人要感知外界的信息，必須借助感覺(jué)器官。但是，人類(lèi)所從事科學(xué)研究和生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)程，以及開(kāi)發(fā)的各種各樣自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)，僅僅依靠人的感官是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須借助于類(lèi)似人類(lèi)器官的感知元件——傳感器。特別是最近幾年，人們還將半導(dǎo)體和納米等技術(shù)應(yīng)用于傳感器產(chǎn)業(yè)，開(kāi)發(fā)出各種帶有MCU，并兼有信息檢測(cè)﹑信號(hào)處理﹑信息記憶﹑邏輯思維與判斷功能的新型傳感器——智能式傳感器(Intelligent sensor或Smart sensor)。

傳感器前十大市場(chǎng)包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、位置傳感器、液體化學(xué)傳感器、液位傳感器、速率傳感器、氣體化學(xué)傳感器等。本文主要介紹在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的接近傳感器、力學(xué)傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和光傳感器。

目前，可以與人類(lèi)的五大感覺(jué)器官的功能相比擬的5類(lèi)傳感器分別是：視覺(jué)傳感器，模擬人類(lèi)眼睛，可分為光傳感器﹑圖像傳感器等；聽(tīng)覺(jué)傳感器，模擬人類(lèi)耳朵，可分為壓力傳感器﹑電容麥克風(fēng)等；觸覺(jué)傳感器，模擬人類(lèi)皮膚，可分為力學(xué)傳感器﹑溫度傳感器﹑濕度傳感器等；味覺(jué)傳感器，模擬人類(lèi)舌頭，可分為等離子傳感器﹑化學(xué)傳感器等；嗅覺(jué)傳感器，模擬人類(lèi)鼻子，可分為半導(dǎo)體氣體傳感器﹑燃燒式氣體傳感器等。

除了以上和人類(lèi)的五大感覺(jué)器官相比擬的傳感器外，還有紅外線傳感器﹑接近傳感器﹑速度和加速度傳感器﹑磁性傳感器等。因此，廣義地說(shuō)傳感器是一種能把物理量﹑化學(xué)量﹑生物量等轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。輸出的電信號(hào)有不同形式，如電壓﹑電流﹑頻率﹑脈沖等，能滿足信息傳輸﹑處理﹑記錄﹑顯示﹑控制的要求。

1．傳感器的類(lèi)型

傳感器的分類(lèi)方法多種多樣，人們可以根據(jù)不同的應(yīng)用和感測(cè)對(duì)象，從不同的角度進(jìn)行分類(lèi)。其中，最主要的分類(lèi)方法分別基于傳感器的感測(cè)材料﹑感知的現(xiàn)象﹑輸出信號(hào)的形式﹑工作原理等。
 
按照感知對(duì)象，可將傳感器分為壓力傳感器﹑力敏傳感器﹑位置傳感器﹑液面?zhèn)鞲衅鳗p能量消耗傳感器﹑速度傳感器﹑熱敏傳感器﹑加速度傳感器﹑射線輻射傳感器﹑振動(dòng)傳感器﹑濕敏傳感器﹑磁敏傳感器﹑氣敏傳感器﹑真空度傳感器等。

按材料的物理性質(zhì)，可將傳感器分為：導(dǎo)體﹑絕緣體﹑半導(dǎo)體﹑磁性材料﹑無(wú)機(jī)材料﹑有機(jī)材料﹑等離子材料﹑生物材料傳感器。

從工作原理角度，可將傳感器分為：電容傳感器﹑電感傳感器(Inductance type transducer)﹑霍耳傳感器(Hall type pressure transducer)﹑電壓傳感器﹑超聲波傳感器﹑熱電傳感器﹑光電傳感器等。
 

2．傳感器的技術(shù)指標(biāo)

為了鑒別傳感器性能高低，技術(shù)管理部門(mén)設(shè)定了鑒別的技術(shù)指標(biāo)，其中大部份指標(biāo)適用于所有類(lèi)型傳感器，也有部份只適用于特定類(lèi)型的傳感器。通常的技術(shù)指標(biāo)包括：線性度、靈敏度、抗干擾能力、可調(diào)節(jié)性、精度、可靠性、遲滯性、耐用性、可重復(fù)性、應(yīng)速率、選擇性、安全性、互換性、成本、測(cè)量范圍、工作溫度范圍，以及尺寸﹑重量和強(qiáng)度。其中：
·線性度表示傳感器實(shí)際輸出曲線與理想輸出曲線之間的符合程度，通常以非線性最大偏差和整個(gè)測(cè)定范圍(滿量程輸出)相比，以百分比的形式來(lái)表示。
·靈敏度表示傳感器輸出的變化量與引起該變化的輸入變化量之比。
·抗干擾能力表示傳感器對(duì)外界干擾因素(熱、振動(dòng)、酸、堿、空氣、水、塵埃等)的抗御能力。
·精度為檢測(cè)結(jié)果與“真正”數(shù)值之間的誤差的大小。
·可靠性指?jìng)鞲衅髌骄鶡o(wú)故障時(shí)間。
·遲滯性非常重要，它是傳感器在正(輸入量增大)反(輸入量減小)行程中傳感器輸出不重合的現(xiàn)象。
·可重復(fù)性指在相同條件下，傳感器對(duì)被測(cè)量進(jìn)行多次反復(fù)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果一致(符合)的程度。
·響應(yīng)速率是傳感器對(duì)輸入信號(hào)做出響應(yīng)的快慢程度，對(duì)不同類(lèi)型的傳感器響應(yīng)速率表述有所不同。

專(zhuān)家分析，2010年前后，傳感器整體趨勢(shì)朝向小型化、集成化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化發(fā)展，新一代傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將逐漸延伸和提高，并加速產(chǎn)業(yè)化。其中，集成化、智能化和多功能化將成為傳感器發(fā)展的重要方向。集成智能傳感器采用MEMS加工技術(shù)和CMOS大規(guī)模集成電路工藝，利用硅作為基本材料來(lái)制作敏感元件、信號(hào)調(diào)制電路，以及微處理器單元，并把它們集成在一塊芯片上構(gòu)成。這樣，智能傳感器就達(dá)到了微型化和結(jié)構(gòu)一體化，從而提高了精度和穩(wěn)定性。隨著MEMS加工技術(shù)的發(fā)展，以CMOS工藝制造的集成濕度傳感器已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。

納米技術(shù)和MEMS是目前科學(xué)研究領(lǐng)域中的一個(gè)熱門(mén)范疇。采用這些技術(shù)研制出的產(chǎn)品的外形尺寸最低可達(dá)納米級(jí)、微米級(jí)。微型傳感器將信號(hào)檢測(cè)﹑信號(hào)處理﹑控制和執(zhí)行結(jié)構(gòu)集于一體，在生物﹑醫(yī)學(xué)﹑通訊﹑交通運(yùn)輸﹑軍事﹑航空﹑航天及核能等領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

傳感器技術(shù)的發(fā)展總是和新材料技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)的，新型的傳感器孕育于新材料之中。如高分子壓電薄膜的出現(xiàn)，使得機(jī)械人觸覺(jué)系統(tǒng)的靈敏度更加接近人的皮膚。因此，研究新型功能材料是傳感器領(lǐng)域的另一個(gè)重要的發(fā)展方向。