传感器的组成部分和特性

一、传感器通常由哪几部分组成

传感器组成一般由敏感元件、转换元件、信号调理转换电路三部分组成,有时还需外加辅助电源提供转换能量。

1、敏感元件：是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。

2、转换元件：是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适合于传输或测量的电信号部分。

3、信号调理转换电路：由于传感器输出信号一般都很微弱，因此传感器输出的信号一般需要进行信号调理与转换、放大、运算与调制之后才能进行显示和参与控制。

4、辅助电源：转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。

二、传感器的特性有哪些

1、静态特性

指传感器本身具有的特征特点。研究的几个主要指标有：线性度、精度、重复性、温漂等，通俗讲就是：非线性误差大小、线性误差大小如何、多次应用好坏、受温度变化误差大小等等。

2、动态特性

指传感器在应用中输入变化时，它的输出的特性。用它对某些标准输入信号的响应来表示，即自控理论中的传递函数。实际工作中，便于工程项目中的采集、控制。

3、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。理想的情况是不论什么时候，传感器的特性参数都不随时间变化。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。这是因为敏感器件或构成传感器的部件，其特性会随时间发生变化，从而影响传感器的稳定性。

4、线性度

通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为zui小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为zui小二乘法拟合直线。

5、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动时所得特性曲线不一致的程度。各条特性曲线越靠近，说明重复性越好，随机误差就越小。

6、灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm.当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。

7、分辨力

分辨力是指传感器可能感受到的被测量的zui小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的zui大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。