傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳感器的定義是：“能感受被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置”。
傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。
作用：利用物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)，把被測(cè)的物理量、化學(xué)量、生物量等轉(zhuǎn)換成符合需要的電量。
通常被測(cè)量是非電物理量，輸出信號(hào)一般為電量.當(dāng)今世界正面臨一場(chǎng)新的技術(shù)革命，這場(chǎng)革命的主要基礎(chǔ)是信息技術(shù)，而傳感器技術(shù)被認(rèn)為是信息技術(shù)三大支柱之一.一些發(fā)達(dá)國(guó)家都把傳感器技術(shù)列為與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)同等位置.隨著現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展，傳感技術(shù)作為一種與現(xiàn)代科學(xué)密切相關(guān)的新興學(xué)科也得到迅速的發(fā)展，并且在工業(yè)自動(dòng)化測(cè)量和檢測(cè)技術(shù)、醫(yī)療診斷等學(xué)科被越來(lái)越廣泛地利用，同時(shí)對(duì)各學(xué)科發(fā)展還有促進(jìn)作用。
傳感技術(shù)大體可分3代，第1代是結(jié)構(gòu)型傳感器.它利用結(jié)構(gòu)參量變化來(lái)感受和轉(zhuǎn)化信號(hào)。例如:電阻應(yīng)變式傳感器，它是利用金屬材料發(fā)生彈性形變時(shí)電阻的變化來(lái)轉(zhuǎn)化電信號(hào)的。
第2代傳感器是70年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的固體傳感器，這種傳感器由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成，是利用材料某些特性制成的.如:利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng)，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。
70年代后期，隨著集成技術(shù)、分子合成技術(shù)、微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)集成傳感器.集成傳感器包括2種類型:傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化.例如:電荷藕合器件(CCD)，集成溫度傳感器AD590集成霍爾傳感器UGN3501等.這類傳感器主要具有成本低、可靠性高性能好、接口靈活等特點(diǎn)集成傳感器發(fā)展非常迅速，現(xiàn)已占傳感器市場(chǎng)的2/3左右，它正向著低價(jià)格、多功能和系列化方向發(fā)展。
第3代傳感器是80年代剛剛發(fā)展起來(lái)的智能傳感器.所謂智能傳感器是指其對(duì)外界信息具有一定檢測(cè)、自診斷、數(shù)據(jù)處理以及自適應(yīng)能力，是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。80年代智能化測(cè)量主要以微處理器為核心，把傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電路微計(jì)算機(jī)、存貯器及接口集成到一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能.90年代智能化測(cè)量技術(shù)有了進(jìn)一步的提高，在傳感器一級(jí)水平實(shí)現(xiàn)智能化，使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測(cè)量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等。
傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)。在測(cè)試系統(tǒng)中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準(zhǔn)確傳遞和檢測(cè)出某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。 [2]
具體地說(shuō)傳感器是指那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的可輸出信號(hào)的元器件或裝置。如果沒(méi)有傳感器對(duì)被測(cè)的原始信息進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)試與控制都將無(wú)法實(shí)現(xiàn)，即使最現(xiàn)代化的電子計(jì)算機(jī)，沒(méi)有準(zhǔn)確的信息（或轉(zhuǎn)換可靠的數(shù)據(jù)），不失真的輸入，也將無(wú)法充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
傳感器種類及品種繁多，原理也各式各樣。其中電阻應(yīng)變式傳感器是被廣泛用于電子秤和各種新型機(jī)構(gòu)的測(cè)力裝置，其精度和范圍度是根據(jù)需要來(lái)選定的，過(guò)高的精度要求對(duì)某種使用也無(wú)太大意義；過(guò)寬的范圍度也會(huì)使測(cè)量精度降低，而且會(huì)造成成本過(guò)高及增加工藝上的困難；因此，應(yīng)根據(jù)測(cè)量對(duì)象的要求，恰當(dāng)?shù)剡x擇精度和范圍度是至關(guān)重要的。但無(wú)論何種條件、場(chǎng)合使用的傳感器，均要求其性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，經(jīng)久耐用。為此，在研究高精度傳感器的同時(shí)，必須重視可靠性和穩(wěn)定性的研究。包括床暗器的研究、設(shè)計(jì)、試制、生產(chǎn)、檢測(cè)與應(yīng)用等諸項(xiàng)內(nèi)容在內(nèi)的傳感器技術(shù)，已逐漸形成了一門相對(duì)獨(dú)立的專門學(xué)科。
一般情況下，由于傳感器設(shè)置的場(chǎng)所并非理想，在溫度、濕度、壓力等效應(yīng)的綜合影響下，可引起傳感器零點(diǎn)漂移和靈敏度的變化，已成為使用中的嚴(yán)重問(wèn)題。雖然人們?cè)谥谱鱾鞲衅鬟^(guò)程中，采取了溫度補(bǔ)償及密封防潮的措施，但它與應(yīng)變片、粘帖膠本身的高性能化、粘帖技術(shù)的精確和熟練、彈性體材料的選擇及冷、熱加工工藝的制定均有密切的關(guān)系，哪一方面都不能忽視，都需精心設(shè)計(jì)和制作。同時(shí)，還須注意傳感器的安裝方法，支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)置，如何克服橫向力等問(wèn)題。
作為一次儀表的傳感器通常由轉(zhuǎn)換元件組成。轉(zhuǎn)換元件通常是精密的電橋。因此，測(cè)力秤重用電阻應(yīng)變式傳感器主要由彈性體、應(yīng)變片、粘帖膠及各種補(bǔ)償電阻構(gòu)成。他的穩(wěn)定性也必然是由這些元件的內(nèi)、外因的綜合作用所決定。
首先是彈性元件。彈性元件一般是由優(yōu)質(zhì)合金鋼材及有色金屬鋁、鈹青銅等加工成型，影響彈性體穩(wěn)定性，主要是它經(jīng)各種處理后的金相組織及殘余應(yīng)力。考慮到應(yīng)力釋放時(shí)的相互平衡關(guān)系及彈性體結(jié)構(gòu)形式的約束，要想讓殘余應(yīng)力釋放，就要進(jìn)行時(shí)效處理，這在實(shí)際中若采用自然時(shí)效法，則釋放緩慢、周期長(zhǎng)，常常是不可取的，需要人為縮短時(shí)間，一般要消除彈性體表面殘余應(yīng)力的方法是：做真空回火處理和疲勞式脈動(dòng)處理及共振。這樣可大幅度地降低殘余應(yīng)力，在短時(shí)間內(nèi)完成通常的長(zhǎng)時(shí)間的自然時(shí)效，使組織性能更為穩(wěn)定。
其次，是應(yīng)變片和粘接膠。影響應(yīng)變片穩(wěn)定性的是箔材本身，制造應(yīng)變片的電阻合金種類很多，其中以康銅合金使用最廣，它有較好的穩(wěn)定性，高的疲勞壽命及小的電阻溫度系數(shù)，是理想的絲柵制造材料。此外，制造應(yīng)變片過(guò)程中應(yīng)消除不良影響而造成的不穩(wěn)定性。如：絲柵與基底膠的粘接強(qiáng)度，應(yīng)變片與彈性體間的粘帖強(qiáng)度，基底膠內(nèi)應(yīng)力的釋放等等，都是不穩(wěn)定因素。另外，應(yīng)變片的粘帖，也是非常關(guān)鍵的要素之一，這一工作的好壞，直接影響膠的粘接質(zhì)量，乃至測(cè)量精度，如果帖片不嚴(yán)格，技術(shù)不熟練，即使使用好的應(yīng)變片也無(wú)濟(jì)于事。 [3]
應(yīng)用于空調(diào)制冷劑液位的精確控制
用過(guò)空調(diào)的人肯定都知道滿液式冷水機(jī)，滿液式冷水機(jī)組主要由螺桿式制冷壓縮機(jī)、殼管式冷凝器、滿液式蒸發(fā)器等組成。對(duì)于滿液式冷水機(jī)組，要實(shí)現(xiàn)液體冷媒完全將熱傳表面潤(rùn)濕同時(shí)又不會(huì)產(chǎn)生回液，就要對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液位進(jìn)行精確控制，對(duì)蒸發(fā)器液位控制的解決方案大致可以分為兩種：間接控制和直接控制。不管是哪種都需要用到傳感器。
間接控制是指將除冷媒液位以外的其它系統(tǒng)參數(shù)作為調(diào)節(jié)對(duì)象，以間接實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)器液位的控制。間接控制可以是對(duì)蒸發(fā)器出口過(guò)熱度進(jìn)行控制，即通過(guò)溫度傳感器和控制模塊中的控制邏輯，將過(guò)熱度控制在大約1.5 至2.0℃，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的控制。此外，蒸發(fā)器液位也可以通過(guò)系統(tǒng)排氣過(guò)熱度、壓縮機(jī)油位等反饋參數(shù)進(jìn)行間接控制。
直接控制是直接以蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液位作為被調(diào)參數(shù)，通過(guò)液位傳感器采集到的液位信號(hào)與給定值進(jìn)行比較，對(duì)目標(biāo)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)信號(hào)輸入到節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)裝置，調(diào)節(jié)目標(biāo)為節(jié)流閥的開(kāi)度值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)供液量的精確調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到精確控制蒸發(fā)器內(nèi)冷媒液位的目的。
隨著溫度傳感器的發(fā)展，大多都是采用間接控制的方法進(jìn)行測(cè)量，這樣是非常方便的。類似的傳感器不僅在空調(diào)上有應(yīng)用，在洗衣機(jī)等其它類似家電上也有應(yīng)用的。 [4]
應(yīng)用于數(shù)字醫(yī)療 捕捉電壓信號(hào)
微型傳感器掀開(kāi)數(shù)字藥片面紗，“數(shù)字藥片”就是在高科技盛行的時(shí)代下誕生的，這是一種內(nèi)置可消化微芯片的藥片，僅長(zhǎng)寬僅1毫米，高也不過(guò)0.45毫米，體積跟一粒沙子相仿，被植入到正常藥片中。其實(shí)質(zhì)是一個(gè)微型傳感器，由迷你硅片組成，內(nèi)含極少量鎂和銅，當(dāng)其被吞食的時(shí)候，可直接利用人體胃液發(fā)電被服用后會(huì)和消化液反應(yīng)產(chǎn)生輕微電壓，將信號(hào)傳送到皮膚表面。這就需要一個(gè)感應(yīng)裝置來(lái)捕捉和顯示數(shù)字藥片的信號(hào)，這以裝置被稱為接收片，它通常被貼在服用藥片的患者貼近胃部的位置，這個(gè)裝置接受輕微電壓產(chǎn)生的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化成為數(shù)據(jù)，傳輸?shù)结t(yī)生手機(jī)上，這樣醫(yī)生就知道病人有無(wú)按規(guī)定服藥。而這個(gè)小裝置不僅可以接受信息，還能夠記錄病人的心率、溫度等――這些信息也能通過(guò)手機(jī)應(yīng)用查看。
