括微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。从感知力、热、光、电、磁、声的传感器，到感知触觉、味觉和嗅觉等的传感器，传感器的存在和发展让物体慢慢变得活了起来。通常根据传感器的基本感知功能，可以分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件共十大类。图1-1所示为光照度传感器。

二、传感器的定义与作用

（一）传感器的定义

GB/T 7665-2005对传感器的定义是：“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。

“传感器”在新韦式大词典中的定义是：“从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。

在最广泛的定义中，传感器是一种设备、模块或子系统，其目的是检测环境中的事件或变化，并将信息发送给其他电子设备（通常是计算机处理器）。传感器总是与其他电子设备一起使用。

传感器的存在和发展，“让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来”。

（二）传感器的主要作用

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，只能是定性的感觉，如照明的“亮或暗”“色温的高或低”等。在研究自然现象和规律以及生产活动中，它们的功能就远远不够了。为了适应这种情况，就需要传感器对自然现象予以量化，而且其结果应该是“定值的”和“可重复得到的”。因此可以说，传感器是人类五官的延伸，并且是更加精准、可数字化的延伸，所以又称为“电五官”。

随着新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是如何获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用到各种传感器来监视和控制生产过程正常与否、监视和控制相关参数是否在指标要求范围内等，从而在一定条件下，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最优的品质。因此可以说，没有众多的现代化传感器，现代化生产就失去了基础。

在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展进入了许多新领域，例如，在宏观上，要观察上千光年的茫茫宇宙；在微观上，要观察小到飞米（femtometer, fm，长度单位）的粒子世界；在纵向上，要观察长达数十万年的天体演化，以及短到微秒（μs）内微粒的瞬间反应。此外，还出现了对具有重要作用的各种尖端技术的探讨和研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等。显然，要获取大量精准的数据信息，通过人类感官是无法直接获取和判断的，需要传感器来实现。

许多基础学科研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内关键技术的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科和交叉学科开发的先驱。

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等极其广泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开对各种各样的传感器的开发与应用。由此可见，传感技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用是显而易见的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感技术将会出现新的飞跃，达到与其重要地位相匹配的新水平。 cglCO1zah4XrIFgBMdn5a8ajX4a8QfdrHpi0CqgawoLHrnyXFCCnExdhAzypSOVC