感測器

「感測器」的各地常用名稱
感測器的組成
中國大陸	傳感器
臺灣	感測器
港澳	感應器

感測器（英語：Sensor）是用於偵測環境中所生事件或變化，並將此訊息傳送出至其他電子裝置（如中央處理器）的裝置，通常由感測元件和轉換元件組成。

相關概念

• 一個感測器的輸入對輸出的影響稱為傳感係數或靈敏度（sensitivity）。例如，一個水銀溫度計，每當溫度上升1 °C時，水銀柱上升1cm，則這個水銀溫度計的傳感係數為1 cm/°C。
• 當一個感測器的輸入和輸出完全成線性關係的時候，這個感測器就是一個理想感測器。同時，理想感測器還應該遵守以下原則：

1. 只受被測因素的影響；
2. 不受其他因素的影響；
3. 感測器本身不會影響被測因素。

感測器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的訊號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧），並將探知的資訊傳遞給其他裝置。「感測器」在新韋式大詞典中定義為：「從一個系統接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統中的元件」。根據這個定義，感測器的作用是將一種能量轉換成另一種能量形式，所以不少學者也用「換能器－Transducer」來稱謂「感測器－Sensor」。

分類

按工作原理分類

• 電阻式感測器
• 電容式感測器
• 電感式感測器
• 壓電感測器
• 熱電感測器
• 阻抗式感測器
• 磁電式感測器
• 光電式感測器
• 諧振式感測器
• 超音波感測器
• 同位素感測器
• 電化學感測器
• 微波感測器

按技術分類

超音波感測器、溫度感測器、濕度感測器、氣體感測器、壓力感測器、加速度感測器、紫外線感測器、磁敏感測器、磁阻感測器、圖像感測器、電量感測器、位移感測器

按應用分類

壓力感測器、溫度感測器、濕度感測器、pH感測器、流量感測器、液位感測器、超音波感測器、浸水感測器、照度感測器、差壓變送器、加速度感測器、位移感測器、稱重感測器、測距感測器

電子式感測器

• IR 紅外線近接/測距
• 循線循跡 Sensor
• 超音波距離檢測
• 激光區域距離測量儀
• 室內定位系統
• 碰撞感測器
• 緊急/保護 帶狀開關
• 可撓曲感測器
• 壓力感測器
• 溫濕度感測器
• 表面溫度量測器
• 數碼電子羅盤（方向）
• GPS衛星定位模組
• 計數&PWM發生器
• 陀螺儀與加速度計
• 傾斜儀與定向計
• Piezo 壓電震動感測器
• RFID Reader模組
• PIR 物體移動檢知
• TSL230光To頻率
• 霍爾效應感測器
• 氣體偵測器

感測器的特性

感測器的輸入-輸出特性分為靜態特性和動態特性。

靜態特性

感測器的靜態特性是通過靜態標定或靜態校準的過程獲得的，主要指標有線性度、遲滯、重複性、靈敏度與靈敏度誤差、解像度與閾值、穩定性、溫度穩定性、多種抗干擾能力、靜態誤差。

靜態靈敏度

靜態靈敏度是指感測器被測量的單位變化量引起的輸出變化量，其定義為 $S=\lim _{\Delta x\to 0}\left({\frac {\Delta y}{\Delta x}}\right)={\frac {\mathrm {d} y}{\mathrm {~d} x}}$。

線性度

由於種種原因感測器實測的輸入/輸出關係並不是一條直線，因此感測器實際的靜態特性的校準特性曲線與某一參考直線不吻合程度的最大值就是線性度（英語：linearity），計算方法為

${\begin{array}{c}\xi _{\mathrm {L} }={\frac {\left|\left(\Delta y_{\mathrm {L} }\right)_{\max }\right|}{y_{\mathrm {FS} }}}\times 100\%\\\left(\Delta y_{\mathrm {L} }\right)_{\max }=\max \left|\Delta y_{i,\mathrm {~L} }\right|,\quad i=1,2,\cdots ,n\\\Delta y_{i,\mathrm {~L} }={\bar {y}}_{i}-y_{i}\end{array}}$

遲滯

由於感測器機械部分的摩擦和間隙、敏感結構材料等的缺陷及磁性材料的磁滯等，感測器同一個輸入量對應的正、反行程的輸出不一致，這一現象就是遲滯(hysteresis)。遲滯指標是正反行程相差最大的值。

擬合方法

常用擬合方法有：理論擬合、過零旋轉擬合、端點擬合、端的平移擬合、最小二乘法擬合。

感測器的動態特性

動態響應特性一般並不能直接給出其微分方程式，而是通過實驗給出感測器與階躍響應曲線和幅頻特性曲線上的某些特徵值來表示儀器的動態響應特性。

參看

• 換能器
• 控制論
• 軟感測器