任务一　初识传感器

任务要求

在形形色色的传感器中，能够正确地认识并根据需要来选择合适的传感器进行应用是我们必备的能力。本任务要求收集几种类型的传感器并写出其工作原理、优缺点及其应用；能够根据传感器的代号知道传感器的名称。

知识储备

一、传感器简介

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。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、医学诊断、生物工程，甚至文物保护等极其广泛的领域。

在工业生产和自动化控制中，为了保证生产过程安全高效，必须对生产过程中的重要工艺参数进行实时检测和优化控制。比如轨道、桥梁建筑等的无损探测，容器的液位检测等。图1-1为桥梁建筑的无损探伤，图1-2为自动生产线容器液位的检测。

在交通方面，我们需要知道汽车的行驶速度、距离、发动机旋转速度、燃料剩余量等，图1-3为汽车上的各类传感器。

在日常生活中，我们也在大量使用传感器，如全自动洗衣机、遥控电视、扫地机器人等，可以说传感器已经深入到了我们生活的方方面面。随着人们对生活品质的要求越来越高，楼宇自动控制系统在小区管理中发挥着越来越重要的作用，其在安保、环境控制、能量计费等各方面都用到了传感器，图1-4所示为楼宇自动控制系统。

各行各业用到的传感器可谓是多种多样，传感器在外观上千差万别，图1-5为几种常见传感器的外形图。

二、传感器的结构类型

1.传感器的结构

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。一般也称传感器为变换器、换能器和探测器，其输出的电信号陆续输送给后续配套的测量电路及终端装置，以便进行电信号的调理、分析、记录或显示等。

传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的测量转换电路组成，其结构图如图1-6所示。

敏感元件是传感器的核心，它在传感器中直接感受被测量，并转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量；被测量通过敏感元件转换后，再经转换元件转换成电参量；测量转换电路的作用是将转换元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流或频率量。

2.传感器的类型

（1）按被测物理量分。如力传感器、压力传感器、位移传感器、温度传感器、角度传感器等。

（2）按照传感器的工作原理分。如应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等。

（3）按照传感器转换能量的方式分。

①能量转换型，如压电式传感器、热电偶传感器、光电式传感器等。

②能量控制型，如电阻式传感器、电感式传感器、霍尔传感器以及热敏电阻传感器、光敏电阻传感器、湿敏电阻传感器等。

（4）按照传感器工作机理分：

①结构型，如电感式传感器、电容式传感器等。

②物性型，如压电式传感器、光电式传感器、各种半导体式传感器等。

（5）按照传感器输出信号的形式分：

①模拟式，传感器输出为模拟电压量。

②数字式，传感器输出为数字量，如编码器式传感器。

3.传感器的命名和代号

（1）传感器的命名

传感器的命名由主题词加四级修饰语构成。

主题词——传感器。

第一级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语。

第二级修饰语——转换原理，一般可后续以“式”字。

第三级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件其他必要的性能特征，一般可后续以“型”字。

第四级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。

（2）传感器的代号

传感器的代号依次为主称（传感器）-被测量-转换原理-序号。

主称——传感器，代号C。

被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记（见表1-1）。

转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记（见表1-2）。

序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。

例：CWY-YB-20传感器。

C表示传感器主称；WY表示被测量是位移；YB表示转换原理是应变式；20表示传感器序号。

任务实施

1.上网查找相应资料，写出下列代号的传感器名称。

（1）CY-YZ-2.5；

（2）CA-DR-±5；

（3）CLL-DC-10；

（4）CDL-HE-1200；

（5）CW-800A；

（6）CXY-YD-12。

2.通过查询文献、网络搜寻等方法，收集各类传感器的信息。将它们的类别、基本原理、优缺点以及适用范围填入表1-3中。

任务评价

本任务的评价主要从学习内容资讯掌握情况、项目报告完成情况以及职业素养等方面来考核。具体要求如表1-4所示。