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传感器原理及其应用论文

摘要：在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生

活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调

节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术，光电半导体

技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具

有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多

样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材

料构成的器件。

一、传感器简介

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。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

（1）、传感器定义及分类

信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方

面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统

能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动

化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明

显。最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。

国际电工委员会(IEC:InternationalElectrotechnicalCommittee)的定义为：“传感器

是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说

法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息

处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号

输入的第一道关口。

（2）、传感器的作用

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，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。为适应这种情况，就需要传感器。

因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

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，首先要解决的就是要获

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，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个

参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众

多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

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，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上

要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、

开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超

高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有

相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，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的突破。一些传感

器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。

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

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断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫