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传感器概述 绪论 概念： 传感器（英文名称：transducer/sensor）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。医用传感器是应用于生物医学领域的那一部分传感器，是把人体的生理信息转换成为与之有确定函数关系的电信息的变换装置。按照传感器的工作原理区分：化学传感器 利用化学反应原理，把化学成分、浓度转换成电信号生物传感器 利用生物活性物质选择性识别来测定生化物质物理传感器 利用材料的物理变化按照检测的种类来区分 移传感器、流量传感器、温度传感器、速度传感器、压力传感器等。对于压力传感器，包括有金属应变片压力传感器、半导体压力传感器、电容压力传感器等等所有能够检测压力的传感器。对于温度传感器，包括热敏电阻、热电偶、结温度传感器等所有能够检测温度的传感器。根据传感器视觉传感器 包括各种光学传感器以及其他能够替代视觉功能的传感器；听觉传感器 包括压电传感器、电容传感器以及其他能够替代听觉功能的传感器；嗅觉传感器 包括各种气体敏感传感器以及咒他能够替代嗅觉功能的传感器。 这个分类方法有利于仿生传感器的开发。除了述列举的常见传感器分类方法以外，还会根据传感器材料、传感器结构、能量转换分式等多种分类方法，都具有各自的优点与局限性。 1传感器本身具有良好的技术性能，如灵敏度、线性、迟滞、重复性、频率响应范围、信噪比、温度漂移、零点漂移、灵敏度漂移等。 2传感器的形状和结构应与被检测部位的解剖结构相适应，使用时，对被测组织的损害要小。 3传感器对被测对象的影响要小，不会对生理活动带来负担，不干扰正常生理功能。 4传感器要有足够的牢固性，引进到待测部位时，不致脱落、损坏。 5传感器与人体要有足够的电绝缘，以保证人体安全。 6传感器进入人体能适应生物体内的化学作用，与生物体内的化学成分相容，不易被腐蚀、对人体无不良刺激，并且无毒。 7传感器进入血液中或长期埋于体内，不应引起血凝。 8传感器应操作简单、维护方便，结构上便于消毒。 四种情况： 1.理想线性特性：理想情况下，传感器的输出量 y 与输入量 x 之间为线性关系。 2.非线性项次数为偶数：不具有对称性，且线性范围较窄，传感器设计时一般很少采用这种特性。 3.非线性次数为奇数： 4.一般情况： 二、静态特性指标： 测量范围：传感器的测量范围是指按其标定的精确度可进行测量 的被测量的变化范围，而测量范围的上限值 ymax与下限值 ymin 之差就是传感器的量程 ym 。 灵敏度：灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标，其定义是输出量的变化Δy 与输入量的变化Δx 之比。用 k 表示灵敏度，即K=△y/△x。传感器灵敏度和测量范围有关，多数传感器的灵敏度越高，测量范围越窄 。 线性度：在规定条件下传感器特性曲线与拟合直线间的最大偏差（ΔLmax）与传感器满量程（FS） 输出值（YFS）的百分数称为传感器的线性度（或非线性误差）。 迟滞： 稳定性：稳定性表示传感器在一个较长的时间内保持其性能参数的能力。?在传感器输入端加进同样大小的输入时，最理想的情况是不管什么时候，输出值的大小保持不变。但实际上，随着时间的推移，大多数传感器的特性会发生改变。这是因为敏感元件或构成传感器的部件，其特性会随时间发生变化，从而影响了传感器的稳定性。 环境特性：温度影响体现在灵敏度改变、输出漂移；?气压变化影响传感元件或容器发生体积变化；湿度变化使光学传感器改变折射率，电容传感器介电 常数改变；电源电压波动会引起灵敏度和输出漂移；电源频率对交流磁场的传感器有影响，其他不大。 重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。 动态特性： 传感器动态特性的数学模型 传递函数：初始条件为零时，输出量（响应函数）的拉普拉斯变换与输入量（激励函数）拉普拉斯变换之比。 传感器的动态响应 ：输入信号从某一稳定状态到另一稳定状态时，输出信号也跟着变化。 1.瞬态响应：输出信号到达新的稳定状态以前的响应特性称为瞬态响应。 2.稳态响应：当时间t趋于无穷大时传感器的输出状态称为稳态响应。 四、误差：首先因为测量设备、测量对象、测量方法、测量者本身都不同程度受到本身和周围各种因素的影响，而且这些影响因素也在经常不断的变化着。其次，测量过程中必须对测量系统施加作用，才能使测量系统给出测量结果。 电阻式传感器 概念：把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。它主要包括电阻应变式传感器、电位器式传感器（见位移传感器）和锰铜压阻传感器等。电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、加速度、扭矩等测