傳感器（sensor/sensor）它是一種檢測設備，可以感應測量的信息，并定期將感應到的信息轉換為電信號或其他所需形式的信息輸出。它們為物體提供觸覺、味覺、嗅覺等感官使物體具有感知和敏銳捕捉外界細微變化的能力。

傳感器具有小型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化等特點，它是實現自動檢測和自動控制的第一個環節。廣泛應用于日用品和各個領域，與其他設備進行信息交換和處理，滿足信息傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它們被用來觸摸電梯按鈕、制造業也使用常見應用，例如帶自動調光功能的觸控底座、機械、航空航天、汽車、醫藥、機器人和其他行業。還可以測量材料的化學和物理性質，例如，光學傳感器用于測量折射率，振動傳感器用于測量流體粘度，電化學傳感器用于監測流體pH值。

隨著傳感器技術的發展，從結構傳感器到固體傳感器再到智能傳感器，都采用了微機械系統（MEMS）制造實現小型化、快速響應和高靈敏度。傳感器的發展前景廣闊，應用范圍涵蓋智能、醫療、農業等領域，推動科技進步和推進無人駕駛、人工智能與機器人技術創新。

微型化

隨著微機電系統的發展，（MEMS）隨著技術的發展，傳感器的體積和尺寸已經顯著減小，并且可以將其制成微米或納米器件。這項技術的發展主要得益于MEMS（MEMS）以及硅光子集成技術的廣泛應用。在實際應用中，小型化的意義不僅在于器件尺寸的縮小，還在于納米技術成果的集成，這使得MEMS的大規模生產和制造成為可能。例如，微驅動器、微傳感器和微電路可以集成到微米尺寸的器件中，這促進了納米技術在各個領域的應用和發展。

數字化

現代傳感器的輸出信號以數字形式表示，這使得數據處理、傳輸和存儲更加方便，數據的準確性和可靠性也得到提高。在最新的研究中，科學家們構建了一種稱為'電子舌'該裝置設計用于在一定程度上替代人的舌頭，并用于待測樣品味覺指數的定性和定量測量。該技術的目標是將人舌對風味物質的味覺感知轉化為具體的數字化結果，從而實現味覺評價的自動化和客觀化。這種創新將有助于食品工業、質量控制和醫療領域實現更高水平的研究和應用。

智能化

現代傳感器不僅具有智能能力，還可以處理數據、決策和反饋還具有學習和適應環境的能力，從而顯著提高了傳感器的智能水平。多功能傳感器意味著它具有多種不同的測量或檢測功能并能適應不同的應用要求，從而大大增強了傳感器的靈活性和多樣性。然而，目前大多數傳感器很難在寬檢測范圍和高靈敏度之間取得平衡，同時還面臨著實現多功能的問題（例如散熱、加熱等）的挑戰。

系統化

該傳感器配備有其他設備、系統或平臺的連接和集成能力，從而形成完整的感知和控制系統，實現更先進的功能和應用。數據采集系統在該系統中起著重要作用，其主要功能是作為數據采集站，通常借助微型計算機設備進行系統控制。在實踐中，數據采集系統主要用于采集傳感器產生的原始數據，并進行有效的測量和數據記錄。該過程確保可以從傳感器獲得準確的數據，并且可以用于后續的數據處理、分析和控制策略的制定提供了必要的依據。

網絡化

傳感器具有通過網絡進行通信和傳輸數據的能力，尤其是無線傳感器通過在節點之間形成網絡化布局，借助節點中的各種傳感器對環境進行綜合分析。這使得傳感器能夠實現遠程監控、控制和協同操作，從而顯著提高傳感器的遠程和分布式應用能力。

在結構上，電子傳感器由敏感元件組成、轉換元件、轉換電路和輔助電源。這四個部分相互配合，共同完成傳感器的感知、轉換和輸出功能。

敏感元件

這是傳感器的核心部件，直接感受被測量，輸出與被測量有確定關系的物理量信號。

轉換元件

轉換元件將敏感元件獲得的物理量或信號轉換為傳感器中的電信號或數字信號，便于傳輸和處理。這個轉換過程是實現傳感器智能化的關鍵步驟之一。智能傳感器的實現離不開各種特定傳感器及其相應轉換元件的配合與操作。

這些轉換元件可以調節傳感器獲得的原始數據、放大、濾波、模數轉換等處理，從而得到準確可靠的數字或模擬信號輸出。這些輸出信號可以直接傳輸到其他設備、實現遠程監控的系統或平臺、控制和協作操作也可以被處理和分析以獲得關于被測量的有用信息。

變換電路

轉換電路負責放大和調制轉換元件輸出的電信號，以確保信號能夠被精確測量和處理。它的主要作用是將傳感器獲得的模擬信號轉換成數字信號，便于后續的數據處理和分析。對于有電壓輸出信號的傳感器，由于其輸出信號本身是電壓的形式，通常不需要轉換電路。但這類傳感器的抗干擾能力相對較差，可能會受到外界干擾而產生誤差。

對于電壓型內阻傳感器，其工作原理是通過轉換電路將測量器件的內阻和電壓的變化轉換成電信號。這種傳感器通常用于測量電阻或電壓例如，在溫度傳感器中，電壓內阻傳感器通常用于測量溫度值。

輔助電源

輔助電源為傳感器提供所需的電源，保證傳感器能夠正常工作。輔助電源系統主要負責為傳感器和控制設備提供穩定的電流和電壓。

該系統通常包括輔助轉換器，該轉換器包括充電和放電電路、線路濾波器、變壓器、逆變單元、輸出濾波電路、三相輸出接觸器、控制單元、充電機單元、應急啟動電源和各種傳感器等。這些部件協同工作，確保傳感器在各種工作條件下都能得到可靠的供電。輔助電源系統還包括高壓輔助母線電路和中壓母線電路。這些總線電路負責將電能從輔助變流器傳輸到傳感器和控制設備，確保電能傳輸的高效性和穩定性。

物理傳感器

物理傳感器利用已知的物理效應，如光電效應、熱電效應、電磁感應等，將物理量之間的對應關系轉換為電信號來實現測量。他們收集原始情景數據，并根據感知的數據類型對其進行分類。這些傳感器利用壓電效應、離子化、熱電、光電、磁電等物理效應來感知和測量不同的物理量。它們將微小的信號變化轉化為電信號，用于測量和監測各種物理現象。

傳感器

物理傳感器可以根據其用途進行分類，包括壓力傳感器、力敏感器、加速度傳感器等。他們可以測量和檢測壓力、強度和加速度等物理量。此外，根據材料的不同，物理傳感器可以分為金屬聚合物和陶瓷混合物等不同類別。

在物理傳感器中，可以分為結構傳感器和物理傳感器。結構傳感器基于物理規律進行測量，并利用結構變化來感知目標的狀態或參數變化。物理傳感器通過材料的特性對外部刺激如電阻做出反應、電容、電感變化來實現測量和檢測。此外，納米傳感器是一種微型裝置，通過將生物識別元件固定在物理和化學傳感器的表面來診斷生物材料或組織的樣品。這些納米傳感器使用納米技術和生物識別技術來檢測和測量微觀生物信號。

化學傳感器

化學傳感器是一種獨立的分析裝置，用于檢測液體或氣體環境中的化學成分。化學傳感器是一種對化學物質敏感并將其濃度轉換為電信號的傳感器，可用于氣體檢測、水質監測和濕度溫度檢測等。它們通過測量與特定化學物質濃度相關的物理信號來提供信息。化學傳感器利用電化學反應原理將無機和有機化學物質的成分結合起來、將濃度轉換成電信號的傳感器。

化學傳感器可以傳輸各種化學物質（電解質、化合物、分子、離子等）將傳感器的狀態或變化定性或定量地轉換為電信號并輸出的裝置，通常由接收器和換能器組成。化學傳感器的功能包括兩個主要步驟：識別和轉導。在識別步驟中，分析物分子與傳感器識別元件結構中包含的受體分子或位點相互作用。這導致特定物理參數的變化，并且這種變化由產生輸出信號的傳感器報告。

生物傳感器

生物傳感器是一種生物材料、與物理和化學傳感器或傳感器微系統密切相關或集成的生物衍生材料或仿生材料分析設備。生物傳感器可以是光學傳感器、電化學傳感器、溫度型傳感器、壓電型傳感器、微機械傳感器和其他不同類型的傳感器。根據國際理論和應用化學聯合會（IUPAC）根據生物傳感器的定義，將物理和化學傳感器與能夠識別生物衍生分子的元件相結合的分析設備被定義為生物傳感器。

生物傳感器主要使用生物成分，如細胞、蛋白質、核酸或仿生聚合物等，以檢測分析物。這些生物成分通常封裝在半透性屏障中，如透析膜或水凝膠，這些屏障以物理或化學方式限制大分子的移動。生物傳感器廣泛應用于生物醫學和生物技術。生物傳感器的優勢在于其高選擇性和高靈敏度。它們可以高選擇性地檢測特定的生物分子，并對目標分子的濃度具有高靈敏度。生物傳感器的應用有助于實現個性化醫療、健康監測和生物工程進展。

醫學檢測

在該領域中，使用生物傳感器可以通過與DNA相互作用的生物成分來檢測和分析DNA序列，以進行基因檢測、遺傳疾病篩查等。它還可以用于檢測和監測生物中的特定生物標志物，如蛋白質、酶、代謝物等，用于疾病診斷和監測。通過測量血液或體液中的葡萄糖濃度，它可以用于糖尿病管理和血糖監測。檢測液體或生物環境中pH值的變化，用于監測和調節酸堿平衡。在DNA擴增的遺傳技術中發揮重要作用、基因測序、基因表達等應用。

工業自動化

傳感器在工業自動化中起著重要的作用，用于監測和控制生產過程中的各種參數，如溫度、壓力、濕度、流量、速度、位置等。它們用于實現自動控制和監控系統，提高生產效率、質量和安全性。在工業自動化生產的整個工作流程中，需要的傳感器數量也是比較龐大的另外生產環節多，需要做好多方監控隨著計算機控制技術和自動化生產技術的不斷深入，傳感器的應用范圍逐漸廣泛，因此對計算機控制技術的輔助作用更加明顯。

汽車工業

傳感器在汽車工業中被廣泛用于監測和控制車輛的各種參數，包括發動機溫度、油位、速度、轉向角度、氣囊系統、制動系統等。它們用于提高駕駛安全性、駕駛舒適性和燃油經濟性。在傳感器系統在車輛中的實際應用中，傳感器的主要功能是實時監控車輛的整體工作狀況，自動生成相關數據，并編寫系統報告隨著機械自動化技術的加入，傳感器系統的工作變得更加方便。

醫療保健

早在1967年，厄普代克等人]首先開發了基于GOD的酶電極，然后隨著醫療保健需求的增加，基于GOD的葡萄糖傳感器迅速發展，商業上廣泛使用的手指刺破式血糖儀是其代表。傳感器在醫療保健領域有許多應用，用于監測病人和病人的健康狀況生命體征，如心率、血壓、血糖水平等。它們也用于醫療設備，如x光機、核磁共振儀等。柔性傳感器在醫療領域的應用是目前最熱門的研究方向。

環境監測

傳感器在環境監測中發揮著重要作用，用于監測空氣質量、水質、土壤條件、噪音水平等。他們幫助保護環境、提供生態信息和預警系統。環境監測子系統利用物聯網技術部署各種傳感器，如CO2傳感器、噪聲傳感器等，通過PLC系統控制單元進行程序修改和運行監控，然后在LED屏幕上顯示數據信息。

家居智能化

傳感器在智能家居中起著關鍵作用，它們用于檢測和控制家中的各種參數，例如溫度、濕度、光照、煙霧、門窗狀態等。他們可以實現智能家居自動化、能源管理和安全監控。

物聯網

傳感器是物聯網的重要組成部分，用于采集和傳輸各種物理量和環境信息。它們與互聯網相連，實現設備之間的數據交換和遠程監控。被動后向散射通信技術是物聯網的新興技術之一，可以使傳感器擺脫電池的束縛，避免復雜的人工維護，降低無線傳感器的成本。

通過物聯網、北斗導航和其他新一代傳感技術與壓力傳感器相結合、光學傳感器、位移傳感器、視頻監控等終端設備，平臺可以動態化、實時、智能化地識別、感知、定位、跟蹤、采集、監控、管理公路建設指揮部、施工、第三方檢測等現場信息，及時提供平臺、準確的數。

農業技術

傳感器在農業中廣泛用于監測土壤濕度、氣象條件監測、作物生長監測、灌溉控制等。它們有助于提高農業生產效率和資源利用效率。

航空航天

傳感器在航空航天領域發揮著關鍵作用，用于飛機導航、姿態控制、氣象監測、遙感等。通過傳感器獲得飛機上的機械和熱環境參數、圖像，以及各子系統經編機架的工作狀態和工作參數等各種數據、加密、調制、放大、過濾后，通過天線發射出去、它被傳送到地面監測站，接收到的信號被放大、濾波、解調、解密、解幀、求解過程中，獲取原始參數數據，進行地面監測、解釋，用于評估飛行試驗結果、故障定位、健康監測和趨勢預測等，具有非常重要的功能和意義。在國防航空航天等需要多個光電傳感器信息融合的領域具有良好的應用前景。

結構監測

傳感器用于監測建筑物和結構，包括地震監測、結構變形、溫度變化等。它們有助于提前發現結構變化和損壞，并采取相應的維護和保護措施。

安防系統

傳感器廣泛應用于安全領域，包括入侵檢測、煙霧和火災報警、視頻監控等。它們用于提供安全和保護，并保護人員和財產的安全。近年來，隨著無線傳感器技術的快速發展，無線網絡逐漸取代了傳統的有線形式，分布式網絡節點增強了安全系統設計的靈活性和可擴展性。

能源管理

傳感器在能源管理中發揮著重要作用，用于監控能源消耗、測量水、電、燃氣的使用，以及優化能源利用和節能減排。

海洋技術

傳感器在導航和海洋技術中發揮著重要作用，用于導航、海洋觀測、水下探測等。它們有助于船只和海洋資源的管理和保護。

科學研究

傳感器廣泛用于科學研究和實驗室實驗、物理測量、生物學研究、天文觀測等。它們提供各種參數和現象的精確測量和監控。

智能交通系統

傳感器在智能交通系統中廣泛用于交通流量監控、智能交通信號控制、車輛檢測和識別等。它們有助于提高交通效率和減少交通擁堵。

智能穿戴設備

傳感器在包括智能手表在內的智能可穿戴設備中發揮著關鍵作用、健康監測設備、運動追蹤器等。它們被用來監測身體活動、健康狀況和生活習慣。

游戲和虛擬現實

傳感器廣泛用于游戲和虛擬現實中的動作捕捉、姿勢識別、環境感知等。它們為沉浸式游戲體驗和虛擬現實交互提供支持。