第二章-傳感器檢測技術(shù)基礎(chǔ)

第一節(jié)傳感器的靜態(tài)特性

一、靜態(tài)特性被測量分為：靜態(tài)量---固定狀態(tài)的信號或變化極其緩慢的信號（準(zhǔn)靜態(tài)）：如體溫、血壓（舒張壓和收縮壓）、身高、體重等。動態(tài)量---相對時間變化的確定性信號或隨機信號：如心電、肌電、腦電等。傳感器的基本特性分為：靜態(tài)特性---指當(dāng)測量靜態(tài)量時，傳感器的輸出值與輸入值之間的關(guān)系（數(shù)學(xué)表達(dá)式、曲線或數(shù)據(jù)表）。動態(tài)特性---指傳感器對隨時間變化的輸入信號的響應(yīng)特性。引例：電容式位移傳感器的靜態(tài)特性靈敏度線性項非線性項極距變化△d時的電容變化量△C為：平行板電容器的電容量計算公式：電容傳感器的靜態(tài)特性方程1、傳感器靜態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型:（x--輸入信號，y--輸出信號）線性項非線性項零偏2、幾種情況的傳感器特性：或（1）理想線性：圖像為過原點的直線（2）非線性項次數(shù)為偶數(shù)：圖像不對稱，線性范圍較窄，傳感器設(shè)計時很少采用此特性（3）非線性項次數(shù)為奇數(shù)：圖像關(guān)于原點對稱，在原點有較寬的線性區(qū)，不少差動式傳感器具有此特性。靈敏度：3、差動的測量系統(tǒng)將兩個性能相同的位移傳感器與被測對象適當(dāng)連接，使之分別產(chǎn)生正、反向位移，設(shè)二者的輸出分別為：

y1=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+…y2=a0-a1x+a2x2-a3x3+a4x4-…則

△y=y1-y2=2(a1x+a3x3+…)差動測量的優(yōu)越性：大大改善線性；零偏被消除；靈敏度提高一倍。二、靜態(tài)特性指標(biāo)：1、測量范圍和靈敏度測量范圍：由可測量的被測量最小值與最大值所限定的范圍。最理想的測量范圍：不管輸入值多大，輸入輸出總是線性的；實際上，測量范圍是有限的（由傳感元件和測量電路的工作范圍決定）。靜態(tài)靈敏度：

k=△y/△x（傳感器穩(wěn)定后）非線性傳感器的靈敏度與x值（工作點）、測量范圍等因素有關(guān)靈敏度與測量范圍有關(guān)。多數(shù)傳感器的靈敏度越高，測量范圍越窄。靈敏度界限：指輸入量的變化不致引起輸出量有任何可見變化的量值范圍。原因（內(nèi)部吸收+噪聲）2、線性度（非線性誤差）δL3、遲滯（滯后）正反行程的工作條件相同

相同工作條件下，對應(yīng)于同一大小的輸入信號，傳感器正反行程的輸出信號大小不等的現(xiàn)象。4、穩(wěn)定性：在傳感器輸入端加進(jìn)同樣大小的信號時，最理想的情況是不管什么時候輸出值的大小均保持不變。---性能穩(wěn)定

影響因素：（1）經(jīng)時變化（2）外界影響（應(yīng)力、溫度）（3）連續(xù)使用（產(chǎn)生零點漂移）（4）電源

……5、環(huán)境特性：（1）溫度（2）氣壓（3）濕度（4）振動（5）電源

……6、精度、精密度、準(zhǔn)確度（1）精度：用輸出測量值與被測直值之間的偏差值來衡量。反映傳感器輸出結(jié)果的可靠程度。通常用傳感器滿量程輸出范圍內(nèi)的最大絕對誤差與滿量程的比值來表示：（2）精密度：一般用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。是精度的一個組成部分，反映測量隨機誤差的大小。（3）準(zhǔn)確度：是測量次數(shù)的算術(shù)平均值。反映系統(tǒng)誤差的大小，一般給出修正公式而不作為性能指標(biāo)。第二節(jié)傳感器的動態(tài)特性動態(tài)特性：指輸入量隨時間變化時，其輸出與輸入的關(guān)系。傳感器的動態(tài)特性的研究方法：1、建立數(shù)學(xué)模型邏輯推理和運算在模型輸入端加入標(biāo)準(zhǔn)信號分析輸出隨時間的變化2、實驗手段在傳感器輸入端加入標(biāo)準(zhǔn)信號測輸出隨時間的變化獲得動態(tài)特性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)信號：正弦信號、階躍信號、線性輸入信號等一、傳感器動態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型

1、引例：熱電偶傳感器（熱電偶插入恒溫水池測溫度）

熱平衡方程：時間常數(shù)：一階微分方程---一階傳感器熱電偶質(zhì)量m，比熱C，熱接點溫度T1；被測介質(zhì)溫度T0；熱電偶與被測介質(zhì)間的熱阻RT1T02、傳感器動態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型

對于任意線性系統(tǒng)，可用以下常系數(shù)線性微分方程來描述：式中：Y（t）-----輸出量；X(t)-----輸入量；t-----時間；n---階數(shù)

b0、b1、b2、…、bm，a0、a1、a2、…、an是常數(shù)。對于線性系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)研究，最廣泛使用的數(shù)學(xué)模型是線性常系數(shù)微分方程式。只要對微分方程求解，就可得到動態(tài)特性指標(biāo)。1、一階傳感器的傳遞函數(shù)或二、傳感器的傳遞函數(shù)H（s）靜態(tài)靈敏度：k=b0/a0時間常數(shù)：τ=a1/a0

--一階傳感器的動態(tài)特性指標(biāo)D算子方法：求Y(s)與X(s)的代數(shù)方程定義傳遞函數(shù)為Y(s)與X(s)之比s---拉普拉斯變量

2、二階傳感器的傳遞函數(shù)

靜態(tài)靈敏度無阻尼固有頻率阻尼比二階傳感器的動態(tài)特性指標(biāo)：3、n階傳感器的傳遞函數(shù)由得

式中右邊各項僅與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與輸入無關(guān)，它反映輸出和輸入的關(guān)系，是一個描述傳感器信息傳遞特性的函數(shù)。三、傳感器的動態(tài)響應(yīng)動態(tài)響應(yīng)分為：1、瞬態(tài)響應(yīng)：輸入信號從某一穩(wěn)定狀態(tài)到另一穩(wěn)定狀態(tài)時輸出信號也跟著變化，輸出信號到達(dá)新的穩(wěn)定狀態(tài)以前的響應(yīng)特性稱為瞬態(tài)響應(yīng)。2、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：當(dāng)時間t趨于無窮大時傳感器的輸出狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

研究瞬態(tài)響應(yīng)常用階躍信號輸入，因為它是最基本的瞬變信號。

研究穩(wěn)態(tài)響應(yīng)常用正弦函數(shù)，因為醫(yī)學(xué)中所研究的信號多是周期性的，而任何周期性信號都可以看成是正弦函數(shù)的迭加。1、瞬態(tài)響應(yīng)（時間響應(yīng)）----時域分析法：例如：對于一階傳感器，輸入單位階躍信號，則單位階躍信號t令k=1穩(wěn)定值一階傳感器中，時間常數(shù)是決定響應(yīng)速度的重要參數(shù)。τ越小傳感器的響應(yīng)越快。多以4τ或3τ作為評價響應(yīng)時間的標(biāo)準(zhǔn)。（1）一階傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)特性（輸入：單位階躍信號）①欠阻尼（ζ<1）：階躍響應(yīng)出現(xiàn)過沖，響應(yīng)波形是振蕩的。ξ越小，達(dá)到穩(wěn)定所需時間越長。②臨界阻尼（ζ=1）：響應(yīng)時間最短③過阻尼（ζ>1）ξ越大，達(dá)到穩(wěn)定所需時間越長。

瞬態(tài)響應(yīng)速度取決于ω0和ξ兩個參數(shù)。按阻尼比ζ的不同，階躍響應(yīng)有三種情況：

一般多使系統(tǒng)處于稍欠阻尼狀態(tài)，便于調(diào)整。為了兼顧短的上升時間和小的過沖兩方面，ζ一般取0.7左右。（2）二階傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)特性（輸入：單位階躍信號）振蕩頻率（欠阻尼）延遲時間上升時間穩(wěn)定時間峰值時間欠阻尼情況下的時域特性參數(shù)：單位階躍信號輸入時的響應(yīng)曲線超調(diào)量：衰減度振蕩周期超調(diào)量σ與ξ有關(guān)，由此求ξ

：傳感器的固有頻率ω0由振蕩周期T求出：2、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)常用輸入正弦信號來研究。例如，對于一階系統(tǒng)，輸入x=x0sinωt，則如果T0>>τ即輸入信號的周期比時間常數(shù)大很多時，輸出振幅幾乎等于輸入信號的振幅，且相位滯后較小。如果T0較小，輸出信號的振幅與輸入信號振幅之比則較小，相位滯后增大。一階系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性分析：輸出與輸入信號周期相同，且輸出振幅和相位都與ωτ有關(guān)。振幅相位結(jié)論：穩(wěn)態(tài)響應(yīng)中，根據(jù)τ和T0的相對關(guān)系就可以決定系統(tǒng)的增益和相位滯后，常用頻率分析法來分析其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性。ω=ωL時：增益為-3dB，相位滯后45°。（1）一階傳感器頻率特性：ωL稱為轉(zhuǎn)角頻率、截止頻率或拐點頻率隨著頻率增加，增益單調(diào)下降，相位滯后最大90°。低頻正弦波沒有嚴(yán)重衰減，而高頻正弦波則只有很小的輸出，故一階傳感器具有低頻濾波器特性。2、二階傳感器頻率特性曲線

時ω0附近增益具有峰值（共振）。（由ξ的大小確定峰值大小）

相位滯后：

ω=ω0時滯后90°，最大為180°（ξ越大相位滯后越平穩(wěn)）二階傳感器頻域性能指標(biāo)：轉(zhuǎn)角頻率：ω=ω0諧振峰值：ω0附近增益具有的峰值，ξ的大小確定峰值大小。截止頻率ωc:幅頻特性從0dB下降到-3dB時所對應(yīng)的頻率。傳感器的帶寬：0~ωc幅頻特性和相頻特性**對于n階線性定常系統(tǒng)，有：頻率響應(yīng)函數(shù)令s=jω傳遞函數(shù)*第三節(jié)測量基礎(chǔ)一、測量誤差1、測量誤差的概念測量誤差就是測量值與真實值之間的差值。所謂真值，是指在一定的時間及空間條件下，某被測量所體現(xiàn)的真實數(shù)據(jù)。測量誤差不可避免，這是因為：（1）測量設(shè)備、測量方法、測量者本身會不同程度受本身和周圍各種因素的影響，而且這些影響是不斷變化的。（2）測量過程一般都會改變被測對象原有的狀態(tài)，故測量結(jié)果所反映的并不是被測對象本來的面貌，而是一種近似。2、測量誤差的表示方法：（1）絕對誤差△X：某一測量值X與真值的差值。

真值無法求得，常用多次測量的平均值，或上一級標(biāo)準(zhǔn)儀器測量的示值來代替，稱為約定值X0。（2）相對誤差δ：表示測量精度的高低

實際相對誤差：絕對誤差與被測量的約定值的百分比

滿度（或引用）相對誤差：絕對誤差與儀器滿度值Xm的百分比3、測量誤差的分類（1）按誤差性質(zhì)分類：①系統(tǒng)誤差：出現(xiàn)的規(guī)律性和產(chǎn)生的原因是可知性的。概念：

定值系統(tǒng)誤差：在相同條件下多次測量同一物理量時，其誤差的絕對值和符號保持恒定變值系統(tǒng)誤差：條件改變時，按某一確定的規(guī)律變化的誤差。產(chǎn)生原因：測量系統(tǒng)本身性能不完善；檢測設(shè)備和電路等安裝、布置、調(diào)整不當(dāng)；測量過程中環(huán)境條件（溫度、氣壓等）變化；測量方法或測量所依據(jù)的理論本身不完善②隨機誤差：概念：在相同條件下多次測量同一被測量時，在已經(jīng)消除引起系統(tǒng)誤差的因素后仍存在，且是無規(guī)律的隨機變化的誤差。產(chǎn)生原因：一些微小因素，無法控制，只能用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的方法去計算它出現(xiàn)的可能大小。隨機誤差的特點：絕對值相等、符號相反的誤差在多次重復(fù)測量中出現(xiàn)的可能性相等在一定測量條件下，隨機誤差的絕對值不會超出某一限度絕對值小的隨機誤差比絕對值大的隨機誤差在多次重復(fù)測量中出現(xiàn)的機會多③粗大誤差：由測量者在測量時疏忽大意或環(huán)境條件的突變而造成的誤差。一般都比較大，無規(guī)律性。根據(jù)三種誤差影響程度的不同，測量精度有不同的劃分：若系統(tǒng)誤差小，稱測量的準(zhǔn)確度高；若隨機誤差小，稱測量的精密度高；若以上二者綜合影響小，稱測量的精確度高。（2）按被測量與時間的關(guān)系分類：①靜態(tài)誤差：在被測量不隨時間變化時所測得的測量誤差。②動態(tài)誤差：在被測量隨時間變化過程中進(jìn)行測量時所產(chǎn)生的附加誤差。其大小為動態(tài)中測量和靜態(tài)中測量所得誤差的差值。動態(tài)誤差產(chǎn)生的原因：測量系統(tǒng)對輸入信號變化響應(yīng)上的滯后；輸入信號中不同頻率成分通過測量系統(tǒng)時受到不同的衰減和延遲。（3）按使用角度分類①基本誤差：測量系統(tǒng)在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下所具有的誤差②附加誤差：當(dāng)測量系統(tǒng)的使用條件偏離額定條件時出現(xiàn)的誤差。二、**測量數(shù)據(jù)分析處理1、隨機誤差數(shù)據(jù)分析：采用數(shù)理統(tǒng)計方法，用有限個測量數(shù)據(jù)估計總體的數(shù)字特征（1）數(shù)學(xué)期望M(X)的估計值（2）均方差δ(X)的估計值（3）估計被測量真值所處的區(qū)間平均值的均方差的估計值有限次測量的t分布系數(shù)2、系統(tǒng)誤差數(shù)據(jù)分析處理：（1）累進(jìn)性系統(tǒng)誤差判據(jù)（2）周期性系統(tǒng)誤差判據(jù)（3）粗大誤差數(shù)據(jù)分析處理（4）測量系統(tǒng)的誤差合成系統(tǒng)誤差定值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差累進(jìn)性系統(tǒng)誤差周期性系統(tǒng)誤差三、測量方法分類1、根據(jù)獲得測量值的方法分類：（1）直接測量：讀數(shù)不需要經(jīng)過任何運算就能直接表示測量所需結(jié)果。----測量過程簡單又迅速，但精度不高（2）間接測量：對與測量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個量進(jìn)行測量，經(jīng)計算得出所需結(jié)果。----手段較多，時間較長。（3）組合測量：被測量必須經(jīng)過求解聯(lián)立方程組，才能得出最后結(jié)果。----特殊的精密測量方法，操作手段復(fù)雜，花費時間長。2、根據(jù)測量的精度因素情況分類：（1）等精度測量：用相同儀表與測量方法對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量（2）不等精度測量：用不同精度的測試系統(tǒng)或不同的測量方法，或在環(huán)境條件相差很大時對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量。3、根據(jù)測量方式分類：（1）偏差式測量：用儀表指針的位移（即偏差）決定被測量的量值。---較簡單、迅速，但精度較低（2）零位式測量：用指針儀表的零位指示檢測測量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，測量時，用已知標(biāo)準(zhǔn)量決定被測量的量值。

----較高的精度，但較復(fù)雜、費時較長，不適合測量快速變化的信號（3）微差式測量：結(jié)合以上兩種方法優(yōu)點，取出被測量與已知量的差值，再用偏差法測差值。---反應(yīng)快、精度高，尤適于在線控制參數(shù)的測量。四、測量系統(tǒng)分類1、主動式和被動式檢測系統(tǒng)：（1）主動式：檢測過程中需從外部向被檢測對象施加能量。能源被檢測對象傳感器檢測電路顯示記錄輸出被檢測對象（能源）傳感器檢測電路顯示記錄輸出（2）被動式：檢測過程中不需從外部向被檢測對象施加能量。2、開環(huán)測量系統(tǒng)和閉環(huán)測量系統(tǒng)（1）開環(huán)式：全部信息變換只沿一個方向進(jìn)行----結(jié)構(gòu)簡單，但各環(huán)節(jié)特性的變化都會造成測量誤差。傳感檢測（一次變換）放大器（二次變換）顯示記錄（儀器）被檢測量X輸出Y（2）閉環(huán)式：兩個通道（前向、反饋），X為正向通道的輸入量，Y為輸出量。傳感檢測（一次變換）放大器（二次變換）X(s)X1(s)顯示記錄（儀器）Y(s)反饋環(huán)節(jié)*第四節(jié)傳感器的誤差一、傳感器誤差來源及組成1、傳感器的三種誤差源把傳感器放入測量位置的過程中造成的。傳感器的存在引起的。傳感器本身的特性引起的。2、無誤差測量條件輸入為零時輸出也是零；對某個確定的輸入值，按照對應(yīng)關(guān)系輸出值的大小也是確定了的。符合無誤差測量條件的傳感器為：y=kx3、傳感器的誤差組成：（1）傳感器的輸入輸出關(guān)系：（2）傳感器的誤差組成：k0-----k的設(shè)計值或校正值理想傳感器實際傳感器二、傳感器的動態(tài)誤差：動態(tài)誤差=穩(wěn)態(tài)誤差+瞬態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差：輸出量達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)以后與理想輸出值之間的差別；瞬態(tài)誤差：當(dāng)輸入信號發(fā)生躍變時輸出量由一個穩(wěn)態(tài)到另一個穩(wěn)態(tài)之間過渡過程中的誤差。1、穩(wěn)態(tài)誤差①穩(wěn)態(tài)特性：用頻率表示，即輸入不同頻率的信號時，輸出正弦波與輸入正弦波之間幅值比和相位差均不同。即對不同頻率的輸入信號，傳感器的靈敏度不同。②穩(wěn)態(tài)誤差：傳感器對任何輸入信號的響應(yīng)是它分別對組成輸入信號的各諧波分量的響應(yīng)之和，故傳感器對各諧波頻率的不同響應(yīng)決定了其穩(wěn)態(tài)誤差。

一般來說，傳感器的頻寬應(yīng)稍大于輸入信號的頻寬。傳感器應(yīng)在前兩項絕對值變化不大的頻率范圍內(nèi)使用。*例：二階傳感器的幅值誤差和相位失真分析

幅值相對誤差δ：相位失真：輸入與輸出之間的相位角與頻率不成線性關(guān)系而產(chǎn)生。

使輸出信號頻譜分量產(chǎn)生錯誤的時間關(guān)系，從而引起輸出信號波形失真。

衰減時間常數(shù)都是1/ξω0，

振蕩的頻率是2、瞬態(tài)誤差：和待測信號及其各階導(dǎo)數(shù)的階躍變化有關(guān)。

經(jīng)時域誤差公式求得，其輸出都是指數(shù)規(guī)律衰減的正弦振蕩，但出現(xiàn)誤差峰值時間不同。第五節(jié)常用傳感器的基本原理介紹一、電阻式傳感器：1、電阻應(yīng)變片式：利用金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)。應(yīng)變使應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化。

典型應(yīng)用：力、壓力、力矩、應(yīng)變、位移、加速度、荷重。2、固態(tài)壓阻式：利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。機械應(yīng)力使材料電阻率發(fā)生變化。

典型應(yīng)用：壓力、加速度。3、電位器式：移動電位器觸點改變電阻值。

典型應(yīng)用：位移、壓力、力二、電感式傳感器：1、自感式：改變磁路磁阻使線圈自感變化。

典型應(yīng)用：位移、力、壓力、振動、厚度、液位。2、互感式（變壓器式）：改變互感。

典型應(yīng)用：位移、力、壓力、振動、厚度、液位。3、電渦流式：利用電渦流效應(yīng)改變線圈的自感、阻抗。

典型應(yīng)用：位移、厚度、探傷。*4、壓磁式：利用導(dǎo)磁體壓磁效應(yīng)。典型應(yīng)用：力、壓力。*5、感應(yīng)同步器：兩平面繞組的互感隨位置不同而變化。典型應(yīng)用：位移（線位移、角位移）三、壓電式傳感器：1、正壓電式：利用壓電元件的正壓電效應(yīng)。

典型應(yīng)用：力、壓力、加速度、粗糙度。*2、聲表面波式：利用壓電元件的正逆壓電效應(yīng)。

典型應(yīng)用：力、壓力、角加速度、位移。3、壓電式：利用壓電元件的正逆壓電效應(yīng)。典型應(yīng)用：醫(yī)用超聲探頭四、磁電式傳感器：1、電磁感應(yīng)式：利用導(dǎo)體和磁場相對運動產(chǎn)生感應(yīng)電勢。

典型應(yīng)用：速度、轉(zhuǎn)速、扭矩。2、霍爾式：利用半導(dǎo)體霍爾元件的霍爾效應(yīng)。

典型應(yīng)用：位移、力、壓力、振動。*3、磁柵式：利用磁頭相對磁柵位置或位移將磁柵上的磁信號讀出。

典型應(yīng)用：長度、線位移、角位移。4、磁敏管：利用磁場與PN結(jié)電壓的關(guān)系典型應(yīng)用：位移、力、壓力、振動、磁場探測五、熱電式傳感器：1、熱電偶：利用溫差電現(xiàn)象（塞貝爾效應(yīng)）。

典型應(yīng)用：溫度、熱流。2、熱電阻：利用金屬的熱電阻效應(yīng)。

典型應(yīng)用：溫度。3、熱敏電阻：利用半導(dǎo)體的熱電阻效應(yīng)。

典型應(yīng)用：溫度、紅外輻射。4、晶體管：利用PN結(jié)的伏安特性與溫度的關(guān)系典型應(yīng)用：溫度5、石英晶體：利用其固有振蕩頻率隨溫度變化的關(guān)系典型應(yīng)用：溫度6、熱釋電傳感器：利用熱釋電效應(yīng)典型應(yīng)用：紅外輻射探測（各類輻射儀、光譜儀、紅外、熱成像儀）六、電容式傳感器：1、電容式：改變電容量。

典型應(yīng)用：位移、加速度、力、壓力、聲強、厚度、含水量。*2、容柵式：改變電容量或加以激勵電容產(chǎn)生感應(yīng)電勢。

典型應(yīng)用：位移。*七、波式傳感器：1、超聲波：改變超聲波聲學(xué)參數(shù)，接收并轉(zhuǎn)換成電信號。

典型應(yīng)用：厚度、流速、無損探傷。2、微波：利用微波在被測物的反射、吸收等特點，由接收天線接收并轉(zhuǎn)換成電信號。

典型應(yīng)用：物位、液位、厚度、距離。八、光電式傳感器：1、一般形式：改變光路的光通量。

典型應(yīng)用：位移、溫度、轉(zhuǎn)速、混濁度。*2、光柵式：利用光柵副形成的莫爾條紋和位移的關(guān)系。

典型應(yīng)用：長度、角度、線位移、角位移。3、光纖式：利用光導(dǎo)纖維的傳輸特性或材料的效應(yīng)。

典型應(yīng)用：位移、加速度、速度、水聲、溫度、壓力。*4、光學(xué)編碼器式：利用編碼器轉(zhuǎn)換成亮暗光信號。典型應(yīng)用：線位移、角位移、轉(zhuǎn)速。以上各類需再用各種光電器件的光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。*5、固體圖像式：利用半導(dǎo)體集成感光像素光電轉(zhuǎn)換、存貯、掃描。

典型應(yīng)用：圖像、字符識別、尺寸自動檢測。*6、激光式：利用激光干涉、多普勒效應(yīng)、衍射及光電器件。

典型應(yīng)用：長度、位移、速度、尺寸。*7、紅外式：利用紅外輻射的熱效應(yīng)或光電效應(yīng)。

典型應(yīng)用：溫度、遙感、探傷、氣體分析。*九、陀螺式傳感器：1、陀螺式：利用陀螺原理或相對原理。

典型應(yīng)用：角速度、角位移。*十、氣電式傳感器：1、氣電式：利用氣動測量原理，改變氣室中壓力或管路中流量，再由電感式、光電式等傳感器轉(zhuǎn)換成電信號。

典型應(yīng)用：尺寸（主動測量或自動分選）。*十一、諧振式傳感器：原理：改變振弦、振筒、振膜、振梁、石英晶體的固有參數(shù)來改變諧振頻率，輸出頻率電信號。1、振弦式：典型應(yīng)用：大壓力、扭矩、加速度、力。2、振筒式：典型應(yīng)用：氣體壓力、密度。3、振膜式：典型應(yīng)用：壓力。4、振梁式：典型應(yīng)用：角位移、靜態(tài)力、緩變力。5、壓電式：典型應(yīng)用：壓力、溫度*十二、射線式傳感器：1、射線式：利用被測物對放射線的吸收、反散射和射線對被測物的電力作用，并由探測器輸出電信號。

典型應(yīng)用：厚度、位移、液位、氣體成分、密度、缺陷。*十三、力平衡式傳感器：1、力平衡式：應(yīng)用反饋技術(shù)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，將反饋力與輸入力相平衡，其差由位移傳感器轉(zhuǎn)換成電信號。

典型應(yīng)用：力、壓力、加速度、振動。十四、化學(xué)式傳感器：1、氣體吸附式：氣體分子在敏感材料上的吸附和吸收引起電阻值發(fā)生變化。

典型應(yīng)用：化學(xué)氣體、呼吸檢測、電子鼻、體液氣味。2、離子選擇電極：溶液離子與敏感膜的相互作用產(chǎn)生電極電位的變化。

典型應(yīng)用：溶液離子成分、體液離子成分、電子舌。3、電化學(xué)式：化學(xué)氣體或離子濃度的電化學(xué)反應(yīng)引起極化電流的改變。

典型應(yīng)用：人體中氣體分子、體液離子、電子鼻、電子舌。*4、光化學(xué)式：化學(xué)氣體或離子濃度的變化引起敏感膜光學(xué)特性的改變。典型應(yīng)用：化學(xué)氣體分子、化學(xué)離子、光學(xué)鼻、光學(xué)舌。*5、微全分析式：化學(xué)氣體或離子濃度的變化引起敏感膜光學(xué)特性的改變。典型應(yīng)用：化學(xué)氣體分子、化學(xué)離子的自動進(jìn)樣、分離和檢測、光學(xué)鼻、光學(xué)舌。十五、生物式傳感器：1、酶傳感器：酶參加酶促反應(yīng)產(chǎn)生離子濃度和熱量等變化用以測量底物濃