1.1 传感器的基本知识
1.1.1 传感器的定义及组成
传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件、传感元件和测量转换电路组成，如图1-1所示。敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量，如弹性敏感元件等；传感元件是将敏感元件的输出量转换为适合于传输和测量的电参数，如应变片将应变转换为电阻量等；测量转换电路则将电参数转换为便于测量的电压、电流、频率等电信号，如放大电路、电桥电路等。
图1-1 传感器的组成
1.1.2 传感器的分类
（1）按被测量性质分类，可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器和流量传感器等（如图1-2所示）。
图1-2 常见传感器
（2）按工作原理分类，可分为参量传感器（如电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器）、发电传感器（如光电池、热电偶传感器、压电式传感器）、数字传感器（如光栅传感器、脉冲编码器）和特殊传感器（如超声波探头、红外探测器）。
（3）按输出量类型分类，可分为数字传感器、模拟传感器。
（4）按传感器的结构种类分类，可分为直接传感器、差分传感器和补偿传感器。
1.1.3 传感器的基本特性
传感器的基本特性分为静态特性和动态特性两类，静态特性描述传感器在被测量处于稳定状态下，输入量与输出量的关系；动态特性描述传感器在被测量随时间变化时输入量与输出量的关系。基本特性包括精确度、灵敏度、分辨力（分辨率）、线性度、重复性及迟滞等。
1.精确度
精确度的性能指标有精密度和准确度。精密度反映测量系统中指示值的分散程度，准确度反映测量系统输出值偏离真实值的程度。在实际系统中，精确度高则表示测量准确，误差小，指示值较集中。
2.灵敏度
灵敏度K指稳态时传感器输出量的变化量Δy与输入量的变化量Δx的比值。在实际测量时，一般希望传感器的灵敏度高，且数值恒定，即希望传感器的特性曲线为直线。
3.分辨力
传感器在规定的范围内能够检测出被测量的最小变化量称为分辨力，可以用传感器输出值的最小刻度表示。
4.重复性
重复性指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得特性曲线的不一致性，如图1-3所示。
图1-3 重复性
5.迟滞
迟滞指在相同的工作条件下，传感器正行程特性与反行程特性不一致的程度，其数值为对应同一输入量的正行程与反行程输出值间的最大偏差与满量程输出值的百分比，如图1-4所示。在实际测量时，机械部件间的摩擦、间隙、松动及灰尘等都会引起迟滞，迟滞会引起分辨力变差或造成测量盲区，因此一般希望迟滞越小越好。
图1-4 迟滞
6.可靠性
可靠性指传感器在规定的工作条件和工作时间内具有正常工作性能的能力，是一个综合性的质量指标，包括可靠度、平均无故障工作时间和平均故障修复时间。
课堂讨论
问题：灵敏度越高的传感器测量越准确，误差越小。这种说法对不对？若不对，说明原因。
答案：这种说法不对。灵敏度高代表传感器感知能力强，对微小变化就有较大输出。传感器在采集信号时，周围存在很多微弱的干扰信号，这些信号也会混入传感器，产生较大的输出，所以要选择高信噪比（即在规定的条件下，传输信号特定点上的有用功率与和它同时存在的噪声功率之比）的传感器。