传感器简介

　　工控摘要：凡是利用一定的物性（物理、化学、生物）法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换，并且输出与输入严格一一对应的器件和装置均可称为传感器；传感器又被称为变换器、转换器、检测器、敏感元件、换能器和一次仪表等。传感器具有以下作用与功能：1、测量与数据采集；2、检测与控制作用；3、诊断与监测作用；4、辅助观测仪器；5、资源探测与环境保护；6、医疗卫生和家用电器；
　　
　　传感器的基本组成：传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还加上辅助电源。
　　
　　1、力学量传感器：光电式位移、位置传感器；
　　
　　光纤陀螺是光纤自身传感器的一种，与激光陀螺相比，光纤陀螺灵敏度高，体积小，成本低，可以用于飞机、舰船、导弹等的高性能惯性导航系统。
　　
　　2、热学量传感器：光纤温度传感器；
　　
　　一类是利用光导纤维本身具有的敏感功能而使光纤起温度测量作用，同时利用光纤的特性将温度信号以光的形式传输，该类型属于功能型光纤温度传感器；另一类是光导纤维仅起传输光波的作用，感温功能必须由在光纤端面加装其他敏感元件来完成，属于传输型光纤温度传感器。
　　
　　光纤温度传感器具有测量精度高、抗电磁干扰、安全防爆、可绕性好等特点。
　　
　　目前光纤温度传感器具体可分为晶体光纤温度传感器、半导体吸收光纤温度传感器、双折射光纤温度传感器、光路遮断式光纤温度传感器、荧光光纤温度传感器、Fabry-Rerot标准器光纤温度传感器、辐射式光纤温度传感器和分布参数式光纤温度传感器等。
　　
　　3、流体量传感器：
　　
　　光纤传感器流量计：光纤传感器涡轮流量计；
　　
　　液位传感器：
　　
　　一：浮力式液位传感器（恒浮力式、变浮力式；）
　　
　　二：吹气式液位传感器；
　　
　　三：电容式液位传感器；
　　
　　四：压力传感器式液位计；
　　
　　五：超声波式液位传感器；
　　
　　六：放射线式液位传感器；
　　
　　七：雷达式液位计；
　　
　　光纤液位传感器：
　　
　　图1为光纤液位传感器的原理示意图。
　　
　　4、光学量传感器：光纤传感器；近年来，传感器在朝着灵敏、、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。
　　
　　光纤传感器凭借着其大量的优点已经成为传感器家族的*，它凭借着光纤的优异性能而得到广泛的应用，并且在各种不同的测量中发挥着自己独到的作用，成为传感器家族中*的一员。
　　
　　光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列*的优点：用光纤传输光信号,能量损失极小；灵敏度高；抗电磁干扰和原子辐射的性能；防噪声、无电火花、无短路负载；光纤具有化学性质稳定及径细、质软、重量轻的机械性能；电绝缘性好、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能；防爆、光路有可挠性，以及便于与计算机联接，便于与光纤传输系统组成遥测网络等；还有结构简单、体积小、重量轻、耗电少等。它能够在人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的地区（如核辐射区），起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
　　
　　光纤传感器一般可分为两大类：一类是功能型传感器，是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件，所以又叫传感型光纤传感器；另一类是非功能型传感器，利用其他敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为光的传输介质，传输来自远处或难以接近场所的光信号，因此，也称做传光型传感器或混合型传感器。
　　
　　根据对光进行调制的手段不同，光纤传感器有强度（振幅）调制、相位调制、频率调制、偏振调制、波长调制等不同工作原理的光纤传感器。
　　
　　光纤传感器可以探测的物理量很多，按照被测对象的不同，光纤传感器又可以分为声场、电场、磁场、位移、压力、温度、流量、角速度、速度、加速度、振动、转动、弯曲、应变、电压、电流、化学量、生物医学量等各种光纤传感器，还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。在狭小的空间里，在强电磁干扰和高电压的环境里，光纤传感器都显示出了*的能力。目前光纤传感器已经有70多种，大致上分成光纤自身传感器和利用光纤的传感器。
　　
　　5、电量传感器：光纤电量传感器；
　　
　　6、磁学量传感器；
　　
　　7、声学量传感器；光纤声传感器就是一种利用光纤自身的传感器。当光纤受到一点很微小的外力作用时，就会产生微弯曲，而其传光能力发生很大的变化。声音是一种机械波，它对光纤的作用就是使光纤受力并产生弯曲，通过弯曲就能够得到声音的强弱。
　　
　　8、化学量传感器：光纤化学传感器；
　　
　　利用化学发光、生物发光以及光敏器件与光导纤维技术制作传感器，特别是光导纤维传感器及以光导纤维为基础的各种探针技术，具有响应速度快、灵敏度高、抗电磁*力强、体积小，可应用于其他传感器无法工作的恶劣环境等特点。
　　
　　光纤化学传感器可分为两种基本类型：光导型和化学型。
　　
　　光电检测器件可采用光电倍增管（PMT）、PIN光电二极管（PIN-FET）、雪崩光电二极管、光电二极管等。
　　
　　9、生物传感器：光纤型酶传感器；
　　
　　10、仿生及机器人传感器；
　　
　　11、生态环境传感器：光纤传感器；