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传感器原理及种类介绍
　　　　　　　　　　――年度教育训练
传感器的基础知识
传感器的定义
国家标准 GB7665-87 对传感器下的定义是： “ 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成 ” 。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
传感器的分类
　、按传感器的被测物理量分类，可分为位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器等传感器。
、按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。
、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（ “ １ ” 和 “ ０ ” 或 “ 开 ” 和 “ 关 ” ）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。
传感器的原理
应变式电阻传感器
电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是应变式电阻传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。
电阻应变片的工作原理
     金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：

式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m）
     S——导体的截面积（cm2）
  L——导体的长度（m）
我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。
电容式传感器
电容式传感器是一个具有可变参数的电容器。多数场合下，电容是有两个金属平行板组成并且以空气为介质，如图1所示。
图1
有两个平行板组成的电容器的电容量为

式中ε——板间介质的电容常数；
A——两平行板所覆盖的面积；
d——两平行板间的距离
C——电容量
当被测参数使得上式中的A、d或ε发生变化时，电容量C也随之变化。如果保持其中两个参数不变而仅改变其中一个参数，就可把该参数的变化转换为电容量的变化。因此，电容量的变化的大小与被测参数的大小成比例。在实际使用中电容式传感器常以改变平行板间距d来进行测量，因为这样获得的测量灵敏度高于改变其它参