传感器是“能把特定的被测最信息(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置”，所谓可用信号.是指便于处理与传输的信号。目前，传感器的可用信号主要是电信号，即把外界非电信息转换成电信号输出。随着科学技术的发展，传感器的输出信号更多的将是光信号，因为光信号更便于快速、高效地处理与传输。
传感器作为智能检测系统的主要信息来源，其性能决定了整个检测系统的性能。传感器的工作原理多种多样，种类繁多，而且还在不断地涌现着新型传感器。这里只简单介绍各种传感器的基本特征，它们的详细基本原理与应用将在后续章节中讨论.
1.常用传感器
1)应变式传感器
应变式传感器是利用电阻应变效应将应变转换成电阻的相对变化，是目前最常用的一种测址力和位移的传感器，在航空、船舶、机械、建筑等行业里获得广泛应用。
2)电感式传感器
电感式传感器是基于电磁感应原理将被测量转换成电感量变化的装置。按照变换方式的不同，电感式传感器可分为两大类，一类是将被测量转换成传感器线圈电感系数的变化，有可变磁阻式和电涡流式两种形式;另一类是将被测最转换成传感器的初级线圈和次级线圈之问藕合程度的变化，由于它采用了变压器原理和差动结构，因而通常称之为差动变压器。
电感式传感器广泛应用于测量位移以及能转换成位移的各种参址，如压力、流量、振动、加速度、比重、材料损伤等，电涡流式还可进行非接触式连续测最。这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，在工业自动控制系统中被广泛采用。
3)电容式传感器
电容式传感器是将被测量转换成电容量变化的装置，它实质上是一个具有可变参数的电容器。广泛应用于压力、差压、液位、振动、位移、加速度、成分含最等方面的测量，随着电容测星技术的迅速发展，电容式传感器将会在非电量测址和自动检测中得到更广泛的应用。
4)压电式传感器
压电式传感器的工作原理是利用某些材料的压电效应将力转变为电荷或电压输出，是典型的有源传感器。它是一种可逆型传感器，既可以将机械能转换为电能，又可以将电能转换成机械能，在各种动态力、机械冲击与振动测最，以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。
5)磁电式传感器
磁电式传感器是通过磁电作用将被测址转换为电信号的一种传感器，磁电式传感器包括磁电感应式传感器、霍尔式传感器等。
磁电感应式传感器是利用电磁感应原理将被侧量(如振动、位移、转速等)转换成电信号，它不需要辅助电源.是一种有源传感器。由于它输出功率大且性能稳定，具有一定的工作频带(10-1000Hz)，所以得到普遍应用。
霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器，由于材料和制造工艺等的不同，其种类较多，有分立元件的，也有集成元件的。其输出霍尔电压Vh正比于激励电流I和磁感应强度B，广泛应用于电磁、压力、加速度、振动等方面的测量。
6)光电式传感器
光电式传感器是利用光电元件将光能转换成电能的一种装置。光电元件也称光敏元件，光电元件的类型很多.但其工作原理都是建立在光电效应这一物理基础上的，根据光电效应的不同机理，光电效应可以分为光电子发射效应、光电导效应和光生伏特效应三类，相对应的光电式传感器有光电管、光敏电阻、光电池、光敏品体管等。光电式传感器可用于检测许多非电盆，按输出址的性质可分为模拟量光电检测和开关址光电检测。摸拟量光电检测是利用光电元件将被渊显转换成连续变化的光电流;开关址光电检测是利用光电元件将被侧址转换成断续变化的光电流，再通过侧量电路输出开关量或数字信号。由于光电式传感器响应快、结构简单、使用方便，而且有较高的可靠性，因此在检测、自动控制及计算机等方面应用非常广泛。
随着新型材料的开发、新技术的应用以及制造工艺的改进，光电传感器技术得到迅速发展，向着集成化、智能化方向迈进，出现了许多新型光电传感器，如色敬传感器、光位置传感器、CC1)固态图像传感器等。
7)热电传感器
热电传感器是一种将温度转换成电量的装置，包括电阻式温度传感器、热电偶传感器、集成温度传感器等。电阻式温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随沮度变化的原理进行测温的。电阻式温度传感器分为金属热电阻和半导体热电阻两大类，一般把金属热电阻称为热电阻，而把半导体热电阻称为热敏电阻。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻，铂热电阻的特点是梢度高，性能稳定，工业上广泛应用铂热电阻进行一200-+850℃范围的滥度测量，还作为复现国际温标的标准仪器;铜热电阻的电阻温度系数高，线性度好，且价格便宜，应用于一些测量精度要求不高且温度较低的场合，其侧温范围为一50~十150℃，但由于铜易氧化，热惯性大，不适宜在腐蚀性介质中或高温下工作。热敏电阻的电阻温度系数大，灵敏度高，尺寸小，响应速度快，电阻值范围大(0.1-r100kci)，使用方便，但温度特性为非线性，互换性差，测温范围小(一般在一50-200)。
热电偶传感器是工程上应用最广泛的溢度传感器。它构造简单，使用方便，具有较高的准确度、稳定性及复现性，温度测最范围宽(-200~十35000).动态性能好.在温度测最中占有重要的地位。
集成温度传感器是利用晶体管PN结的电流电压特性与温度的关系，把感温PN结及有关电子线路集成在一个小硅片上，构成一个专用集成电路芯片。它具有体积小、反应快、线性好、价格低等优点，但受耐热性能和特性范围的限制，只能用来测150℃以下的溢度。如AD590是应用最广泛的一种集成温度传感器，它具有内部放大电路.再配上相应的外电路，可方便地构成各种应用电路。
8)超声波传感器
超声波传感器是利用超声波的传播特性进行工作的，其输出为电信号。超声波传感器已广泛应用于超声探伤及液位、厚度等的测量，超声探伤是无损探伤的重要工具之一。
2.新型传感器
1)光纤传感器
光纤传感器技术是随着光导纤维实用化和光通信技术的发展而形成的一门崭新的技术。光纤传感器与传统的各类传感器相比有许多特点，如灵敏度高，抗电磁干扰能力强.耐腐蚀，绝缘性好，结构简单，体积小，耗电少，光路有可挠曲性，以及便于实现遥测等。
光纤传感器一般分为两大类一类是利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器，称为功能型传感器、另一类是光纤仅仅起传输光波的作用，必须在光纤端面或中间加装其他敏感元件才能构成传感器，称为传光型传感器。无论哪种传感器，其工作原理都是利用被测量的变化调制传输光光波的某一参数，使其随之变化，然后对已调制的光信号进行检测，从而得到被测量.
光纤传感器可以测量多种物理量.目前已经实用的光纤传感器可侧量的物理量达70多种，因此光纤传感器具有广阔的发展前景.
2)红外传感器
红外传感器是将辐射能转换为电能的一种传感器，又称为红外探测器.常见的红外探测器有两大类，热探测器和光了探侧器。
热探测器是利用人射红外辐射引起探测器的敏感元件的温度变化，进而使有关物理参数发生相应的变化，通过测最有关物理参数的变化来确定红外探测器吸收的红外辆射。热探测器的主要优点是响应波段宽，可以在室温下工作，使用方便。但是，热探侧器响应时间长.灵敏度较低，一般用于红外辐射变化缓慢的场合，如光谱仪、测温仪、红外摄像等。
光子红外探测器是利用某些半导体材料在红外辐射的照射下，产生光子效应，使材料的电学性质发生变化，通过测最电学性质的变化。可以确定红外辐射的强弱。光子探测器的主要优点是灵敏度高，响应速度快，响应频率高。但一般需在低温下工作，探测波段较窄一般用于测量仪、航空扫描仪、热像仪等。
红外传感器广泛用于测温、成像、成分分析、无损检测等方面.特别是在军事上的应用更为广泛，如红外侦察、红外雷达、红外通信、红外对抗等。
3)气敏传感器
气敏传感器是指能将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出的装置。气敏传感器的性能必须满足下列条件:
(1)能够检渊易爆炸气体的允许浓度、有害气体的允许浓度和其他基准设定浓度，并能及时给出报警、显示与控制信号;
(2)对被测气体以外的共存气体或物质不敏感;
(3)长期稳定性好、重复性好;
(4)动态特性好、响应迅速;
(5)使川、维护方便，价格便宜等。
4)生物传感器
生物传感器是利用生物或生物物质做成的、川以检测与识别生物体内的化学成分的传感器。生物或生物物质是指酶、微生物、抗体等，被侧物质经扩散作用进人生物敏感膜。发生生物学反应(物理、化学反应)，通过变换器将其转换成可定量、可传输、处理的电信号。
按照所用生物活性物质的不同，生物传感器包括酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、生物组织传感器等。酶传感器具有灵敏度高、选择性好等优点，目前已实用化的商品达200种以上.但由于酶的提炼工序复杂，因而造价高，性能也不太稳定。微生物传感器与酶传感器相比，价格便宜，性能稳定，它的缺点是响应时间较长(数分钟)，选择性差，目前微生物传感器已成功应用于环境监测和医学中，如测定水污染程度、诊断尿毒症和糖尿病等。免疫传感器的基本原理是免疫反应，目前已研制成功的免疫传感器达儿十种以上。生物组织传感器制作简便，工作寿命长，在许多情况下可取代酶传感器，但在实用化中还存在选择性差、动植物材料不易保存等问题。目前生物传感器的开发与应用正向着多功能化、集成化的方向发展。半导体生物传感器是将半导体技术与生物技术相结合的产物，为生物传感器的多功能化、小型化、微型化提供了重要的途径。
5)机器人传感器
机器人传感器是一种能将机器人日标物特性(或参最)变换为电量输出的装置，机器人通过传感器实现类似于人类的知觉作用。机器人传感器分为内部检测传感器和外界检测传感器两大类。
内部检测传感器是在机器人中用来感知它自己的状态，以调整和控制机器人自身行动的传感器。它通常由位置、加速度、速度及压力传感器组成。
外界检测传感器是机器人用以感受周围环境、目标物的状态特征信息的传感器，从而使机器人对环境有自校正和自适应能力。外界枪测传感器通常包括触觉、接近觉、视觉、听觉、嗅觉、味觉等传感器。
机器人传感器是机器人研究中必不可缺的贡要课题，需要有更多的、性能更好的、功能更强的、集成度更高的传感器来推动机器人的发展.
6)智能传感器
智能传感器是一种带有微处理机的，兼有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器。
3.数字传感器
数字式传感器是指能把被测(模拟)址直接转换成数字址输出的传感器。数字式传感器是检测技术、微电子技术和计算机技术相结合的产物，是传感器技术发展的另一个重要方向。
数字式传感器可分为三类:一是直接以数字量形式输出的传感器，如绝对编码器可以将位移址直接转换成数字量;二是以脉冲形式输出的传感器，如增量编码器、光栅、磁栅和感应同步器可以将位移量转换成一系列计数脉冲.再由计数系统所计的脉冲个数来反映被测量的值;三是以频率形式输出的传感器，能把被测量转换成与之相对应的、且便于处理的频率输出，因此也叫做频率式传感器。数字式传感器在机床数控、自动化和计量、检测技术中得到日益广泛的应用。
来源:《智能检测技术及仪表》，转载请注明出处-仪器交易(www.cncal.com)