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| 物理傳感器 |
傳感器（Sensor）是一種常見又很重要的器件，它是感受規定的被測量的各種量並按一定規律將其轉換為有用信號的器件或裝置。對於傳感器來說，按照輸入的狀態，輸入可以分成靜態量和動態量。我們可以根據在各個值的穩定狀態下，輸出量和輸入量的關係得到傳感器的靜態特性。傳感器的靜態特性的主要指標有線性度、遲滯、重複性、靈敏度和準確度等。傳感器的動態特性則指的是對於輸入量隨着時間變化的響應特性。動態特性通常採用傳遞函數等自動控制的模型來描述。
基本內容
中文名稱：物理傳感器
組成部分：敏感元件、轉換器件、轉換電路
外文名稱：the physical sensor
基本分類：力電、熱電、光電、聲電、電容式
工作原理
物理傳感器是檢測物理量的傳感器。它是利用某些物理效應，把被測量的物理量轉化成為便於處理的能量形式的信號的裝置。其輸出的信號和輸入的信號有確定的關係。主要的物理傳感器有光電式傳感器、壓電傳感器、壓阻式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光導纖維傳感器等。作為例子，讓我們看看比較常用的光電式傳感器。這種傳感器把光信號轉換成為電信號，它直接檢測來自物體的輻射信息，也可以轉換其他物理量成為光信號。其主要的原理是光電效應：當光照射到物質上的時候，物質上的電效應發生改變，這裡的電效應包括電子發射、電導率和電位電流等。顯然，能夠容易產生這樣效應的器件成為光電式傳感器的主要部件，比如說光敏電阻。這樣，我們知道了光電傳感器的主要工作流程就是接受相應的光的照射，通過類似光敏電阻這樣的器件把光能轉化成為電能，然後通過放大和去噪聲的處理，就得到了所需要的輸出的電信號。這裡的輸出電信號和原始的光信號有一定的關係，通常是接近線性的關係，這樣計算原始的光信號就不是很複雜了。其他的物理傳感器的原理都可以類比於光電式傳感器。
應用
下面簡單介紹一下常見的幾種sensor 的原理和作用以及一些簡單的例子。
1、 touch sensor 意是是接觸性sensor，當兩個物體接觸時產生的一種信號，將這個信號收集傳經計算機，可執行下一步的動作。這種sensor 主要用來感應兩個物體的關係。
2、感光sensor ，通過兩個簡單的電路來完成，一個電路有發光二極管或LED等發光元件，另一個電路則接有一個感光元件來感就發光體，當裝有sensor 的兩物體具有對就的關係時，感光元件就會接收到信號，將這個信號傳給計算機，通過計算機來完成其它的動作。這種sensor 主要用來感應是否到達預定的位置，或者用來確定兩物體的相對位置關係。
3、磁感sensor ， 通過磁性感應物體，當兩運動部件運動到一定的區域內時，可以通過磁感來感就到物體的存在及位置。
在一些電子產品的機器中，sensor 可說是無處不在，每個sensor 有具體作用也不同，在遇到sensor時，先看看它到底有什麼作用，為什麼要一個sensor， 原理是什麼，然後再分析該如何處理。
物理傳感器的應用範圍是非常廣泛的，我們僅僅就生物醫學的角度來看看物理傳感器的應用情況，之後不難推測物理傳感器在其他的方面也有重要的應用。
比如血壓測量是醫學測量中的最為常規的一種。我們通常的血壓測量都是間接測量，通過體表檢測出來的血流和壓力之間的關係，從而測出脈管里的血壓值。測量血壓所需要的傳感器通常都包括一個彈性膜片，它將壓力信號轉變成為膜片的變形，然後再根據膜片的應變或位移轉換成為相應的電信號。在電信號的峰值處我們可以檢測出來收縮壓，在通過反相器和峰值檢測器後，我們可以得到舒張壓，通過積分器就可以得到平均壓。
讓我們再看看呼吸測量技術。呼吸測量是臨床診斷肺功能的重要依據，在外科手術和病人監護中都是必不可少的。比如在使用用於測量呼吸頻率的熱敏電阻式傳感器時，把傳感器的電阻安裝在一個夾子前端的外側，把夾子夾在鼻翼上，當呼吸氣流從熱敏電阻表面流過時，就可以通過熱敏電阻來測量呼吸的頻率以及熱氣的狀態。
再比如最常見的體表溫度測量過程，雖然看起來很容易，但是卻有着複雜的測量機理。體表溫度是由局部的血流量、下層組織的導熱情況和表皮的散熱情況等多種因素決定的，因此測量皮膚溫度要考慮到多方面的影響。熱電偶式傳感器被較多的應用到溫度的測量中，通常有杆狀熱電偶傳感器和薄膜熱電偶傳感器。由於熱電偶的尺寸非常小，精度比較高的可做到微米的級別，所以能夠比較精確地測量出某一點處的溫度，加上後期的分析統計，能夠得出比較全面的分析結果。這是傳統的水銀溫度計所不能比擬的，也展示了應用新的技術給科學發展帶來的廣闊前景。
從以上的介紹可以看出，僅僅在生物醫學方面，物理傳感器就有着多種多樣的應用。傳感器的發展方向是多功能、有圖像的、有智能的傳感器。傳感器測量作為數據獲得的重要手段，是工業生產乃至家庭生活所必不可少的器件，而物理傳感器又是最普通的傳感器家族，靈活運用物理傳感器必然能夠創造出更多的產品，更好的效益。[1]