任務一　初識傳感器

任務要求

在形形色色的傳感器中，能夠正確地認識并根據需要來選擇合適的傳感器進行應用是我們必備的能力。本任務要求收集幾種類型的傳感器并寫出其工作原理、優缺點及其應用；能夠根據傳感器的代號知道傳感器的名稱。

知識儲備

一、傳感器簡介

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確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。傳感器早已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程，甚至文物保護等極其廣泛的領域。

在工業生產和自動化控制中，為了保證生產過程安全高效，必須對生產過程中的重要工藝參數進行實時檢測和優化控制。比如軌道、橋梁建筑等的無損探測，容器的液位檢測等。圖1-1為橋梁建筑的無損探傷，圖1-2為自動生產線容器液位的檢測。

在交通方面，我們需要知道汽車的行駛速度、距離、發動機旋轉速度、燃料剩余量等，圖1-3為汽車上的各類傳感器。

在日常生活中，我們也在大量使用傳感器，如全自動洗衣機、遙控電視、掃地機器人等，可以說傳感器已經深入到了我們生活的方方面面。隨著人們對生活品質的要求越來越高，樓宇自動控制系統在小區管理中發揮著越來越重要的作用，其在安保、環境控制、能量計費等各方面都用到了傳感器，圖1-4所示為樓宇自動控制系統。

各行各業用到的傳感器可謂是多種多樣，傳感器在外觀上千差萬別，圖1-5為幾種常見傳感器的外形圖。

二、傳感器的結構類型

1.傳感器的結構

傳感器是能感受規定的被測量并按照一定的規律將其轉換成可用輸出信號的器件或裝置。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號轉換成電信號的裝置。一般也稱傳感器為變換器、換能器和探測器，其輸出的電信號陸續輸送給后續配套的測量電路及終端裝置，以便進行電信號的調理、分析、記錄或顯示等。

傳感器通常由直接響應于被測量的敏感元件和產生可用信號輸出的轉換元件以及相應的測量轉換電路組成，其結構圖如圖1-6所示。

敏感元件是傳感器的核心，它在傳感器中直接感受被測量，并轉換成與被測量有確定關系、更易于轉換的非電量；被測量通過敏感元件轉換后，再經轉換元件轉換成電參量；測量轉換電路的作用是將轉換元件輸出的電參量轉換成易于處理的電壓、電流或頻率量。

2.傳感器的類型

（1）按被測物理量分。如力傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、角度傳感器等。

（2）按照傳感器的工作原理分。如應變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器等。

（3）按照傳感器轉換能量的方式分。

①能量轉換型，如壓電式傳感器、熱電偶傳感器、光電式傳感器等。

②能量控制型，如電阻式傳感器、電感式傳感器、霍爾傳感器以及熱敏電阻傳感器、光敏電阻傳感器、濕敏電阻傳感器等。

（4）按照傳感器工作機理分：

①結構型，如電感式傳感器、電容式傳感器等。

②物性型，如壓電式傳感器、光電式傳感器、各種半導體式傳感器等。

（5）按照傳感器輸出信號的形式分：

①模擬式，傳感器輸出為模擬電壓量。

②數字式，傳感器輸出為數字量，如編碼器式傳感器。

3.傳感器的命名和代號

（1）傳感器的命名

傳感器的命名由主題詞加四級修飾語構成。

主題詞——傳感器。

第一級修飾語——被測量，包括修飾被測量的定語。

第二級修飾語——轉換原理，一般可后續以“式”字。

第三級修飾語——特征描述，指必須強調的傳感器結構、性能、材料特征、敏感元件其他必要的性能特征，一般可后續以“型”字。

第四級修飾語——主要技術指標（量程、精確度、靈敏度等）。

（2）傳感器的代號

傳感器的代號依次為主稱（傳感器）-被測量-轉換原理-序號。

主稱——傳感器，代號C。

被測量——用一個或兩個漢語拼音的第一個大寫字母標記（見表1-1）。

轉換原理——用一個或兩個漢語拼音的第一個大寫字母標記（見表1-2）。

序號——用一個阿拉伯數字標記，廠家自定，用來表征產品設計特性、性能參數、產品系列等。

例：CWY-YB-20傳感器。

C表示傳感器主稱；WY表示被測量是位移；YB表示轉換原理是應變式；20表示傳感器序號。

任務實施

1.上網查找相應資料，寫出下列代號的傳感器名稱。

（1）CY-YZ-2.5；

（2）CA-DR-±5；

（3）CLL-DC-10；

（4）CDL-HE-1200；

（5）CW-800A；

（6）CXY-YD-12。

2.通過查詢文獻、網絡搜尋等方法，收集各類傳感器的信息。將它們的類別、基本原理、優缺點以及適用范圍填入表1-3中。

任務評價

本任務的評價主要從學習內容資訊掌握情況、項目報告完成情況以及職業素養等方面來考核。具體要求如表1-4所示。