自动控制系统无孔不入。统一的基本原理需要掌握，特殊的专门应用需要需要认真研究。

传感器应用行业传感器应用场景传感器在控制系统中的作用

从上图可以看到，作为自控系统的—物联网系统的—嵌入式系统的—人工智能系统的输入信息，传感器则是必备的一环，起着人的五官的作用。

传感器（transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，可以依据物理学原理、化学原理、生物学原理、脑科学原理、……等等的机理-原理-定律进行信息—参数—特征量的值进行转换。这种转换需要按一定规律变换成为电信号或其它所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求；

传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号；

传感器是包括器件承载体和末端处理电路组合的敏感元件；传感器可以被组合为一个系统，该系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的集成式传感器；

简洁的、直接的传感器—如利用物理学中的原理设计的测量类导电与非导电介质的流体界面或位置高度的或粉粒状固体物料界面或位置高度的电容式传感器；

理想电容无磁性值；实际电容（片式、卷筒式、……、连接导线布局方式、等）有多种性能影响；其参数的计算式—参数关系为：定义式C=Q/U；具体的结构所限定的参数关联式，如：平板型C=εS/4πkd板件电容计算式，介电常数ε、板正对面积S、静电力常量k、板间距离d。还可以有曲板、直导线、曲导线、……各自有计算式。在这些式子中，寻求待测参数来确定传感器的基本特性。

物理学中的电容基本原理与应用

简洁的、直接的传感器—如利用物理学中的电磁原理设计的测量器件—如自感式传感器、互感式传感器、磁电感应等。

由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器；

理想电感无电阻值；实际电感（有无磁芯、绕线方式、周围器件与环境特性、……）有多种性能影响，其计算式有：ei=N2S/L线性磁媒质直线型长螺线管自感计算式，磁导率，N2螺线管匝数，S螺线管截面积，L螺线管长度；还有ei=πR2N1N2/L1线性磁媒质直线型长螺线管互感计算式，磁导率，R螺线管同半径，N螺线管匝数，L螺线管1的长度（管1长度管2长度）；等等。

在这些式子中，寻求待测参数来确定传感器的基本特性。由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器。

物理学中的电感原理与应用

利用各种金属、非金属、生物质材料、复合材料等的特性来设计制造传感器。如：基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。材料的物理特征—力学本征值（如：库克定律—力与变形的关系—应力应变关系）是其一个本质的关系式。它的特性、稳定性、对环境变化而具有的不变性至关重要。力学本征值研究需要材料力学、弹性力学、复合材料力学、岩石力学、固体力学、粘弹性力学、塑性力学、断裂力学、离散体力学等等的知识。当然，力与变形的关系是线性关系最理想，具有保真性—不失真，工作点稳定，不漂移等等。

物理学中的力学-电磁学知识与应用

还有其它各式各样的传感器，其本质要点或说性能的本质是一致的，那就是基本的物理化学生物学机理。这是第一个关键点。

…………

传感器作为一种检测装置，能感受到被测量的信息，理论上—原理上的机理-定律最关键，其次是设计制造的工程技术问题。这是第二个关键点。

物理学原理的应用于实现-传感器构造

转换需要按一定规律变换成为电信号或其它所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。那么，初级-原始信号的处理—模拟量的获得与处理至关重要。这是第三个关键点。

模拟信号、物理模型、数学模型

元器件—电路—性能参数计算—电路实现—性能测试；

电路的功能（信号处理要求与原理）—电路设计与元器件选择—电路参数与元器件参数计算—电路实现—性能测试。

传感器检测信号模式与数学处理

最简单的是三角函数系统（族）--简谐振动模型

y=Asin(ωt+φ)它有三要素：幅值A、频率ω、相位角φ

还有幅频特性=频率响应输出幅值与输入信号幅值之比

相频特性=稳态输出对输入的相位移等等。

复杂的有随机信号系统—将用统计的方法来处理

人们也会用当量的三要素来处理，不过会有概率参数引入。分布函数与概率密度、数学期望（期望、均值、统计平均、集合平均）、特征函数等等。

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