常见的传感器基础知识归纳（下篇）
传感器性能指标：1，动态特性，2，线性度，3，迟滞特性
动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
线性度：通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度（非线性误差）就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量输出点相连的理论直线作为拟合直线；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
迟滞特性：表征传感器在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程间输出-输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比表示。迟滞可由传感器内部元件存在的能量的吸收造成。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：
按照其用途，传感器可分类为：
压力敏和力敏传感器、位置传感器 、液面传感器、能耗传感器 、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、 振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
以其输出信号为标准可将传感器分为：
模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类：
1、按照其所用材料的类别分：金属、聚合物、陶瓷、混合物。
2、按材料的物理性质分：导体、绝缘体、半导体、磁性材料。
3、按材料的晶体结构分：单晶、多晶、非晶材料。
按照其制造工艺，可以将传感器区分为：集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。
传感器几种属性感：1，压阻传感，2，湿敏传感，3，湿度传感，4，排气温度，5，室温传感，6，电阻传感，7，集成传感。
接下来再继续介绍几种常见传感器
光栅位移传感器
光栅是一种新型的位移检测元件，是一种将机械位移或模拟量转变为数字脉冲的测量装置。它的特点是测量精确度高（可达±1μm）、响应速度快、量程范围大、可进行非接触测量等。其易于实现数字测量和自动控制，广泛用于数控机床和精密测量中。
光栅就是在透明的玻璃板上，均匀地刻出许多明暗相间的条纹，或在金属镜面上均匀地划出许多间隔相等的条纹，通常线条的间隙和宽度是相等的。以透光的玻璃为载体的称为透射光栅，不透光的金属为载体的称为反射光栅；根据光栅的外形可分为直线光栅和圆光栅。
光栅位移传感器的结构如图所示。它主要由标尺光栅、指示光栅、光电器件和光源等组成。通常，标尺光栅和被测物体相连，随被测物体的直线位移而产生位移。一般标尺光栅和指示光栅的刻线密度是相同的，而刻线之间的距离W称为栅距。光栅条纹密度一般为每毫米25、50、100、250条等。
二氧化碳传感器
1、热导池二氧化碳传感器
热导池二氧化碳传感器是一种利用二氧化碳气体的热导率进行出来的设备，当两个和多个气体的热导率差别较大时，可以利用热导元件，分辨其中一个组分的含量，当然，这种设备不仅在测量二氧化碳气体浓度方面，在测量氢气以及某些稀有气体方面也可以使用，不过由于某些特定原因（如技术封锁等），这种设备在国内的煤矿中也不多见。
2、催化剂二氧化碳传感器
催化剂二氧化碳传感器是一种以催化剂作为基本元件的二氧化碳传感器。它利用在特定型号的电阻表面的催化剂涂层，在一定的温度下，可燃性气体在其表面催化燃烧来作为二氧化碳传感器的出来原理，所以人们将这种二氧化碳传感器也成为热燃烧式传感器。
3、半导体二氧化碳传感器
半导体二氧化碳传感器是一种早期的气体出来仪器，它通过一些比较原始的结构，利用利用金属氧化物半导体材料，与特定的气体环境中的一定温度下发生的电阻或者电流波动在一定的温度下产生的电流波动的原理进行出来的，有着这种设备极易受到温度的变化的影响，所以目前已经被业界淘汰。
4、固体电解质二氧化碳传感器
TGS4161固体电解质CO2传感器是一种新的小型化，低能耗的固态电解质CO2传感器，其检测范围从350—10000PPM。是理想的家居空气质量控制元件。对CO2有良好的灵敏度和选择性，受温湿度的变化影响较小。具有良好的稳定性、再现性。
5、电化学二氧化碳传感器
电化学二氧化碳传感器，其实可以算作是催化剂传感器的一个分支，二氧化碳传感器利用一些气
体的电化学活性原理，让二氧化碳气体和传感器的感应部件的这些反应，可以分辨二氧化碳在大气中的相关参数，当然这种传感器目前比较常见。
6、红外二氧化碳传感器
这类二氧化碳传感器模块是一个智能通用型、小型传感器，利用非色散红外（NDIR）原理对空气中存在的CO2进行探测，具有很好的选择性和无氧气依赖性，寿命长。内置温度补偿；同时具有数字输出与模拟电压输出，方便使用。该二氧化碳传感器是将成熟的红外吸收气体检测技术与精密光路设计、精良电路设计紧密结合而制作出的高性能。
该传感器可用于智能家居，农业大棚及畜牧业的生产过程监控。
二氧化碳传感器原理
二氧化碳传感器是一种气体检测仪器，主要用于测量空气中二氧化碳的含量，当二氧化碳的含量过多或是过少时，二氧化碳传感器就会发出警报，人们根据它的提示就会及时采取相应措施来调整大气质量，满足人们自身的要求。这种装置主要应用在日常的生产和生活中，为人们营造良好的大气环境起到了重要作用。
二氧化碳传感器主要是测量大气环境中的二氧化碳成分，对每个领域都有很重要的影响，随着现代社会的不断进步，二氧化碳的含量也逐渐变多，二氧化碳含量成分过高会对我们的身体产生严重的影响，而且还会对我们赖以生存的环境产生威胁。
温室效应就是最好的例子，植物进行光合作用和呼吸作用与二氧化碳浓度有着很大的关系，所以，二氧化碳传感器的诞生使我们又向前迈进了一大步。
到现在为止，检测二氧化碳的方法有很多种，大概是这几个：滴定法，固体电解质式，电容式，广前法，红外吸收法等其他的方法。
二氧化碳传感器是用于各种环境的检测，在恶劣的环境中也不会有丝毫的影响，材料可以有效地防腐蚀，系统采用的是暗线安装，可以将其固定在墙面上或者自己需要的地方，二氧化碳传感器外型美观，引线从壳体的后面经过，适合走暗线装置，稳定性能好，使用寿命时间长，交直流供电，适用于对多种环境的二氧化碳进行检测。
在选择传感器的原理与结构上千差万别，要怎么根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。
超声波传感器
1）超声波传感器简介
超声波传感器是根据超声波的一些特性制造出来的，用于完成对超声波的发射和接收，内部的换能晶片受到电压的激励而发生振动产生超声波，超声波的频率高、波长短、方向性好、可以线性传播、对液体或者固体有不错的穿透效果，比如一些不透明的物体，超声波可以穿透几十米，而且它在遇到杂质等等物体时会发生反射现象，从而产生回波。
想要用超声波完成检测工作，必须要有一个既可以发出超声波又可以接收超声波的装置，能实现这样功能的装置我们称为超声波传感器，也叫作超声波换能器或者超声探头。
超声波传感器内部的主要部件是压电晶片，它在受到电压的刺激时就可以发射超声波，然后由接收端进行接收。小功率超声波传感器大多用来进行检测，例如一些导盲、坐姿矫正的产品，应用的就是小功率传感器，大功率的超声波传感器在生活中并不常见。超声波传感器有许多不同的结构，可分直探头、斜探头、表面波探头、兰姆波探头、双探头（一个用来发射、一个用来接收）等。
2）超声波传感器工作原理
超声波传感器主要由发送部分、接收部分、控制部分和电源部分构成。
其中，发送部分由发送器和换能器构成，换能器可以将压电晶片受到电压激励而进行振动时产生的能量转化为超声波，发送器将产生的超声波发射出去；
接收部分由换能器和放大电路组成，换能器接收到反射回来的超声波，由于接收超声波时会产生机械振动，换能器可以将机械能转换成电能，再由放大电路对产生的电信号进行放大；
控制部分就是对整个工作系统的控制，首先控制发送器部分发射超声波，然后对接收器部分进行控制，判断接收到的是否是由自己发射出去的超声波，最后识别出接收到的超声波的大小；
电源部分就是整个系统的供电装置。这样，在电源作用下、在控制部分控制下，发送器与接收器两者协同合作，就可以完成传感器所需的功能。
3）超声波发生器
为了方便对超声波的研究和利用，人们设计出了许多种类的超声波发生器，各种发生器中超声波的产生方式不同，有电气方式也有机械方式，所以用途也不尽相同。每一种发生器都有自己的应用范围，但是就目前来讲，被普遍使用的还是压电式超声波发生器。
压电式超声波发生器的关键部分是内部的压电晶片，主要是利用压电晶片的谐振来工作，发生器内部有两个压电晶片和一个共振板。
在发生器的两电极之间外加一个脉冲信号，当外加信号的频率与压电晶片的频率相等时，压电晶片就会发生振动，同时也会带动共振板进行振动，这时会产生超声波，这就是超声波发生器的发送端；但是如果发生器的两电极之间没有外加脉冲信号，而共振板又接收到了发射的超声波时，就会迫使压电晶片发生振动，然后产生的机械能转换为电信号，这就是超声波发生器的接收端。
4）超声波测距原理
超声波测距的原理十分简单，由超声波的发射端发射一束超声波，在发射的同时，计时开始，发射出去的超声波在介质中传播，声波具有反射特性，当遇到障碍物时就会反射回来，当超声波的接收端接收到反射回来的超声波时，计时停止。介质为空气时，声速为340m/s，根据记录的时间t，利用公式（2.1）计算出发射位置与障碍物之间的距离。
这就是所谓的时间差测距法。
超声波测距的原理就是已知超声波在介质中的传播速度，测量出从发射到接收所需的时间，根据测量出的时间来计算出障碍物的距离。因此，超声波测距的原理与回声定位是一样的。
测距的公式如式（2.2）所示：
式中L为测量的距离长度；C为超声波在介质中的传播速度；T为测量出传播时间的一半。
由于超声波的波长相对较短，具有良好的方向性和穿透能力，在用作测量时具有很高的精度，但是仍然有一些因素可以让超声波测距产生误差。
5）超声波测距误差分析
由超声波测距的公式可知，测距时误差产生的原因主要为超声波在介质中的传播速度和测量距离时超声波传播所需要的时间。
假设要求测量距离时的误差小于1mm，已知超声波在空气中的传播速度C=344m/s（20℃室温），忽略掉超声波的传播误差。测距误差s△t《（0.001/344）≈0.000002907s即2.907μs。所以，只要保证测距时的时间误差精度在微妙时，就可以让测量误差小于1mm。
超声波的传播速度与介质的密度有关，密度越高的时候超声波的传播速度也就越快，当介质为空气时，空气的密度又与温度有关，因此超声波的传播速度受温度影响。
已知超声波的传播速度与温度的关系如下：
式中：r—气体定压热容与定容热容的比值，对空气为1.40，
R—气体普适常量，8.314kg·mol-1·K-1，
M—气体分子量，空气为28.8×10-3kg·mol-1，
T—温度，273K+T℃。
近似公式为：
式中：表示零0℃时的声波传播速度；T表示实际的温度。
另外，在利用超声波测距时还要考虑环境因素，其中主要的就是温度的影响，在0℃和30℃时，超声波的速度明显不同。因此，在进行高精度测量时，应考虑到温度变化的影响。
空调温度传感器
空调温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律，把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
热电阻式温度传感器热电阻式温度传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。大多数金属热电阻的阻值随其温度增高而增大，称具有正常的温度系数；而半导体热敏电阻的阻值一般随温度升高而减小称具有负的温度系数。由于导体和半导体的电阻阻值随温度变化，因此，测量它们的电阻值，便可测出相应的温度。
空调温度传感器怎么判断好坏
在判断空调温度传感器性能好坏时，定频空调应该设置成强制制冷的运行状态，变频空调应该设置成试运转的运行状态。如果这样设定后空调能够运转，且工作电流基本正常，一般可认为是温度传感器有问题。空调温度传感器阻值变大或压缩机温度传感器阻值变小，均会引起变频器输出频率偏低，影响制冷效果。当然还有其他的方法来判断其传感器是否良好，接下来小编就说说这些方法：
模拟法判断传感器是否良好
根据各种温度传感器检测的温度或人工模拟温度来分析温度与阻值的变化曲线是否正常，以此来判断温度传感器是否不良。其规律是：温度与阻值成反比。
根据CPU输入电压判断传感器好坏
根据各种温度传感器输入单片微电脑cPu的电压值分析当前温度是否正确，以此来判断温度传感器是否不良。其规律是：温度与电压成正比。
空调温度传感器阻值多少
在空调维修的工作中，很多空调维修技术人员只是按照温度传感器的阻值进行替换，其实这里有一个重大的误区。空调温度传感器除了阻值，还有个关键参数：温度系数B值。温度系数B值是指当温度每升高一度时，电阻增大的百分数随温度阻值变化率。空调厂家选用最多的是3435，3450，3470，3950，3960等等。同样阻值，温度系数B值不同，在不同温度情况下，阻值变化很大。在空调维修时，如果阻值与温度系数B值选择错误，都可能会导致空调机组无法正常运行或者在某个温度区域，工作不正常。失去关键保护，最终导致机组关键部件损坏，给用户造成重大经济损失。
在空调维修工作中，当空调温度传感器损坏后，如何在现场检测出空调温度传感器原厂的规格参数阻值与B值。就非常至关重要。只有选配正确的温度传感器规格参数，才可以让空调机组恢复正常运行。避免因为温度传感器选配错误，导致空调机组产生多种潜在故障，无法稳定运行。
我们在空调维修时，也经常会发现空调机组各种疑难杂症。例如用户反映空调机组制冷正常，制热不正常。或者经常报一些温度相关的故障。其实这些故障绝大多数都是与上个维修者温度传感器选配错误有关。如果在现场可以检测空调机组厂家原配温度传感器的规格参数，我们就可以正确的替换温度传感器。避免空调疑难杂症的产生。
光电式转速传感器
光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴（或与被测轴相联接的输入轴）上的带缝隙圆盘、光源、光电器材和指示缝隙盘构成，如图所示。
图 光电式转速传感器的构造原理图
依据丈量单位时刻内的脉冲数N，则可测出转速为
式中： ;
Z——圆盘上的缝隙数；
n——转速（r／min）；
t——丈量时刻（s）。
通常取Zt=60×10m（m＝0，1，2，…）。运用两组缝隙间隔W一样，方位相差（i／2+1／4 ）W（i＝0，1，2，…） 的指示缝隙和两个光电器材，就可区别出圆盘的旋转方向。