傳感器（Transducer/Sensor）的定義是：能感受被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件（Sensing element）是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分；轉(zhuǎn)換元件（Transducing element）是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分。
■ 感受的被測量：壓力p ■ 感受的被測量：壓力 p
■ 敏感元件：真空膜盒 ■ 敏感元件：圓柱殼（諧振筒）
■ 轉(zhuǎn)換元件：杠桿、電位器 ■ 轉(zhuǎn)換元件：電磁檢測線圈
■ 輸出信號：電位器電壓u ■ 輸出信號：檢測線圈的電壓u（周期信號的頻率f）
從三個方面來理解與把握：
1. 作用——測量，應(yīng)用傳感器的目的（功能）；
2. 工作機理——敏感元件，傳感器技術(shù)的核心，研究、設(shè)計、制作傳感器的關(guān)鍵；
3. 輸出信號——適于測量的電信號。
傳感器的基本結(jié)構(gòu)組成
敏感元件：傳感器的核心
■ 敏感元件可以工作于開環(huán)狀態(tài)
■ 敏感元件也可以工作于閉環(huán)狀態(tài)
傳感器的定義分類
傳感器是借助于檢測元件接收一種形式的信息，并按一定規(guī)律將它轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。它獲取的信息可以為各種物理量、化學(xué)量和生物量，轉(zhuǎn)換后的信息也可以有多種形式。目前的傳感器大多為電信號，因此，從狹義上講，傳感器也可定義為把外界的輸入信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。
傳感器是自動化系統(tǒng)中不可缺少的元件。它連接被測對象和測試系統(tǒng)，提供系統(tǒng)進行處理和決策所必需的原始信息。顯然，一個自動化系統(tǒng)首先要檢測到信息才能去進行自動控制，如果傳感器不能獲得信息，或者獲得的信息不確切，或者不能把信息精確地轉(zhuǎn)換成電信號，那么，要顯示、處理這些信號就會非常困難，甚至沒有意義。所以，傳感器關(guān)系著一個測量系統(tǒng)或自動化系統(tǒng)的成敗。
隨著電子計算機、生產(chǎn)過程自動化、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)保、能源、海洋開發(fā)、遙感、遙測、宇航等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從太空到海洋，從各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)到日常生活的衣食住行，都廣泛采用了各種傳感器。
由于應(yīng)用的對象、測量的范圍、周圍的環(huán)境等不同，需用的傳感器也不一樣，因此，傳感器的種類很多。目前，傳感器常用的分類方法有以下兩種：
1．按被測物理量劃分
?。?）位移傳感器
用于長度、厚度、應(yīng)變、振動、偏轉(zhuǎn)角等參數(shù)的測量。
?。?）速度傳感器
用于線速度、振動、流量、動量、轉(zhuǎn)速、角速度、角動量等參數(shù)的測量。
?。?）加速度傳感器
用于線加速度、振動、沖擊、質(zhì)量、應(yīng)力、角加速度、角振動、角沖擊、力矩等參數(shù)的測量。
（4）力、壓力傳感器
用于力、壓力、重量、力矩、應(yīng)力等參數(shù)的測量。
2．按工作原理分
?。?）電阻式傳感器
利用移動電位器觸點改變電阻值或改變電阻絲或片的幾何尺寸的原理制成，主要用于位移、力、壓力、應(yīng)變、力矩、氣流流速和液體流量等參數(shù)的測量。
?。?）電感式傳感器
利用改變磁路幾何尺寸、磁體位置來改變電感和互感的電感量或壓磁效應(yīng)原理制成，主要用于位移、力、壓力、振動、加速度等參數(shù)的測量。
?。?）電容式傳感器
利用改變電容的幾何尺寸或改變電容介質(zhì)的性質(zhì)和含量，從而改變電容量的原理制成，主要用于位移、壓力、液體、厚度、含水量等參數(shù)的測量。
?。?）諧振式傳感器
利用改變機械的或電的固有參數(shù)來改變諧振頻率的原理制成，主要用于測量壓力。
?。?）電勢型傳感器
利用熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、電磁感應(yīng)等原理制成，主要用于溫度、磁通、電流、電壓、速度、光強、熱輻射等參數(shù)的測量。
（6）電荷式傳感器
利用壓電效應(yīng)原理制成，主要用于力、加速度的測量。
?。?）光電傳感器
利用光電效應(yīng)和幾何光學(xué)原理制成，主要用于光強、光通量、位移等參數(shù)的測量。
?。?）半導(dǎo)體傳感器
利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、磁電效應(yīng)，與氣體接觸產(chǎn)生性質(zhì)變化等原理制成，多用于溫度、壓力、加速度、磁場、有害氣體和氣體泄漏的測量。
傳感器的建模
1. 建模是什么
■ 針對傳感器中的彈性敏感元件，研究其在被測量作用下的力學(xué)行為：包括位移、應(yīng)變、應(yīng)力或者振動特性；
■ 建立包括傳感器敏感單元幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)、物理參數(shù)、邊界條件在內(nèi)的，傳感器彈性敏感元件的位移、應(yīng)變、應(yīng)力或者振動特性與被測量之間的函數(shù)關(guān)系，即敏感結(jié)構(gòu)的力學(xué)和數(shù)學(xué)模型；
■ 不同于第二部分中的傳感器特性（針對輸入輸出特性，相當(dāng)于把傳感器整體作為一個“黑匣子”，用來評估傳感器總體性能。它不能告訴我們傳感器敏感結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)、物理參數(shù)以及邊界條件如何影響傳感器的性能，自然也不會提供從傳感器敏感結(jié)構(gòu)的細節(jié)方面來改善其性能的辦法。
2. 建模的重要性
■ 定量研究傳感器敏感機理的理論基礎(chǔ)；在傳感器原理分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、樣機研制中有重要作用
■ 能充分、準(zhǔn)確地揭示出傳感器的工作機理
■ 能有效地指導(dǎo)傳感器，特別是敏感結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)、邊界結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計過程
■ 提高針對性，縮短樣機研制過程和利于處理不同物理量之間的耦合等
3. 建模的復(fù)雜性
■ 一方面，傳感器是多學(xué)科的密集技術(shù)，涉及的知識內(nèi)容遍及許多基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)。各種敏感效應(yīng)的傳感器種類繁多，被測參數(shù)、測量范圍千差萬別，敏感元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣
■ 另一方面，傳感器的研究工作本身還具有很強的工程性，實用性。這要求傳感器的建模也要充分體現(xiàn)這一點
4. 建模的過程
■ 第一個階段：由實際問題本質(zhì)特征建立傳感器物理模型。此階段主要針對傳感器的基本工作原理進行。其特點是簡潔、明確、反映了傳感器的物理本質(zhì)，模型中的每一項都具有鮮明的物理意義。
■ 第二個階段：由傳感器的物理模型建立其數(shù)學(xué)模型。此階段主要根據(jù)傳感器的基本工作原理，針對傳感器的敏感元件進行。其特點是包含了傳感器的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)、物理參數(shù)、邊界條件及其他約束條件；物理特征含蓄，具有較強的抽象性。
■ 第三個階段：求解數(shù)學(xué)模型。物理模型的建立對傳感器整個建模工作至關(guān)重要，它既依賴于對傳感器工作機理的理解，又依賴于已有的實際工作經(jīng)驗；數(shù)學(xué)模型的建立主要取決于傳感器相關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，它是保證模型準(zhǔn)確、可靠的關(guān)鍵；數(shù)學(xué)模型的求解直接影響到整個建模工作的成效和應(yīng)用價值。
■ 上述三個階段在傳感器的建模工作中缺一不可，應(yīng)緊緊圍繞著實際傳感器的工作機理進行。
傳感器的常見應(yīng)用
2.煙霧報警器，利用煙敏電阻來測量煙霧濃度，從而達到報警目的
3.手機，數(shù)碼相機的照相機，利用光學(xué)傳感器來捕獲圖象
4.電子稱，利用力學(xué)傳感器（導(dǎo)體應(yīng)變片技術(shù)）來測量物體對應(yīng)變片的壓力，從而達到測量重量目的
5.水位報警，溫度報警，濕度報警，光學(xué)報警等……
智能傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域中。例如，它在機器人領(lǐng)域中有著廣闊應(yīng)用前景，智能傳感器使機器人具有類人的五官和大腦功能，可感知各種現(xiàn)象，完成各種動作。在工業(yè)生產(chǎn)中，利用傳統(tǒng)的傳感器無法對某些產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)（例如，黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等）進行快速直接測量并在線控制。而利用智能傳感器可直接測量與產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有函數(shù)關(guān)系的生產(chǎn)過程中的某些量（如溫度、壓力、流量等）。Cygnus公司生產(chǎn)了一種“葡萄糖手表”，其外觀像普通手表一樣，戴上它就能實現(xiàn)無疼、無血、連續(xù)的血糖測試?！捌咸烟鞘直怼鄙嫌幸粔K涂著試劑的墊子，當(dāng)墊子與皮膚接觸時，葡萄糖分子就被吸附到墊子上，并與試劑發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電流。傳感器測量該電流，經(jīng)處理器計算出與該電流對應(yīng)的血糖濃度，并以數(shù)字量顯示。