傳感器:檢測裝置-中文百科頻道

産品定義

傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信号、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧），并将探知的信息傳遞給其他裝置或器官。國家标準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能夠感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信号的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。這裡所說的“可用輸出信号”是指便于加工處理、便于傳輸利用的信号。現在電信号是最易于處理和便于傳輸的信号。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能将檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信号或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。

産品特點

傳感器的特點包括：微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化，它不僅促進了傳統産業的改造和更新換代，而且還可能建立新型工業，從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統（MEMS）技術基礎上的，已成功應用在矽器件上做成矽壓力傳感器。

工作原理

傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應，諸如壓電效應，磁緻伸縮現象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信号量的微小變化都将轉換成電信号。化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器，被測信号量的微小變化也将轉換成電信号。向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器産生400Hz的方波，經過tda2030功率放大器即産生交流激磁功率電源，通過能源環形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉的次級線圈，得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源，該電源做運算放大器AD822的工作電源；由基準電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩壓電源産生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋電源，又作為放大器及V/F轉換器的工作電源。

當彈性軸受扭時，應變橋檢測得到的mV級的應變信号通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強信号，再通過V/F轉換器LM131變換成頻率信号，通過信号環形變壓器T2從旋轉的初級線圈傳遞至靜止次級線圈，再經過外殼上的信号處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信号，該信号為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于該旋轉變壓器動--靜環之間隻有零點幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之内，形成有效的屏蔽，因此具有很強的抗幹擾能力。有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較多，例如可靠性問題，規模生産的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學傳感器的應用将會有巨大增長。

組成介紹

一般說來，可以把傳感器看作由敏感元件（有時又稱為預變換器）和變換元件（有時又稱為變換器）兩部分組成。

敏感元件：能完成預變換的器件。

變換器：能将感受到的非電量變換為電量。

性能指标

靜态特性是指對靜态的輸入信号，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸

出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即傳感器的靜态特性可用一個不含時間變量的代數方程，或以輸入量作橫坐标，把與其對應的輸出量作縱坐标而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜态特性的主要參數有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滞等。

動态特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動态特性常用它對某些标準輸入信号的響應來表示。這是因為傳感器對标準輸入信号的響應容易用實驗方法求得，并且它對标準輸入信号的響應與它對任意輸入信号的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定後者。最常用的标準輸入信号有階躍信号和正弦信号兩種，所以傳感器的動态特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。

線性度：通常情況下，傳感器的實際靜态特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數，常用一條拟合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指标。拟合直線的選取有多種方法。如将零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為拟合直線；或将與特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為拟合直線，此拟合直線稱為最小二乘法拟合直線。

遲滞特性：表征傳感器在正向（輸入量增大）和反向（輸入量減小）行程間輸出-輸入特性曲線不一緻的程度，通常用這兩條曲線之間的最大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。遲滞可由傳感器内部元件存在能量的吸收造成。

輸出信号

拟信号：是指信息參數在給定範圍内表現為連續的信号。或在一段連續的時間間隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現為任意數值的信号，其信号的幅度，或頻率，或相位随時間作連續變化，如目前廣播的聲音信号，或圖像信号等。

數字信号：指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個數值之内。二進制碼就是一種數字信号。二進制碼受噪聲的影響小，易于有數字電路進行處理，所以得到了廣泛的應用。平時我們總會把傳感器信号分為模拟信号和數字信号。但除了一些簡單分類，了解其它分類對我們還是很有幫助的。

增量碼信号：是指被測量值與傳感器輸出信号的變化周期數成正比，即輸出量值的大小由信号變化的周期數的增量決定。一般光栅位移傳感器、磁栅位移傳感器、激光位移傳感器等采用幹涉法等測量位移時，傳感器輸出的信号為增量碼信号。

絕對碼信号：是一種與被測對象的狀态相對應的信号。如碼盤，它的每一個角度方位對應于一組編碼，這種編碼稱為絕對碼。絕對碼信号有很強的抗幹擾能力，不管測量過程中發生什麼情況，幹擾過後，一種狀态總是對應于一組确定的編碼。

開關信号：開關信号隻有0和1兩個狀态，可視為絕對碼隻有一位編碼時的特例。如行程開關、光電開關等傳感器的輸出就是開關信号。

物件特點

靈敏度

靈敏度是指傳感器在穩态工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。

它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系，則靈敏度S是一個常數。否則，它将随輸入量的變化而變化。

靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。

當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數。提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量範圍愈窄，穩定性也往往愈差。

分辨力

分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時，傳感器的輸出不會發生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。隻有當輸入量的變化超過分辨力時，其輸出才會發生變化。

通常傳感器在滿量程範圍内各點的分辨力并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量産生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指标。上述指标若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩定性有負相相關性。

産品作用

人們為了從外界獲取信息，必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現象和規律以及生産活動中它們的功能就遠遠不夠了。為适應這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。新技術革命的到來，世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準确可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生産領域中信息的主要途徑與手段。

在現代工業生産尤其是自動化生産過程中，要用各種傳感器來監視和控制生産過程中的各個參數，使設備工作在正常狀态或最佳狀态，并使産品達到最好的質量。因此可以說，沒有衆多的優良的傳感器，現代化生産也就失去了基礎。

在基礎學科研究中，傳感器更具有突出的地位。現代科學技術的發展，進入了許多新領域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到cm的粒子世界，縱向上要觀察長達數十萬年的天體演化，短到s的瞬間反應。此外，還出現了對深化物質認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁砀等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相适應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙，首先就在于對象信息的獲取存在困難，而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現，往往會導緻該領域内的突破。一些傳感器的發展，往往是一些邊緣學科開發的先驅。

傳感器早已滲透到諸如工業生産、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域。可以毫不誇張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種複雜的工程系統，幾乎每一個現代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。

可見，傳感器技術在發展經濟、推動社會進步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領域的發展。相信不久的将來，傳感器技術将會出現一個飛躍，達到與其重要地位相稱的新水平。

過程檢測

對各種物理、化學變化，選擇合适的方法、測量原理與裝置，賦予定量或定性結果的過程稱為檢測。其中傳感器在這個過程中始終扮演着最重要的角色，而這些檢測變化量則稱為過程參數。若檢測過程和所獲結果無人為因素，完全由裝置自主完成，亦稱為自動檢測。傳感器檢測技術是現代化領域内極具發展前途的技術，在工業向前拓展中起到非常重要作用。

機械制造行業中，通過傳感器對加工機具若幹靜态、動态參數的檢測與控制，可提高加工精度、産品質量和産量。石化、電力等許多行業，若不對生産過程中的溫度、壓力、密度、電流、電壓以及流量進行傳感器的自動檢測，其生産過程将無法連續進行，輕者不能保證産品質量，重者發生事故。國防、航空航天事業，檢測技術用得更多，而且傳感器檢測準确度要求更高。可以說，若幹前沿檢測原理和尖端技術的産生與發展，大都與國防、航空航天事業的需要密不可分。

近年來，自動檢測和控制理論以及計算機技術迅速發展，但傳感器技術卻未跟上．出現了信息和軟技術功能發達、檢測功能停滞不前的局面，使前沿理論和技術與基礎檢測技術之間的距離題來越大，其瓶頸效應将影響現代工業的持續發展。對此，許多國家已認識到這一點，并已投入大量人力、物力進行彌補，盡量縮小兩者之間的差距。

家電應用

在中國家電協會發布的《中國家用電器工業“十二五”發展規劃的建議》中，将家電工業節能減排放在突出地位。首先發力的是空調行業，大家可以看見現在各個廠家都推出變頻空調作為主打品牌，這是空調行業發展的一個趨勢。

在這股節能風暴中，傳感器是必不可少的一個元器件，它作為家電控制系統的感知元件，重要性不言而喻。空調就是借助溫度傳感器，感知室内的環境溫度，然後采取合适的控制方案。在傳統空調中，溫度傳感器大多隻需3根，現在的變頻空調增增加到5至8根，冰箱行業也同樣如此，都相應增加了傳感器的數量，這就給傳感器市場帶來了新的商機。

家用電器中常用的傳感器主要有溫度傳感器、氣體傳感器、光傳感器、超聲波傳感器和紅外線傳感器。家電傳感器的正确選擇和使用，不僅給生活帶來便利，還可以避免火災、損壞等意外事件的發生，很多傳感器公司都在搶占這一新增市場。裝有智能控制系統的現代傳感器，同樣擴展了家電廠家的市場和成就了它的品牌。象現在的變頻空調，都成了居民的首選産品。在歐盟發布的最新節能減排規章中，發現利用新型傳感器控制燃燒器，成為許多加熱設備廠家升級産品的首選。其使用傳感器監控燃燒也主要體現如下三種方法：

第一，在煤氣和空氣混合燃燒前檢測溫度、流速和可燃氣體成分，以計算器具的發熱量和所需空氣供應量。

第二，檢測可能反應區。離子數和一些無負載原子團的數目能夠在反應發生時給出生成物數量。例如，如果知道氧氣的體積分數，就可能推斷出是該調整煤氣還是空氣的供應量。

第三，燃燒狀态通過檢測廢氣中二氧化碳，一氧化碳和氮化氣體數量然後确定。即選定探頭變化和燃燒特性變化關系，進而建立一種可靠的控制系統。另外，在選擇合适的傳感器時，還需考慮以下幾點：低成本，高可靠性，長期穩定和高靈敏度。

此外，在家庭物聯網中，也不可缺少各類傳感器，這又是傳感器廠家的另一片市場。家電行業成就了傳感器市場的增長，傳感器也推進了家電市場的繁榮，它們之間相互促進，共同發展。

移動應用

1.1系統的必要性

随着計算機技術的發展和普及，計算機系統數量與日俱增，其配套的環境設備也日益增多，計算機房已成為各大單位的重要組成部分。機房的環境設備對溫度、濕度以及安全性的要求也越來越嚴格，這是保證計算機系統能夠正常運行的基本環境。一旦機房環境設備出現故障，就會影響到計算機系統的運行，對數據傳輸、存儲及系統運行的可靠性構成威脅，如事故嚴重又不能及時處理，就可能損壞硬件設備，造成嚴重後果。對于像中國移動需要實時交換數據的單位機房，機房管理更為重要，一旦系統發生故障，造成的經濟損失更是不可估量。目前許多機房的管理人員不得不采用24小時專人值班，定時巡查機房環境設備，這樣不僅加重了管理人員的負擔，而且更多的時候，不能及時排除故障，對事故發生的時間及責任也無科學的管理。

1.2設計依據

計算機機房集中監控用戶要求

計算機站場地技術條件GB2887-89

1.3設計原則

系統選型高起點

技術先進性：選用最專業的廠家産品

系統高可靠性：系統的硬件和軟件均采用技術成熟的産品

系統運行管理方便：軟件系統中文化，操作方便

技術支持能力強：承建單位技術實力強，服務完善

系統可擴展性能強：模塊化結構有利于擴容與擴展

投資少：系統選型具有高性能價格比

建設時間短：在較短的時間内完成系統的安裝調試

1.4功能要求

機房環境：機房溫濕度

圖像監控:對機房現場進行圖像間斷式監控.與傳輸。

集中監控：對以上内容通過計算機進行集中監控。

2機房監控系統組成

1#-5#機房的溫濕度的監測和機房及服務器通道間的視頻監控。

2.2系統組成

系統由數字溫濕度傳感器、工控機、顯示器、大屏液晶顯示儀、組态網絡、協議轉換模塊、串口采集卡、監視器支架、工業電氣配電箱、視頻錄像卡、彩色半球攝像機、操作台、視頻分配器、視頻插頭、視頻線、音箱和聲卡及屏蔽線等組成。

3設計方案

本着為用戶建立一個安全、實用、先進的機房監控網絡的原則，在以下部分我們将結合用戶的實際情況，對設計方案加以論述。

3.1監控系統結構

系統分為二層：監控中心以及現場各種監控設備。

監控中心：

監控中心由工控機、顯示器、操作台、大屏液晶顯示儀、串口采集卡、監視器支架、協議轉換模塊、視頻錄像卡、視頻插頭、視頻線、音箱和聲卡等組成。監控中心将采集所有的實時數據、視頻流和報警内容，并統一對所有事件作出響應。

監控主機與智能設備之間通過RS485/232或網絡連接，采用主從方式通過通訊協議相互通訊，取得各設備的實時數據，便于對事件的即時響應。

監控現場：

數字溫濕度傳感器和彩色半球攝像機。

3.2監控對象及内容

根據用戶要求，主要監控内容如下，以下将對各監控子系統分别進行介紹：

3.2.1機房溫濕度監控系統

3.2.1.1概述：對于面積較大的機房，由于氣流及設備分布的影響，溫濕度值會有較大的區别，應根據主機房實際面積及服務器的實際擺放位置，确定加裝溫濕度傳感器的數量，檢測機房内的溫度、濕度。

通過傳感器與主監控室的工控機的聯動可以實現機房的溫濕度同屏的實時顯示、超過預定值時，系統将發出報警聲音提醒現場管理人員；并且為了将來的拓展需要可以在軟件内部預留出無線貓通訊接口，在硬件上預留出無線貓的卡槽，以方便将來需要實現短信報警功能。

3.2.1.4 組态軟件功能及界面介紹

通過計算機對各個機房進行溫濕度信号采集、顯示、存儲；

每點溫度或濕度超限音箱報警；（可設定包括溫度上限，上上限，溫度下限，下下限；濕度上限，上上限，濕度下限，濕度下下限等值）；

可顯示每點溫濕度曆史曲線數據；

可顯示每點溫濕度的實時記錄曲線；

可顯示每點溫濕度實時采樣數據；（超限報警時，音箱聲音報警同時，畫面對應數據變色閃爍）；

可顯示每點溫濕度曆史曲線數據；（可設定坐标系内需要顯示點的溫度或濕度的曲線，可設定每條曲線的顔色、粗細、時間軸長短、起始時間等）；

可生成每點溫濕度數據組态報表，亦可自動轉存成*.TXT文件包，放到指定共享文件夾中供局域網中其它計算機調用。

3.2.2.5系統功能

通過計算機對各個機房進行視頻信号采集、顯示、存儲；

*實時進行監測，但如果采用混合碼情況下，在無人進入靜态情況下減少數據存儲量，從而減小盤存儲空間；

*可同時顯示每監控點畫面；

*可放大顯示每一個監控點畫面。

總結：

中國移動通訊業務支持系統部數據中心機房内運行着數百台電腦，以為客戶和集團内部提供各類數據服務。

機房内的溫濕度環境必須保證計算機系統能夠正常運行。一旦機房環境設備出現故障，就會影響到計算機系統的運行，對數據傳輸、存儲及系統運行的可靠性構成威脅。

針對中國移動機房的現場條件，北京九純健科技發展有限公司為中國移動機房提供以上溫濕度環境監控解決方案，對中國移動機房進行一系列監控。

監控對象及内容

數據中心各層機房的溫濕度

确保溫濕度數據在控制的範圍内

超限報警，并采取相應措施進行調控

國内發展

《中國傳感器制造行業發展前景與投資預測分析報告前瞻》數據顯示，截至2013年底中國2000萬元規模以上的傳感器制造企業達到263家。但行業整體素質參差不齊，規模以上傳感器企業數量以小型企業為主，占比近七成。同時，多數企業集中于低端産品的生産，以價格競争為主，競争較為激烈，而高端産品集中在龍頭企業及外資企業之中。

産品分類

可以用不同的觀點對傳感器進行分類：它們的轉換原理(傳感器工作的基本物理或化學效應)；它們的用途；它們的輸出信号類型以及制作它們的材料和工藝等。

根據傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學傳感器二大類：

按照其用途，傳感器可分類為：

壓力敏和力敏傳感器、傾角傳感器位置傳感器、液面傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、熱敏傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。

以其輸出信号為标準可将傳感器分為：

模拟傳感器——将被測量的非電學量轉換成模拟電信号。

數字傳感器——将被測量的非電學量轉換成數字輸出信号(包括直接和間接轉換)。

膺數字傳感器——将被測量的信号量轉換成頻率信号或短周期信号的輸出(包括直接或間接轉換)。

開關傳感器——當一個被測量的信号達到某個特定的阈值時，傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信号。

在外界因素的作用下，所有材料都會作出相應的、具有特征性的反應。它們中的那些對外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來制作傳感器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發可将傳感器分成下列幾類：

1、按照其所用材料的類别分：金屬、聚合物、陶瓷、混合物。

2、按材料的物理性質分：導體、絕緣體、半導體、磁性材料。

3、按材料的晶體結構分：單晶、多晶、非晶材料。

按照其制造工藝，可以将傳感器區分為：集成傳感器、薄膜傳感器、厚膜傳感器、陶瓷傳感器。

壓力傳感器的分類

壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器，常常作為一種自動化控制的前端元件，因此其廣泛應用于各種工業自控環境，包括石油化工、造紙、水處理、電力、船舶、機床和公用設備等行業。

壓力傳感器的類型非常多，目前應用比較常見的包括壓阻式壓力傳感器和壓電式壓力傳感器兩種。

壓阻式壓力傳感器

壓阻式壓力傳感器的工作原理是當壓敏電阻受壓後産生電阻變化，通過放大器放大并采用标準壓力标定，即可進行壓力檢測。壓阻式壓力傳感器的性能主要取決于壓敏元件（即壓敏電阻）、放大電路，以及生産中的标定和老化工藝。

應變片

在目前的壓力傳感器封裝工藝中，通常可以将壓阻式敏感芯體做得體積小巧、靈敏度高，而且穩定性好，并将壓敏電阻以惠司通電橋形式與應變材料（通常為不鏽鋼）結合在一起，這樣一來，就能确保壓阻式壓力傳感器過載能力強和抗沖擊壓力強。

該類傳感器适合測量高量程範圍的壓力變化，尤其在1Mpa以上時，線性很好，精度也很高，并适合測量與應變材料兼容的各類介質。

陶瓷壓阻

在結構上，該類傳感器将壓敏電阻以惠司通電橋形式與陶瓷燒結在一起。其過載能力較應變片類低一些，抗沖擊壓力較差，但靈敏度較高，适合測量50Kpa以上的高量程範圍，而且耐腐蝕，溫度範圍也很寬。

抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片産生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋産生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信号，可以和應變式傳感器相兼容。

物聯網無線溫濕度傳感器

物聯網無線溫濕度傳感器系列産品包含無線傳感器終端、無線路由器和無線接收協調器，它具有通距離遠、抗幹擾能力強、組網靈活、性能可靠穩定等優點和特性一點對多點的數據傳輸；可組成星型網絡結構。傳感器終端需配合協調器和無線路由器組成傳感器測量網絡。協調器通過标準RS-232或485通信接口可與計算機、工控機、GPRS模塊、3G模塊、無線傳感器網關等設備共同組成多點無線溫濕度監控系統。

應用場合：

醫藥庫房、食品庫房、冷鍊物流車載系統、工業現場測量、辦公室、超市、檔案室、生産車間、倉庫、機房、工地等測量的場合。

産品特點：

強大的組網功能。網内任意節點可自由選擇最近路由器進行通訊，網絡容量大，單個網絡最大支持80個終端節點。

支持多種方式接入因特網絡，真正的無線物聯網絡傳感器。

輕松的應用方式。隻需要對傳感器、協調器、等信息進行簡單設置，即可迅速完成配置并自動組網，實現數據自由傳輸。

通訊距離遠。實測距離800米/100mW,9600bps,小吸盤天線，空曠傳輸。

穿透性好。能穿透3-5層樓闆，能适應大部分環境需求。

高性能锂電池供電。傳感器電路超低功耗，超長待機時間，以最大功率發送數據，一分鐘采集一次數據，一次充滿電電池可連續工作一年以上。

電池電路自帶過充，過放保護電路，用戶不用擔心電池過充或過放電對電池造成損害。

傳感器終端設備内置天線體積小，方便用戶安裝。

多頻段可選。支持433/470/868/915MHz頻段。

支持在線配置協調器通訊波特率，傳感器終端設備ID。

傳感器終端發射功率可8級調整，用戶可根據實際情況降低終端發射功率以達到節省電能提高電池供電時間的目的。

數據采集時間可任意調整（2s-60000s）。

支持超高速通訊。多種通訊速率可選，接口通訊速度可達115200bps，空中傳輸速度可達128Kbps。

可靠的通訊保證。硬件采用GFSK調制方式，軟件使用高效前向糾錯信道編碼技術，誤碼率低至10-5。

安裝調試方便。自動路由，無需人工設置路徑，真正做到即插即用的“傻瓜式”溫濕度監控系統。

一體式溫濕度傳感器系列

一體式溫濕度傳感器系溫濕度變送器采用進口數字溫濕度敏感元件，其具有性能穩定、一緻性好、數字信号輸出抗幹擾能力強等特點。

溫濕度變送器具有模拟電壓或電流輸出或數字通訊輸出或繼電器獨立控制輸出及内置蜂鳴器報警、LCD液晶背光顯示等諸多功能，通過本産品就可以實現溫濕度的測量與控制、通訊。

主要特點：

性能優異，測量精度高，适用于各種環境的溫濕度測量

标準化設計，外形美觀、結構科學，牆面安裝，拆裝方便

傳感器安置于變送器外面，有利于提高測量精度和使用的便捷性

提供兩路标準模拟信号輸出

配有LCD液晶顯示和标準RS-232或485通信接口，可以直接配接計算機（為用戶省去了數字儀表和數據采集器）

可選配溫濕度報警輸出（1-4路可選）

典型應用：

工業現場測控、暖通空調地、樓宇、機房、檔案館、溫室大棚、超市、生産車間、倉庫、工地、溫濕度監測、監控系統等各種溫濕度測量、測控的場合。針對溫濕度變送器開發了相應的監測、監控系統及配套軟件。

分體式溫濕度系列

高溫型溫濕度變送器是專門用于高溫環境下的溫濕度測量。産品采用耐高溫型濕敏電阻作為測濕元件，配備先進的硬件電路和溫度補償處理技術，産品采用将傳感器和變送器分體式設計，測量時将傳感器探頭置于測濕環境中，變送器部分置于常規環境中，傳感器探頭可在150℃環境下長期穩定工作。

高溫環境下的濕度測量對傳感器的要求非常高，普通的傳感器是不能在高達150℃高溫環境下工作的，多數傳感器在80℃以上都被會損壞。推出的高溫型溫濕度變送器在國内處于技術領先水平，解決了許多高溫環境下濕度測量的難題。

和同類進口産品相比，高溫型溫濕度變送器是一款性價比非常高的經濟實用性産品。高溫型溫濕度變送器自上市已有近10年曆史，得到了廣大用戶歡迎，産品已廣泛應用到各個行業，保守統計約有超過上萬支的溫濕度變送器工作在我國各種高溫測濕現場，并以每年數千支的數量在快速增長。

集成傳感

集成傳感器：是用标準的生産矽基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還将用于初步處理被測信号的部分電路也集成在同一芯片上。薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底(基闆)上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可将部分電路制造在此基闆上。

厚膜傳感器：利用相應材料的漿料，塗覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然後進行熱處理，使厚膜成形。陶瓷傳感器采用标準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生産。完成适當的預備性操作之後，已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。每種工藝技術都有自己的優點和不足。由于研究、開發和生産所需的資本投入較低，以及傳感器參數的高穩定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。

電阻傳感

電阻式傳感器是将被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下産生機械形變，從而使電阻值随之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優點。

壓阻式傳感器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴散電阻在基片内接成電橋形式。當基片受到外力作用而産生形變時，各電阻值将發生變化，電橋就會産生相應的不平衡輸出。用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為矽片和鍺片，矽片為敏感材料而制成的矽壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固态壓阻式傳感器應用最為普遍。熱電阻傳感器主要是利用電阻值随溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較适用。較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩定、使用溫度範圍寬、加工容易等特點。用于測量-200℃～500℃範圍内的溫度。

室溫傳感

室溫傳感器用于測量室内和室外的環境溫度，管溫傳感器用于測量蒸發器和冷凝器的管壁溫度。室溫傳感器和管溫傳感器的形狀不同，但溫度特性基本一緻。按溫度特性劃分，美的使用的室溫管溫傳感器有二種類型：1、常數B值為4100K±3%，基準電阻為25℃對應電阻10KΩ±3%。溫度越高，阻值越小；溫度越低，阻值越大。離25℃越遠，對應電阻公差範圍越大；在0℃和55℃對應電阻公差約為±7%；而0℃以下及55℃以上，對于不同的供應商，電阻公差會有一定的差别。茲附“南韓新基”傳感器的溫度與電阻的對應關系表（中間為标稱值,左右分别為最小最大值）：-10℃→（57.1821─62.2756─67.7617）KΩ；-5℃→（48.1378─46.5725─50.2355）KΩ；0℃→（32.8812─35.2024─37.6537）KΩ；5℃→（25.3095─26.8778─28.5176）KΩ；10℃→（19.6624─20.7184─21.8114）KΩ；15℃→（15.4099─16.1155─16.8383）KΩ；20℃→（12.1779─12.6431─13.1144）KΩ；30℃→（7.67922─7.97078─8.26595）KΩ；35℃→（6.12564─6.40021─6.68106）KΩ；40℃→（4.92171─5.17519─5.43683）KΩ；45℃→（3.98164─4.21263─4.45301）KΩ；50℃→（3.24228─3.45097─3.66978）KΩ；55℃→（2.65676─2.84421─3.04214）KΩ；60℃→（2.18999─2.35774─2.53605）KΩ。

除個别老産品外，美的空調電控使用的室溫管溫傳感器均使用這種類型的傳感器。常數B值為3470K±1%，基準電阻為25℃對應電阻5KΩ±1%。同樣，溫度越高，阻值越小；溫度越低，阻值越大。離25℃越遠，對應電阻公差範圍越大。茲附“日本北陸”傳感器的溫度與電阻的對應關系表（中間為标稱值，左右分别為最小最大值）：-10℃→（22.1498─22.7155─23.2829）KΩ；0℃→（13.9408─14.2293─14.5224）KΩ；10℃→（9.0344─9.1810─9.3290）KΩ；20℃→（6.0125─6.0850─6.1579）KΩ；30℃→（4.0833─4.1323─4.1815）KΩ；40℃→（2.8246─2.8688─2.9134）KΩ；50℃→（1.9941─2.0321─2.0706）KΩ；60℃→（1.4343─1.4666─1.4994）KΩ。這種類型的傳感器僅用于個别老産品，如RF7.5WB、T-KFR120C、KFC23GWY等。

排氣溫度

排氣溫度傳感器用于測量壓縮機頂部的排氣溫度，常數B值為3950K±3%,基準電阻為90℃對應電阻5KΩ±3%。茲附“日本芝蒲”傳感器的溫度與電阻的對應關系表（中間為标稱值，左右分别為最小最大值）：-30℃→（823.3─997.1─1206）KΩ；-20℃→（456.9─542.7─644.2）KΩ；-10℃→（263.7─307.7─358.8）KΩ；0℃→（157.6─180.9─207.5）KΩ；10℃→（97.09─109.8─124.0）KΩ；20℃→（61.61─68.66─76.45）KΩ；25℃→（49.59─54.89─60.70）KΩ；30℃→（40.17─44.17─48.53）KΩ；40℃→（26.84─29.15─31.63）KΩ；50℃→（18.35─19.69─21.12）KΩ；60℃→（12.80─13.59─14.42）KΩ；70℃→（9.107─9.589─10.05）KΩ；80℃→（6.592─6.859─7.130）KΩ；100℃→（3.560─3.702─3.846）KΩ；110℃→（2.652─2.781─2.913）KΩ；120℃→（2.003─2.117─2.235）KΩ；130℃→（1.532─1.632─1.736）KΩ。

濕度傳感

高分子電容式濕度傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、矽等材料上，用絲網漏印或真空鍍膜工藝做出電極，再用浸漬或其它辦法将感濕膠塗覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對濕度的大氣環境中，因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現規律性變化，此即為濕度傳感器的基本機理。影響高分子電容型元件的溫度特性，除作為介質的高分子聚合物的介質常數ε及所吸附水分子的介電常數ε受溫度影響産生變化外，還有元件的幾何尺寸受熱膨脹系數影響而産生變化等因素。根據德拜理論的觀點，液體的介電常數ε是一個與溫度和頻率有關的無量綱常數。水分子的ε在T＝5℃時為78.36，在T＝20℃時為79.63。有機物ε與溫度的關系因材料而異，且不完全遵從正比關系。在某些溫區ε随T呈上升趨勢，某些溫區ε随T增加而下降。

多數文獻在對高分子濕敏電容元件感濕機理的分析中認為：高分子聚合物具有較小的介電常數，如聚酰亞胺在低濕時介電常數為3.0一3.8。而水分子介電常數是高分子ε的幾十倍。因此高分子介質在吸濕後，由于水分子偶極距的存在，大大提高了吸水異質層的介電常數，這是多相介質的複合介電常數具有加和性決定的。由于ε的變化，使濕敏電容元件的電容量C與相對濕度成正比。在設計和制作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器，高分子介質膜的厚度d和平闆電容的效面積S也和溫度有關。

溫度變化所引起的介質幾何尺寸的變化将影響C值。高分子聚合物的平均熱線脹系數可達到的量級。例如硝酸纖維素的平均熱線脹系數為108x10-5/℃。随着溫度上升，介質膜厚d增加，對C呈負貢獻值；但感濕膜的膨脹又使介質對水的吸附量增加，即對C呈正值貢獻。可見濕敏電容的溫度特性受多種因素支配，在不同的濕度範圍溫漂不同；在不同的溫區呈不同的溫度系數；不同的感濕材料溫度特性不同。總之，高分子濕度傳感器的溫度系數并非常數，而是個變量。

所以通常傳感器生産廠家能在-10-60攝氏度範圍内是傳感器線性化減小溫度對濕敏元件的影響。比較優質的産品主要使用聚酰胺樹脂，産品結構概要為在硼矽玻璃或藍寶石襯底上真空蒸發制作金電極，再噴鍍感濕介質材料（如前所述）形式平整的感濕膜，再在薄膜上蒸發上金電極.濕敏元件的電容值與相對濕度成正比關系，線性度約±2%。雖然，測濕性能還算可以但其耐溫性、耐腐蝕性都不太理想，在工業`領域使用，壽命、耐溫性和穩定性、抗腐蝕能力都有待于進一步提高。

濕敏傳感

陶瓷濕敏傳感器是近年來大力發展的一種新型傳感器。優點在于能耐高溫，濕度滞後，響應速度快，體積小，便于批量生産，但由于多孔型材質，對塵埃影響很大，日常維護頻繁，時常需要電加熱加以清洗易影響産品質量，易受濕度影響，在低濕高溫環境下線性度差，特别是使用壽命短，長期可靠性差，是此類濕敏傳感器迫切解決的問題。當前在濕敏元件的開發和研究中，電阻式濕度傳感器應當最适用于濕度控制領域，其代表産品氯化锂濕度傳感器具有穩定性、耐溫性和使用壽命長多項重要的優點，氯化锂濕敏傳感器已有了五十年以上的生産和研究的曆史，有着多種多樣的産品型式和制作方法，都應用了氯化锂感濕液具備的各種優點尤其是穩定性最強。

氯化锂濕敏器件屬于電解質感濕性材料，在衆多的感濕材料之中，首先被人們所注意并應用于制造濕敏器件，氯化锂電解質感濕液依據當量電導随着溶液濃度的增加而下降。電解質溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實現感濕。氯化锂濕敏器件的襯底結構分柱狀和梳妝，以氯化锂聚乙烯醇塗覆為主要成份的感濕液和制作金質電極是氯化锂濕敏器件的三個組成部分。多年來産品制作不斷改進提高，産品性能不斷得到改善，氯化锂感濕傳感器其特有的長期穩定性是其它感濕材料不可替代的，也是濕度傳感器最重要的性能。在産品制作過程中，經過感濕混合液的配制和工藝上的嚴格控制是保持和發揮這一特性的關鍵。

薄膜磁阻

薄膜磁阻元件是一種新型的磁性傳感器，具有靈敏度高、溫度特性好、頻率特性好等優點，其開發應用的潛力是巨大的，應用領域是相當廣闊的。其中磁阻電流傳感器是一種最新的應用，與霍爾電流傳感器相比，具精度高、線性好、溫度特性好、反應快、結構簡單、體積特小、價格低廉等特點，是一種适應于各種領域、不可多得的新穎的電流傳感器

薄膜磁阻傳感器特性

1、在弱磁場下，與半導體磁敏元件相比有較高的靈敏度；

2、具方向性，當外加磁場平行于薄膜時，器件靈敏度最大，而垂直于薄膜平面時，靈敏度最小。此特性可用來檢測外加磁場大小和方向，如磁性編碼器。

3、飽和特性，磁阻元件阻值随外加磁場強度增大而增加，當外加磁場強度大于飽和磁場強度時，其阻值不再增加并達到飽和，利用該特性檢測磁場方向的變化，如0PS導航系統、地磁場角度的變化等。

4、具較寬工作頻率特性和倍頻特性

5、寬工作溫度範圍、較低溫度系數

薄膜磁阻電流傳感器的電流輸入檢測端和信号輸出端隔離，無任何電聯系，具有靈敏度高、線性度優良、結構閹單、體積小、雙列直括IC封裝等特點。簿膜磁阻電流傳感器特别适用于電度表、儀器儀表、充電器和UPS電源系統等電流檢測和控制，具精度高、線性好、便于小型化。磁阻電流傳感器，可用于大功率器件1GBT過載和短路的保護，具反應快，溫度特性好等優點。

壓阻傳感

壓阻式傳感器是用集成電路工藝技術，在矽片上制造出四個等值的薄膜電阻，并組成電橋電路。當不受力作用時，電橋處于平衡狀态，無電壓輸出；當受到力作用時，電橋失去平衡，輸出與應力成正比的電壓。壓阻式傳感器的工作原理與傳統的半導體應變式傳感器的工作原理一樣，都是基于半導體材料的壓阻效應。

壓阻系數

半導體電阻的相對變化近似等于電阻率的相對變化，而電阻率的相對變化與應力成正比，二者的比例系數定義為壓阻系數。由下式可得：

影響壓阻系數的因素

影響壓阻系數的因素主要是擴散電阻的表面雜質濃度和溫度。

固态壓阻器件

利用固體擴散技術，将P型雜質擴散到一片N型矽底層上，形成一層極薄的導電P型層，

裝上引線接點後，即形成擴散型半導體應變片。若在圓形矽膜片上擴散出四個P型電阻，構成惠斯登電橋的四個臂，這樣的敏感器件通常稱為固态壓阻器件。

測量電路

壓阻式傳感器的輸出信号一般較小，需要用電路進行放大。

CCD傳感器

電荷藕合器件

〔ChargeCoupleDevices，簡稱CCD)，是固态圖像傳感器的敏感器件，與普通的MOS，TTL等電路一樣，屬于一種集成電路，但CCD具有光電轉換、信号儲存、轉移(傳輸)、輸出、處理以及電子快門等多種獨特功能。圖像傳感器是利用光電器件的光一電轉換功能，将其感光面上的光像轉換為與光像成相應比例關系的電信号“圖像”的一種功能器件。

固态圖像傳感器是指在同一半導體襯底上布設的若幹光敏單元與移位寄存器構成的集成化、功能化的光電器件。光敏單元簡稱為“像素”或“像點”，它們本身在空間上、電氣上是彼此獨立的。固态圖像傳感器利用光敏單元的光電轉換功能将投射到光敏單元上的光學圖像轉換成電信号“圖像”即将光強的空間分布轉換為與光強成比例的、大小不等的電荷包空間分布。然後利用移位寄存器的功能将這些電荷包在時鐘脈沖控制下實現讀取與輸出，形成一系列幅值不等的時序脈沖序列。

特點：具有體積小、失真小、靈敏度高、抗振動、耐潮濕、成本低。

基本原理：在一系列MOS電容器金屬電極上，加以适當的脈沖電壓，排斥掉半導體襯底内的多數載流子，形成“勢阱”的運動，進而達到信号電荷(少數載流子)的轉移。如果所轉移的信号電荷是由光像照射産生的，則CCD具備圖像傳感器的功能；若所轉移的電荷通過外界注入方式得到的，則CCD還可以具備延時、信号處理、數據存儲以及邏輯運算等功能。電荷偶合器件CCD的基本原理與金屬一氧化物一矽(MOS)電容器的物理機理密切相關。

選用技巧

1、傳感器根據測量對象與測量環境确定傳感器的類型

要進行—個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之後才能确定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合适，則需要根據被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信号的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國産還是進口，價格能否承受，還是自行研制。

在考慮上述問題之後就能确定選用何種類型的傳感器，然後再考慮傳感器的具體性能指标。

2、傳感器靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線性範圍内，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為隻有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信号的值才比較大，有利于信号處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡員減少從外界引入的廠擾信号。

傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

3、傳感器頻率響應特性

傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率範圍，必須在允許頻率範圍内保持不失真的測量條件，實際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。

傳感器的頻率響應高，可測的信号頻率範圍就寬，而由于受到結構特性的影響，機械系統的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信号的頻率較低。

在動态測量中，應根據信号的特點(穩态、瞬态、随機等)響應特性，以免産生過火的誤差。

4、傳感器線性範圍

傳感器的線形範圍是指輸出與輸入成正比的範圍。以理論上講，在此範圍内，靈敏度保持定值。傳感器的線性範圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當傳感器的種類确定以後首先要看其量程是否滿足要求。

但實際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時，在一定的範圍内，可将非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。

5、傳感器穩定性

傳感器使用一段時間後，其性能保持不變化的能力稱為穩定性。影響傳感器長期穩定性的因素除傳感器本身結構外，主要是傳感器的使用環境。因此，要使傳感器具有良好的穩定性，傳感器必須要有較強的環境适應能力。

在選擇傳感器之前，應對其使用環境進行調查，并根據具體的使用環境選擇合适的傳感器，或采取适當的措施，減小環境的影響。

傳感器的穩定性有定量指标，在超過使用期後，在使用前應重新進行标定，以确定傳感器的性能是否發生變化。

在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或标定的場合，所選用的傳感器穩定性要求更嚴格，要能夠經受住長時間的考驗。

6、傳感器精度

精度是傳感器的一個重要的性能指标，它是關系到整個測量系統測量精度的一個重要環節。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度隻要滿足整個測量系統的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。

如果測量目的是定性分析的，選用重複精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精确的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。

對某些特殊使用場合，無法選到合适的傳感器，則需自行設計制造傳感器。自制傳感器的性能應滿足使用要求。

選用方法

傳感器千差萬别，即便對于相同種類的測定量也可采用不同工作原理的傳感器，因此，要根據需要選用最适宜的傳感器。

(1)測量條件

如果誤選傳感器，就會降低系統的可靠性。為此，要從系統總體考慮，明确使用的目的以及采用傳感器的必要性，絕對不要采用不适宜的傳感器與不必要的傳感器。測量條件列舉如下，即測量目的，測量量的選定，測量的範圍，輸入信号的帶寬，要求的精度，測量所需要的時間，過輸入發生的頻繁程度。

(2)傳感器的性能

選用傳感器時，要考慮傳感器的下述性能，即精度，穩定性，響應速度，模拟信号或者數字信号，輸出量及其電平，被測對象特性的影響，校準周期，過輸入保護。

(3)傳感器的使用條件

傳感器的使用條件即為設置的場所，環境(濕度、溫度、振動等)，測量的時間，與顯示器之間的信号傳輸距離，與外設的連接方式，供電電源容量。

(4)對傳感器數量和量程的選擇

傳感器數量的選擇是根據電子衡器的用途、秤體需要支撐的點數（支撐點數應根據使秤體幾何重心和實際重心重合的原則而确定）而定。一般來說，秤體有幾個支撐點就選用幾隻傳感器，但是對于一些特殊的秤體如電子吊鈎秤就隻能采用一個傳感器，一些機電結合秤就應根據實際情況來确定選用傳感器的個數。

傳感器量程的選擇可依據秤的最大稱量值、選用傳感器的個數、秤體的自重、可能産生的最大偏載及動載等因素綜合評價來确定。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷，其稱量的準确度就越高。但在實際使用時，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。

傳感器量程的計算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素後，經過大量的實驗而确定的。

公式如下：

C=K-0K-1K-2K-3（Wmax+W）/N

C—單個傳感器的額定量程

W—秤體自重

Wmax—被稱物體淨重的最大值

N—秤體所采用支撐點的數量

K-0—保險系數，一般取值在1.2～1.3之間

K-1—沖擊系數

K-2—秤體的重心偏移系數　　K-3—風壓系數

根據經驗，一般應使傳感器工作在其30%～70%量程内，但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器，如動态軌道衡、動态汽車衡、鋼材秤等，在選用傳感器時，一般要擴大其量程，使傳感器工作在其量程的20%～30%之内，使傳感器的稱量儲備量增大，以保證傳感器的使用安全和壽命。

要考慮各種類型傳感器的适用範圍：

傳感器的準确度等級包括傳感器的非線形、蠕變、蠕變恢複、滞後、重複性、靈敏度等技術指标。在選用傳感器的時候，不要單純追求高等級的傳感器，而既要考慮滿足電子秤的準确度要求，又要考慮其成本。

對傳感器等級的選擇必須滿足下列兩個條件：

1、滿足儀表輸入的要求。稱重顯示儀表是對傳感器的輸出信号經過放大、A/D轉換等處理之後顯示稱量結果的。因此，傳感器的輸出信号必須大于或等于儀表要求的輸入信号大小，即将傳感器的輸出靈敏度代人傳感器和儀表的匹配公式，計算結果須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度。

2、滿足整台電子秤準确度的要求。一台電子秤主要是由秤體、傳感器、儀表三部分組成，在對傳感器準确度選擇的時候，應使傳感器的準确度略高于理論計算值，因為理論往往受到客觀條件的限制，如秤體的強度差一點，儀表的性能不是很好、秤的工作環境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準确度要求，因此要從各方面提高要求，又要考慮經濟效益，确保達到目的。

發展趨勢

一、利用新發現的現象、效應。傳感器本來就是基于一系列效應制造出來的，目前應用的效應很多，比如壓電效應、壓阻效應等等，還有一些效應是我們未知的，等着我們去認識。

二、采用高新技術。随着計算機、電子技術以及制造加工技術的發展，傳感器也進入高速發展時期，這些技術都是開發和設計傳感器的基礎。高科技含量的傳感器是未來産業化的一個方向。

三、新材料的開發。傳感器的感應元件、傳感器保護的基礎都是各種材料，随着人們對新材料性能的掌握，将大大促進傳感器的發展。近年，廣泛應用的材料有陶瓷、光纖、高分子有機材料等。

四、不斷提高傳感器的性能。影響傳感器的性能因素很多，有系統的，還有檢測的。随着檢測技術跟精密制造的發展，這方面也将得到大大提高。

五、傳感器應用的擴展。物聯網的橫空出世，傳感器應用也在不斷拓展。近些年，地震災害、海嘯災害、食品危機不斷，對研究人員來說，也是個挑戰，開發出各種傳感器檢測這些現象的發生，及早預警。

六、傳感器的集成化和多功能化。以前的傳感器一般隻能檢測一種物理量，一個系統光傳感器就需要很口。現在，已經出現了多功能和集成化的傳感器，比如溫濕度和檢測各種氣體的集成傳感器，這也将是以後發展的一個趨勢。

七、微型與低功耗化。有些精密儀器或設備，體積本身就小，還需要接上各種傳感器進行感知和控制，這也對傳感器提出了更高的要求。

産品标準

JB/T7483-2005《半導體電阻應變式力傳感器；

GB/T15478-1995《壓力傳感器性能試驗方法》；

AQ6203-2006《煤礦用低濃度載體催化式甲烷傳感器》；

MT/T648-97《煤礦用膠帶跑偏傳感器》；

JB/T6172-2005《壓力傳感器系列型譜》；

GB/T14048.15-2006《低壓開關設備和控制設備》；

JB/T9256-1999《電感位移傳感器》；

JB/T5537-2006《半導體壓力傳感器》；

ASTME2415-2005《壓電公路交通傳感器的安裝的标準實施規程》

GBT8905-1996電氣設備中六氟化硫氣體檢驗導則

GB-T15768-1995電容式濕敏元件與濕度傳感器總規範

JJF1076-2001濕度傳感器校準規範

GBT11605-2005濕度測量方法

JJG204-1980氣象用通風幹濕表檢定規程

JJF1101-2003環境試驗設備溫度濕度校準規範

JJG499-2004精密露點儀檢定規程

JJG500-2005電解法濕度儀檢定規程。

傳感器内容的拓展

數字傳感器MPXY8020A與MSP430的接口設計

現狀發展

傳感器和儀表元器件是儀器儀表與自動化系統最基礎元器件之一。傳感器和儀表元器件具有服務面廣、品種繁多、需求量大等特點,其技術水平和産品質量的提高,将為我國制造業信息化奠定基礎。

現狀與問題

我國傳感器和儀器儀表的技術和産品,經過發展,有了較大的提高。全國已經有1600多家企事業單位從事傳感器和儀表元器件的研制、開發、生産。但與國外相比,我國傳感器和儀表元器件的産品品種和質量水平,尚不能滿足國内市場的需求,總體水平還處于國外上世紀90年代初期的水平。存在的主要問題有：

（1）科技創新差,核心制造技術嚴重滞後于國外,擁有自主知識産權的産品少,品種不全,産品技術水平與國外相差15年左右。

（2）投資強度偏低,科研設備和生産工藝裝備落後,成果水平低,産品質量差。

（3）科技與生産脫節,影響科研成果的轉化,綜合實力較低,産業發展後勁不足。

戰略目标

到2020年,傳感器及儀表元件領域應争取實現三大戰略目标：

——以工業控制、汽車、通訊、環保為重點服務領域,以傳感器、彈性元件、光學元件、專用電路為重點對象,發展具有自主知識産權的原創性技術和産品；

——以MEMS工藝為基礎,以集成化、智能化和網絡化技術為依托,加強制造工藝和新型傳感器和儀表元器件的開發,使主導産品達到和接近國外同類産品的先進水平；

——以增加品種、提高質量和經濟效益為主要目标,加速産業化,使國産傳感器和儀表元器件的品種占有率達到70%~80%,高檔産品達60%以上。

發展重點

傳感器技術

（1）MEMS工藝和新一代固态傳感器微結構制造工藝：深反應離子刻蝕（DRIE）工藝或IGP工藝；封裝工藝：如常溫鍵合倒裝焊接、無應力微薄結構封裝、多芯片組裝工藝；新型傳感器：如用微矽電容傳感器、微矽質量流量傳感器、航空航天用動态傳感器、微傳感器，汽車專用壓力、加速度傳感器，環保用微化學傳感器等。

（2）集成工藝和多變量複合傳感器微結構集成制造工藝；工業控制用多變量複合傳感器，如：壓力、靜壓、溫度三變量傳感器、氣壓、風力、溫度、濕度四變量傳感器，微矽複合應變壓力傳感器，陳列傳感器。

（3）智能化技術與智能傳感器信号有線或無線探測、變換處理、邏輯判斷、功能計算、雙向通訊、自診斷等智能化技術；智能多變量傳感器，智能電量傳感器和各種智能傳感器、變送器。

（4）網絡化技術和網絡化傳感器,使傳感器具有工業化标準接口和協議功能。

儀表元器件

（1）彈性元件開發和完善新型成型工藝：電沉積成型工藝，焊接成型工藝；重點開發航空、航天用的低剛度、大位移、長壽命的微小型精密波紋管，高溫高壓閥用波紋管；研制波紋管高效成型工藝設備和性能檢測儀器。

（2）光學元件開發先進工藝：非球面光學元件設計、制造技術、光學多層測射鍍膜技術和新型離子輔助鍍膜技術。

開發光纖通訊和數字成像用新型光學元件。如：微型變密度濾光片、超窄帶濾光片，微透鏡陣列、大面積偏振元件、非球面玻-塑混合透鏡。

（3）專用電路提高專用電路集成度和個性化服務的設計技術和制造工藝；

應用軟件固化技術,開發适合智能化、網絡化傳感器和儀表的信号變換、補償、線性化、通訊、網絡接口等專用電路。

購買事項

1、根據測量對象與測量環境确定傳感器的類型

在考慮上述問題之後就能确定選用何種類型的傳感器，然後再考慮傳感器的具體性能指标。

2、靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線性範圍内，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為隻有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信号的值才比較大，有利于信号處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的幹擾信号。

傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

3、精度

如果測量目的是定性分析的，選用重複精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的;如果是為了定量分析，必須獲得精确的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。

4、頻率響應特性

傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率範圍，必須在允許頻率範圍内保持不失真。實際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。

傳感器的頻率響應越高，可測的信号頻率範圍就越寬。

在動态測量中，應根據信号的特點(穩态、瞬态、随機等)響應特性，以免産生過大的誤差。

5、穩定性

傳感器使用一段時間後，其性能保持不變的能力稱為穩定性。影響傳感器長期穩定性的因素除傳感器本身結構外，主要是傳感器的使用環境。因此，要使傳感器具有良好的穩定性，傳感器必須要有較強的環境适應能力。

在選擇傳感器之前，應對其使用環境進行調查，并根據具體的使用環境選擇合适的傳感器，或采取适當的措施，減小環境的影響。

傳感器的穩定性有定量指标，在超過使用期後，在使用前應重新進行标定，以确定傳感器的性能是否發生變化。

在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或标定的場合，所選用的傳感器穩定性要求更嚴格，要能夠經受住長時間的考驗。

6、線性範圍

研究應用

随着科學技術的迅猛發展，非物理量的測試與控制技術，已越來越廣泛地應用于航天、航空、交通運輸、冶金、機械制造、石化、輕工、技術監督與測試等技術領域，而且也正逐步引入人們的日常生活中去。可以說，測試技術與自動控制水平的高低，是衡量一個國家科學技術現代化程度的重要标志。

傳感器技術是實現測試與自動控制的重要環節。在測試系統中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準确傳遞和檢測出某一形态的信息，并将其轉換成另一形态的信息。

具體地說傳感器是指那些對被測對象的某一确定的信息具有感受（或響應）與檢出功能，并使之按照一定規律轉換成與之對應的可輸出信号的元器件或裝置。如果沒有傳感器對被測的原始信息進行準确可靠的捕獲和轉換，一切準确的測試與控制都将無法實現，即使最現代化的電子計算機，沒有準确的信息（或轉換可靠的數據），不失真的輸入，也将無法充分發揮其應有的作用。

傳感器種類及品種繁多，原理也各式各樣。其中電阻應變式傳感器是被廣泛用于電子秤和各種新型機構的測力裝置，其精度和範圍度是根據需要來選定的過高的精度要求對某種使用也無太大意義，過寬的範圍度也會使測量精度降低，而且會造成成本過高及增加工藝上的困難，因此，應根據測量對象的要求，恰當地選擇精度和範圍度是至關重要的。但無論何種條件、場合使用的傳感器，均要求其性能穩定，數據可靠，經久耐用。為此，在研究高精度傳感器的同時，必須重視可靠性和穩定性的研究。目前，包括床暗器的研究、設計、試制、生産檢測與應用等諸項内容在内的傳感器技術，已逐漸形成了一門相對獨立的專門學科。

一般情況下，由于傳感器設置的場所并非理想，在溫度、濕度、壓力等效應的綜合影響下，可引起傳感器零點漂移和靈敏度的變化，已成為使用中的嚴重問題。雖然人們在制作傳感器過程中，采取了溫度補償及密封防潮的措施，但它與應變片、粘帖膠本身的高興能化、粘帖技術的精确和熟練、彈性體材料的選擇及冷、熱加工工藝的制定均有密切的關系，哪一方面都不能忽視，都需精心設計和制作。同時，還須注意傳感器的安裝方法，支撐結構的設置，如何克服橫向力等問題。

作為一次儀表的傳感器通常由敏感元件與轉換元件組成。

轉換元件就是精密的電橋。因此，測力秤重用電阻應變式傳感器主要由彈性體、應變片、粘帖膠及各種補償電阻構成。他的穩定性也必然是由這些元件的内、外因的綜合作用所決定。本文就此問題進行探讨，談些粗淺看法，與同行商榷。

首先是彈性元件。彈性元件一般是由優質合金鋼材及有色金屬鋁、铍青銅等加工成型，影響彈性體穩定性，主要是它經各種處理後的金相組織及殘餘應力。考慮到應力釋放時的相互平衡關系及彈性體結構形式的約束，要想讓殘餘應力釋放，就要進行時效處理，這在實際中若采用自然時效法，則釋放緩慢、周期長，常常是不可取的，需要人為縮短時間，一般要消除彈性體表面殘餘應力的方法是：做真空回火處理和疲勞式脈動處理及共振。這樣可大幅度地降低殘餘應力，在短時間内完成通常的長時間的自然時效，使組織性能更為穩定。

其次，是應變片和粘接膠。影響應變片穩定性的是箔材本身，制造應變片的電阻合金種類很多，其中以康銅合金使用最廣，它有較好的穩定性，高的疲勞壽命及小的電阻溫度系數，是理想的絲栅制造材料。此外，制造應變片過程中應消除不良影響而造成的不穩定性。如：絲栅與基底膠的粘接強度，應變片與彈性體間的粘帖強度，基底膠内應力的釋放等等，都是不穩定因素。另外，應變片的粘帖，也是非常關鍵的要素之一，這一工作的好壞，直接影響膠的粘接質量，乃至測量精度，如果帖片不嚴格，技術不熟練，即使使用最好的應變片也無濟于事。

發展趨勢

傳感器在日常生産工作中作用越來越明顯，在人們的意識裡，傳感器被廣泛應用于汽車、工業自動化、航天技術、軍事工程、環境探測等領域，電力領域少有涉及。新型的傳感器比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器在市場所占份額也越來越大，前瞻産業研究院發布的《2014-2018年中國真空傳感器行業市場前瞻與投資規劃分析報告》認為：未來傳感器将主要向三大方向發展：微型化，智能化以及仿生化。

（1）微型化

微型傳感器是基于半導體集成電路技術發展的MEMS（microelectro-mechanicalsystems微電子機械系統）技術，利用微機械加工技術将微米級的敏感組件、信号處理器、數據處理裝置封裝在一塊芯片上，具有體積小、成本低、便于集成等明顯優勢，并可以提高系統測試精度。現在已經開始用基于MEMS技術的傳感器來取代已有的産品。随着微電子加工技術特别是納米加工技術的進一步發展，傳感器技術還将從微型傳感器進化到納米傳感器。微型傳感器的研制和應用将越來越受到各個領域的青睐。

（2）智能化

智能化傳感器是由一個或多個敏感元件、微處理器、外圍控制及通訊電路、智能軟件系統相結合的産物，它兼有監測、判斷、信息處理等功能。與傳統傳感器相比，它具有很多特點。例如，它可以确定傳感器工作狀态，對測量資料進行修正，以便減少環境因素如溫度、濕度引起的誤差；它可以用軟件解決硬件難以解決的問題；它可以完成資料計算與處理工作等。而且智能傳感器的精度、量程覆蓋範圍、信噪比、智能水平、遠程可維護性、準确度、穩定性、可靠性和互換性都遠高于一般的傳感器。

（3）仿生化

仿生傳感器是通過對人的種種行為如視覺、聽覺、感覺、嗅覺和思維等進行模拟，研制出的自動捕獲信息、處理信息、模仿人類的行為裝置，是近年來生物醫學和電子學、工程學相互滲透發展起來的一種新型的信息技術。随着生物技術和其他技術的進一步發展，在不久的将來，模拟生體功能的仿生傳感器将超過人類五官的能力，完善目前機器人的視覺、味覺、觸覺和對目标物體進行操作的能力。我們将看到仿生傳感器應用的廣闊前景。