传感器通常由敏感元件、转换元件和变换电路三部分组成,其中敏感元件直接感知被测信号,转换元件将其转化为电信号,变换电路则对信号进行放大和调制。核心功能包括高精度检测、多物理量转换及稳定输出,广泛应用于工业自动化、医疗设备和智能家居等领域。
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敏感元件是传感器的“感知器官”,直接接触被测对象并输出相关物理量信号。例如温度传感器中的热敏电阻通过电阻变化反映温度波动,压力传感器的弹性膜片则通过形变传递压力值。其材料特性(如半导体、陶瓷)决定了检测范围和灵敏度。
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转换元件将敏感元件的输出转化为电信号,如光电传感器中的光敏二极管将光强转换为电流,压电传感器通过晶体变形产生电荷。这一环节的关键在于信号转换的线性度和抗干扰能力,直接影响测量准确性。
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变换电路负责信号调理,包括放大、滤波和模数转换。例如惠斯通电桥电路可消除温漂影响,嵌入式微处理器则实现数字信号输出。优化电路设计能提升信噪比,确保数据可靠性。
选择传感器时需综合考虑环境适应性、功耗及成本,同时定期校准以维持精度。未来,集成化与智能化(如AI边缘计算)将进一步拓展传感器应用场景。