1.1 自动测控系统与传感器

1.1.1 自动测控系统

自动检测和自动控制技术是人们对事物的规律进行定性了解和定量掌握以及预期效果控制所从事的一系列的技术措施。自动测控系统是完成这一系列技术措施之一的装置，它是检测和控制器与研究对象的总和。通常可将自动测控系统分为开环与闭环两种自动测控系统，如图1-1和图1-2所示。

图1-1 开环自动测控系统

图1-2 闭环自动测控系统框图

由图1-1和图1-2可知，一个完整的自动测控系统，一般由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电源4部分组成。

1.1.2 传感器

传感器的作用是将被测非电物理量转换成与其有一定关系的电信号，由图1-2可知它获得的信息正确与否，直接关系到整个系统的精度。依照《中华人民共和国国家标准》的规定，传感器的定义是：能感受规定的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。其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号的部分。传感器的组成如图1-3所示。

图1-3 传感器组成框图

需要指出的是，并不是所有的传感器必须包括敏感元件和转换元件，如压电晶体、热电偶、热敏电阻、光电器件等是敏感元件与转换元件两者合二为一的传感器。

传感器转换能量的理论基础都是利用物理学、化学、生物学现象和效应来进行能量形式的变换。被测量和它们之间能量的相互转换是各种各样的，如图1-4所示。传感器技术就是掌握和完善这些转换的方法和手段。

图1-4 传感器的能量转换关系