国家标准GB7665-2005对传感器下的定义是:“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。中国物联网校企联盟认为，传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中，其功能已经远远不够。为适应这种情况，就需要传感器，使用传感器延展人类的五官，所以传感器又称之为电子五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是如何准确可靠的获取信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径和手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个数据，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙探索、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

1.传感器的分类

传感器的分类多种多样，按被测量、原理、材料、工艺、传感对象等方面有各种不同的分类方法。传感器种类繁多，同一被测量可以用不同原理的传感器来检测，而利用同一原理又可以制作出多种被测量传感器。

· 按被测量分:传感器按被测量分类，主要分为力、压力、位移、速度、温度、湿度、流量、气体成分和离子浓度等。我国现行国家标准也是按照被测量进行分类，这种分类利于使用者选用产品，同时也方便进行产品水平和质量评价。需要说明的是，从大的范围看，传感器按被测量还可以分为物理量、化学量和生物量三大类。

· 按功能原理分:按转换原理，传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。按工作机理可以分为结构型（空间型）和物性型（材料型）两大类。结构型传感器是依靠传感器结构参数的变化实现信号变换，从而检测出被测量，结构型传感器还可分为机械式、磁电式和电热式。物性型传感器是利用材料本身的物性变化来实现被测量的变换，主要是以半导体、电解质、磁性体等作为敏感材料的固态器件。物性型传感器按物性效应可以分为压阻式、压电式、压磁式、磁电式、热电式、光电式、电化学式等。

· 按材料分类:可分为半导体传感器、金属材料传感器、陶瓷传感器、高分子和电子聚合物传感器、光纤传感器、复合材料传感器等。

· 按工艺分类:可分为厚薄膜传感器、MEMS（微机电系统）传感器、纳米传感器等。

· 按传感对象分类:可分为心电传感器、呼吸传感器、脉搏传感器、血糖传感器、烟雾传感器、火焰传感器、气体传感器、水质传感器、风力传感器等。

2.传感器的组成

原始资料的优点主要表现在以下几个方面:

传感器是能够感觉外界信息，并能按一定规律将这些信息转换成可用的输出信号的器件或装置。传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。

图7.2　传感器组成框图(www.daowen.com)

· 敏感元件:敏感元件是传感器中能直接感受被测量的部分，并输出与被测量成确定关系的某一物理量。例如弹性敏感元件将压力被测量转换成位移输出，且压力和位移之间保持一定的函数关系。

· 转换元件:传感器中敏感元件输出的是非电量（如位移），转换元件将该非电量转换为电信号，便于于传输和测量。应变式压力传感器中的电阻应变片，可以将应变转换成电阻的变化。需要说明的是，并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元件，如果敏感元件直接输出的是电量，就不需要转换元件。

·转换电路:转换电路将电量参数转换成便于测量的电压、电流频率等电量信号。例如交直流电桥、放大器、振荡器和电荷放大器等。

3.如何选用传感器

传感器处于物联网应用系统的输入端，物联网应用系统性能的优劣，很大程度上取决于正确、合理地选择传感器。传感器种类繁多，性能又千差万别，对于某一被测量通常会有多种不同工作原理的传感器可供使用，如何根据系统参数要求和被测环境实际条件合理地选择满足条件且质优价廉的传感器，是实际工作中的重点和难点。选择传感器，首先要考虑的是系统的参数要求，根据参数要求确定所选传感器的精度和性能，在传感器性能指标满足要求的情况下，需要考虑价格低、易维护、可靠性高的产品。

· 灵敏度:灵敏度高意味着传感器所能感知的变化量小，被测量的些许变化，传感器就有较大的输出响应。对于灵敏度高的传感器，在测试被测量时，需要注意传感器自身内部或周围存在各种与测量信号无关的干扰，因为即使微弱的干扰信号也会对输出量产生影响。所以在选用灵敏度高的传感器时，更要注重选择高信噪比的传感器，这样可以避免干扰信号对传感器测量结果的影响。

· 精确度:精确度通常也简称精度。传感器的精确度是反映传感器能否真实反映被测量的一个重要指标，是决定整个系统性能的关键因素。精度越高，说明被测值与真值越接近。传感器为了达到更高的精度，往往需要采用先进的技术和复杂的工艺，所以成本提升，价格也会更高。在选用传感器时，必须首先根据系统需求确定传感器精度要求（例如精度要求为0.3的温度传感器），在精度要求的范围内再选择合适的传感器。精度和灵敏度是反映传感器性能指标的两个参数，但人们常常容易混淆，一种简单的理解方法是:精度表示的是误差的大小，灵敏度是最小量程，能够显示、测量、分辨的最小值。

· 工作量程:理想的传感器是希望在很大的测量范围内，输出与输入之间保持良好的线性关系，因为这种线性关系的存在，才能保证测量范围内测量结果的准确性。实际上，传感器只能在一定范围内保持这种线性关系，而这里的一定范围即为传感器的工作量程（例如某温度传感器的工作量程为-10℃～+50℃）。真实情况下，即使在工作量程范围内，传感器输出与输入之间也不能保持绝对的线性关系，只是这种非线性关系导致的误差在允许的范围之内。

·延迟响应:传感器可以感受被测量信息，并将被测量信息输出给对应系统。我们总是希望传感器输出信号和输入信号随时间的变化曲线相一致或基本相近，也就是说被测量的变化能立刻体现到输出值的变化，但实际上很难做到这一点，传感器的延迟响应是不可避免的。在选用的传感器的时候，需要根据传感器实际应用的场景，确定延迟响应的要求，选择合适的传感器。

· 稳定性:在商业系统的应用中，传感器的稳定性是一个重要的指标，它直接决定着这个项目后期维护的成本。影响传感器稳定性的主要因素是环境和时间。工作环境的温度、湿度、尘埃、震动等都会影响传感器的稳定性，会使传感器的输出发生变化。所以，在选择传感器时，要首先了解传感器使用环境，根据使用环境要求选择符合环境要求的传感器（例如开关量烟感探测器，工作温度:-10℃～+50℃，相对湿度:≤95%RH），同时还要求传感器长期使用，不需要经常更换和校准。

以上是传感器选用时应考虑的一些主要因素。除此之外，还应考虑传感器价格、体积、重量、安装方式、维护要求等方面的要求。