第二節 傳感器的工作原理

一、一般組成

傳感器一般由敏感元件、轉換元件（傳感元件）、變換電路（信號調制與轉換電路）和輔助電路四部分組成，其結構原理如圖1-2所示。

（一）敏感元件

敏感元件能直接感受被測量，并按規律轉換成與被測量有確定關系的其他量的元件。敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量有確定關系的物理量信號。

（二）轉換元件

轉換元件又稱傳感元件或變換器，是一種能將敏感元件感受到的非電量直接轉換成電量的器件。轉換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉換為電信號。

（三）信號調制與轉換電路

信號調制與轉換電路是能把傳感元件輸出的電信號轉換為便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號的電路。常用的電路有電橋、放大器、變阻器、振蕩器等。轉換電路負責對轉換元件輸出的電信號進行放大調制。

（四）輔助電路

輔助電路通常包括輔助電源等。轉換元件和轉換電路一般還需要輔助電源供電。

二、工作原理

首先以“彈性軸受扭力矩的傳感器”為例進行說明，如圖1-3所示，其傳感器的工作原理是，當彈性軸受扭力矩時，應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器放大成1.5±1V的強信號，再通過“電壓/頻率（V/F）轉換器”轉換成頻率信號，通過信號環形變壓器從旋轉的一次繞組傳遞至靜止的二次繞組，再經過外殼上的信號處理電路濾波、整形，即可得到與彈性軸受的扭矩成正比的頻率信號，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。

可見，傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將接收到的信息按一定規律轉換成電信號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。