3.1　傳感器基礎——從汽車傳感器開始

傳感器是人類通過儀器探知自然界的觸角，它的作用與人的感官相類似。如果將計算機視為識別和處理信息的“大腦”，將通信系統比作傳遞信息的“神經系統”，將執行器比作人的肌體的話，那么傳感器就相當于人的五官。

傳感器包含兩個必不可少的概念：一是檢測信號；二是能把檢測的信息變換成一種與被測量有確定函數關系，而且便于傳輸和處理的量。例如，傳聲器（話筒）就是這種傳感器，它感受聲音的強弱并將其轉換成相應的電信號；又如，電感式位移傳感器能感受位移量的變化，并把它轉換成相應的電信號。傳感器作用如圖3-1所示。傳感器的組成如圖3-2所示。

圖3-1　傳感器作用

圖3-2　傳感器的組成

（1）傳感器的靜態特性　靜態特性是指輸入的被測量不隨時間變化或隨時間緩慢變化時表現的特性。表征傳感器靜態特性的主要參數有線性度、靈敏度、分辨力和遲滯、重復性。

傳感器有如下基本特性。

（2）傳感器的靈敏度　靈敏度是指傳感器在穩態下的輸出變化量DX與輸入變化量DY之比，用S來表示。

（3）傳感器的分辨力　分辨力是指傳感器在規定測量的范圍內能檢出被測的量的最小變化量的能力。當被測的量的變化小于分辨力時，傳感器對輸入量的變化無任何反應；只有當輸入量的變化超過了分辨力的量值時，輸出才有可能準確表現出來，因而，傳感器就存在分辨力的問題。

分辨力越小，表明傳感器檢測非電量的能力越強，分辨力的高低從某個側面反映了傳感器的精度。

（4）傳感器遲滯　遲滯反映傳感器正向特性與反向特性不一致的程度。產生這種現象的原因是傳感器的機械部分不可避免地存在間隙、摩擦及松動。

（5）傳感器的動態特性　傳感器要檢測的輸入信號是隨時間而變化的。傳感器應能跟蹤輸入信號的變化，這樣才能獲得正確的輸出信號；如果輸入信號變化太快，傳感器就可能跟蹤不上，這種跟蹤輸入信號的特性就是傳感器的響應特性，即動態特性。表征傳感器動態特性的主要參數有響應速度、頻率響應。

（6）傳感器響應速度　響應速度是反映傳感器動態特性的一項重要參數，是傳感器在階躍信號作用下的輸出特性。它主要包括上升時間、峰值時間及響應時間等，反映了傳感器的穩定輸出信號（在規定誤差范圍內）隨輸入信號變化的快慢。