1.1 自動測控系統與傳感器

1.1.1 自動測控系統

自動檢測和自動控制技術是人們對事物的規律進行定性了解和定量掌握以及預期效果控制所從事的一系列的技術措施。自動測控系統是完成這一系列技術措施之一的裝置，它是檢測和控制器與研究對象的總和。通常可將自動測控系統分為開環與閉環兩種自動測控系統，如圖1-1和圖1-2所示。

圖1-1 開環自動測控系統

圖1-2 閉環自動測控系統框圖

由圖1-1和圖1-2可知，一個完整的自動測控系統，一般由傳感器、測量電路、顯示記錄裝置或調節執行裝置、電源4部分組成。

1.1.2 傳感器

傳感器的作用是將被測非電物理量轉換成與其有一定關系的電信號，由圖1-2可知它獲得的信息正確與否，直接關系到整個系統的精度。依照《中華人民共和國國家標準》的規定，傳感器的定義是：能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。其中敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分；轉換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應的被測量轉換成適于傳輸或測量的電信號的部分。傳感器的組成如圖1-3所示。

圖1-3 傳感器組成框圖

需要指出的是，并不是所有的傳感器必須包括敏感元件和轉換元件，如壓電晶體、熱電偶、熱敏電阻、光電器件等是敏感元件與轉換元件兩者合二為一的傳感器。

傳感器轉換能量的理論基礎都是利用物理學、化學、生物學現象和效應來進行能量形式的變換。被測量和它們之間能量的相互轉換是各種各樣的，如圖1-4所示。傳感器技術就是掌握和完善這些轉換的方法和手段。

圖1-4 傳感器的能量轉換關系