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關鍵詞：傳感器；特性；傳感器；SCC調理模塊；SCXI調理模塊；cDAQ
傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧），並將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。人的五官就是天然的傳感器，具有視、聽、嗅、味、觸覺，大腦就是通過五官來感知外界的信息（圖1）。
工程科學與技術領域的傳感器既是對人體五官的工程模擬物，是能將特定的被測量信息（包括物理量、生物量、生物量）按(an)一(yi)定(ding)的(de)規(gui)律(lv)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)某(mou)種(zhong)可(ke)用(yong)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)的(de)器(qi)件(jian)或(huo)裝(zhuang)置(zhi)。可(ke)用(yong)信(xin)號(hao)既(ji)是(shi)便(bian)於(yu)處(chu)理(li)和(he)傳(chuan)輸(shu)的(de)信(xin)號(hao)，目(mu)前(qian)由(you)於(yu)電(dian)信(xin)號(hao)最(zui)符(fu)合(he)這(zhe)一(yi)要(yao)求(qiu)，傳(chuan)感(gan)器(qi)也(ye)可(ke)狹(xia)義(yi)定(ding)義(yi)為(wei)把(ba)外(wai)界(jie)非(fei)電(dian)信(xin)息(xi)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)電(dian)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)的(de)器(qi)件(jian)（圖2）。
傳感器的構成
傳感器的具體構成根據被測對象、轉換原理，使用環境和性能要求的情況有很大差異。
自(zi)源(yuan)型(xing)是(shi)僅(jin)含(han)有(you)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)構(gou)成(cheng)形(xing)式(shi)，它(ta)不(bu)需(xu)要(yao)外(wai)能(neng)源(yuan)，可(ke)直(zhi)接(jie)從(cong)外(wai)部(bu)被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)吸(xi)收(shou)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)效(xiao)應(ying)，但(dan)輸(shu)出(chu)的(de)能(neng)量(liang)較(jiao)弱(ruo)。常(chang)見(jian)的(de)有(you)熱(re)電(dian)偶(ou)、壓電器件等。
帶dai激ji勵li源yuan型xing是shi在zai轉zhuan換huan器qi件jian外wai加jia了le輔fu助zhu能neng源yuan的de構gou成cheng形xing式shi，輔fu助zhu能neng源yuan起qi到dao激ji勵li的de作zuo用yong，可ke以yi是shi電dian源yuan或huo磁ci源yuan，這zhe樣yang不bu需xu要yao變bian換huan電dian路lu也ye有you較jiao大da電dian量liang輸shu出chu。常chang見jian的de有you霍huo爾er傳chuan感gan器qi等deng。
外源型是由利用被測量實現阻抗變換的轉換元件構成，必須通過帶外電源的變換電路才能獲得電量輸出。常見的有電橋等。
相同傳感器補償型（圖3-a）是shi使shi用yong兩liang個ge完wan全quan相xiang同tong的de轉zhuan換huan元yuan件jian置zhi於yu同tong樣yang環huan境jing下xia的de構gou成cheng形xing式shi。實shi際ji使shi用yong其qi中zhong一yi個ge元yuan件jian進jin行xing工gong作zuo，另ling一yi個ge用yong於yu抵di消xiao其qi受shou到dao的de環huan境jing幹gan擾rao影ying響xiang。常chang見jian的de有you應ying變bian式shi，固gu態tai壓ya阻zu式shi傳chuan感gan器qi等deng。
差動結構補償型（圖3-b）和相同傳感器補償型類似，但其兩個轉換元件都進行工作，除了可以抵消環境幹擾，還使有用的輸出值增加。
不同傳感器補償型（圖3-c）是(shi)兩(liang)個(ge)原(yuan)理(li)和(he)性(xing)質(zhi)不(bu)同(tong)的(de)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)置(zhi)於(yu)同(tong)樣(yang)環(huan)境(jing)下(xia)的(de)構(gou)成(cheng)形(xing)式(shi)，也(ye)是(shi)通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)給(gei)工(gong)作(zuo)的(de)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)提(ti)供(gong)補(bu)償(chang)。常(chang)見(jian)的(de)有(you)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)溫(wen)度(du)補(bu)償(chang)，加(jia)速(su)度(du)的(de)幹(gan)擾(rao)補(bu)償(chang)等(deng)。
muqiansuizhejisuanjijishudefazhan，chuanganqiheweichuliqijiehezaiyiqi，xingchenglezhinenghuachuanganqidegainian，zhezhonggouchengjuyoulexinxichulidegongneng，qianjingshifenguangkuo。
傳感器的分類
傳感器的種類繁多，分類方式多種多樣。對於被測量，可以用不同的傳感器來測量；而對於同一原理的傳感器，通常又可以測量多種非電量。
具體分類可按轉換的基本效應、構成原理等分多種，其中又以按照工作原理分類最為詳細（表1）。
傳感器的基本要求
無論何種傳感器，作為直接麵對測試對象的先鋒，必須能夠快速、準確、可靠而又經濟地實現信息轉換的基本要求。
傳感器的工作範圍和量程需要足夠大，可以滿足相應測試的極端要求，需要具備一定的過載能力；必bi須xu有you能neng滿man足zu要yao求qiu的de靈ling敏min度du和he精jing度du，要yao求qiu轉zhuan換huan後hou輸shu出chu的de信xin號hao和he被bei測ce量liang的de輸shu入ru信xin號hao成cheng確que定ding的de關guan係xi，且qie比bi值zhi要yao大da。傳chuan感gan器qi還hai需xu要yao具ju備bei快kuai速su的de響xiang應ying能neng力li，穩wen定ding可ke靠kao的de工gong作zuo能neng力li，較jiao長chang的de壽shou命ming和he較jiao低di的de成cheng本ben，同tong時shi維wei修xiu，校xiao準zhun方fang便bian。根gen據ju特te定ding的de現xian場chang應ying用yong，有you時shi對dui傳chuan感gan器qi的de體ti積ji和he重zhong量liang都dou有you嚴yan格ge要yao求qiu，且qie希xi望wang其qi內nei部bu噪zao聲sheng小xiao不bu易yi受shou到dao外wai部bu幹gan擾rao。最zui後hou是shi傳chuan感gan器qi輸shu出chu的de信xin號hao最zui好hao采cai取qu通tong用yong的de標biao準zhun形xing式shi，以yi便bian於yu和he外wai部bu係xi統tong對dui接jie。
可見選擇一款合適的傳感器並不輕鬆，需要根據需求全麵綜合地考慮，不可馬虎。
傳感器重要指標介紹
傳chuan感gan器qi在zai檢jian測ce靜jing態tai量liang時shi的de靜jing態tai特te性xing和he檢jian測ce動dong態tai量liang時shi的de動dong態tai特te性xing通tong常chang可ke以yi分fen開kai考kao慮lv。對dui於yu輸shu入ru信xin號hao的de，傳chuan感gan器qi的de數shu學xue模mo型xing也ye通tong常chang有you靜jing態tai和he動dong態tai之zhi分fen。
靜態特性
靜態特性表示傳感器在被測輸入量各個值處於穩定狀態時，輸入和輸出的關係，主要要考慮線性度和隨機變化等因素。
線性度：
線性度又稱非線性，是表征傳感器輸出-輸入校準曲線與選定的擬合直線之間的吻合程度的指標。通常用相對誤差來表示線性度或非線性誤差，有：
 表示輸出平均值與擬合直線間的最大偏差；  表示理論滿量程輸出值。 所suo以yi，選xuan定ding的de擬ni合he直zhi線xian不bu同tong時shi，計ji算suan所suo得de的de線xian性xing度du數shu值zhi也ye就jiu不bu同tong。選xuan擇ze擬ni合he直zhi線xian要yao保bao證zheng獲huo得de盡jin量liang小xiao的de非fei線xian性xing誤wu差cha，還hai要yao考kao慮lv計ji算suan是shi否fou方fang便bian。常chang見jian的de方fang法fa有you理li論lun直zhi線xian法fa、端點線法、最小二乘法等。
遲滯:
遲滯是反應傳感器在輸入量增大和減小的行程過程中輸出和輸入曲線的不重合程度的指標（圖2）。通常用正反行程輸出的最大差值 計算，有：
靈敏度:
靈敏度（圖3）是傳感器輸出量增量與被測輸入量增量之比，線性傳感器的靈敏度就是擬合直線的斜率，即：
非線性傳感器的靈敏度不是常數，用dy/dx表示。
對於需要外部激勵的傳感器來說，其靈敏度的表達還要考慮電源電壓的因素。
分辨力:
分辨力是傳感器在規定測量範圍內所能測試出的被測輸入量的最小變化量，有時用該值相對滿量程輸入值的百分數表示，稱為分辨率。
重複性：
重zhong複fu性xing是shi指zhi輸shu入ru量liang按an同tong一yi方fang向xiang做zuo全quan量liang程cheng連lian續xu多duo次ci變bian動dong時shi，所suo得de特te性xing曲qu線xian間jian一yi致zhi程cheng度du的de指zhi標biao，各ge條tiao曲qu線xian越yue接jie近jin，重zhong複fu性xing越yue好hao。重zhong複fu性xing誤wu差cha反fan映ying的de是shi校xiao準zhun數shu據ju的de離li散san程cheng度du，是shi隨sui機ji誤wu差cha計ji算suan：
漂移:
piaoyizhizaiyidingshijianjiangenei，chuanganqishuchuliangcunzaizheyubeiceshuruliangwuguandebianhua，zhuyaobaokuolingdianpiaoyihelingmindupiaoyi。lingdianpiaoyihuolingmindupiaoyiyoukefenweishijianpiaoyihewendupiaoyi。
時間漂移指在規定的條件下，零點或靈敏度隨時間的緩慢變化；溫度漂移則是周圍溫度變化所引起的。
穩定性:
穩(wen)定(ding)性(xing)指(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)長(chang)時(shi)間(jian)使(shi)用(yong)時(shi)仍(reng)保(bao)持(chi)其(qi)性(xing)能(neng)的(de)能(neng)力(li)，一(yi)般(ban)以(yi)在(zai)室(shi)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)經(jing)過(guo)一(yi)段(duan)規(gui)定(ding)的(de)時(shi)間(jian)後(hou)，輸(shu)出(chu)與(yu)起(qi)始(shi)標(biao)定(ding)時(shi)的(de)輸(shu)出(chu)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)表(biao)示(shi)。
靜態誤差（精度）:
精度是評價傳感器靜態性能的綜合性指標，指傳感器在滿量程內任一點輸出值相對其理想值的可能偏離（接近）程度，它表示該傳感器在靜態測量時所得數據的不精確度。
精度的測量方法很多，目前國內外尚不統一。
動態特性
動(dong)態(tai)特(te)性(xing)是(shi)反(fan)映(ying)傳(chuan)感(gan)器(qi)對(dui)於(yu)隨(sui)時(shi)間(jian)變(bian)化(hua)的(de)輸(shu)入(ru)量(liang)的(de)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)。在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)中(zhong)，傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)常(chang)用(yong)它(ta)對(dui)某(mou)些(xie)標(biao)準(zhun)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)的(de)響(xiang)應(ying)來(lai)表(biao)示(shi)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)對(dui)標(biao)準(zhun)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)的(de)響(xiang)應(ying)容(rong)易(yi)用(yong)實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)求(qiu)得(de)，並(bing)且(qie)它(ta)對(dui)標(biao)準(zhun)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)的(de)響(xiang)應(ying)與(yu)它(ta)對(dui)任(ren)意(yi)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)的(de)響(xiang)應(ying)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)關(guan)係(xi)，往(wang)往(wang)知(zhi)道(dao)了(le)前(qian)者(zhe)就(jiu)能(neng)推(tui)定(ding)後(hou)者(zhe)。最(zui)常(chang)用(yong)的(de)標(biao)準(zhun)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)有(you)階(jie)躍(yue)信(xin)號(hao)和(he)正(zheng)弦(xian)信(xin)號(hao)兩(liang)種(zhong)，所(suo)以(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)也(ye)常(chang)用(yong)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)和(he)階(jie)躍(yue)響(xiang)應(ying)來(lai)表(biao)示(shi)。
傳感器的頻率響應特性
將各種頻率不同而幅值相等的正弦信號輸入傳感器，其輸出正弦信號的幅值、相xiang位wei與yu頻pin率lv之zhi間jian的de關guan係xi稱cheng為wei頻pin率lv響xiang應ying特te性xing。由you於yu相xiang頻pin特te性xing和he幅fu頻pin特te性xing之zhi間jian有you一yi定ding的de內nei在zai關guan係xi，因yin此ci表biao示shi傳chuan感gan器qi的de頻pin響xiang特te性xing及ji頻pin域yu性xing能neng指zhi標biao時shi主zhu要yao用yong幅fu頻pin特te性xing（圖3）。
傳感器的階躍響應特性
當給靜止的傳感器輸入一個單位階躍信號 時，其輸出信號稱為階躍響應（圖4，a為一階係統；b為二階係統）。
溫度測量
溫wen度du是shi一yi個ge基ji本ben的de物wu理li量liang，自zi然ran界jie中zhong的de一yi切qie過guo程cheng無wu不bu與yu溫wen度du密mi切qie相xiang關guan。測ce量liang溫wen度du的de熱re電dian式shi傳chuan感gan器qi是shi最zui早zao開kai發fa，應ying用yong最zui廣guang的de一yi類lei傳chuan感gan器qi，這zhe類lei傳chuan感gan器qi是shi利li用yong轉zhuan換huan元yuan件jian電dian磁ci參can量liang隨sui溫wen度du變bian化hua的de特te性xing，對dui溫wen度du進jin行xing檢jian測ce的de。
熱電偶
熱電偶傳感器（圖1）是目前接觸式測溫中應用最廣的熱電式傳感器，具有結構簡單，製作方便，測溫範圍寬等特點。
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