引入
手机怎么知道屏幕该不该旋转？
电子秤怎么把重量变成数字？
为什么烟雾报警器能在没有明火时就报警？
传感器把一种物理量转换成另一种便于测量的信号（通常是电信号）。它的核心是一个“敏感元件 + 转换电路”，理解了这个结构，各种传感器就不再是零散的知识点。
正文
定义
传感器是能感受被测量（物理量、化学量、生物量），并将其转换成可用输出信号（通常是电信号）的器件或装置。
基本结构
被测量
↓
敏感元件（感受）
↓
转换元件（变成电信号）
↓
信号调理电路（放大、滤波）
↓
输出| 部件 | 作用 | 例子 |
|---|---|---|
| 敏感元件 | 直接感受被测量 | 热敏电阻、光敏电阻 |
| 转换元件 | 输出电学量 | 电阻、电压、电流 |
| 调理电路 | 放大和整形 | 电桥、放大器 |
常见传感器的原理
| 传感器 | 被测量 | 原理 | 输出 |
|---|---|---|---|
| 热敏电阻 | 温度 | 电阻随温度变化 | 电阻 |
| 光敏电阻 | 光照 | 光照使载流子增多，电阻减小 | 电阻 |
| 压敏电阻 | 压力 | 压力改变接触电阻 | 电阻 |
| 霍尔元件 | 磁场 | 霍尔效应产生电压 | 电压 |
| 电容式传感器 | 位移、压力 | 极板间距变化改变电容 | 电容 |
| 应变片 | 形变 | 形变改变电阻 | 电阻 |
| 热电偶 | 温度 | 两种金属接点的温差电动势 | 电压 |
| pH 电极 | 酸碱度 | 玻璃膜两侧的电位差 | 电压 |
电阻式传感器的共性
热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、应变片都是“被测量 → 电阻变化”，所以电路处理方式相似：
| 电路 | 作用 |
|---|---|
| 分压电路 | 把电阻变化转成电压变化 |
| 电桥电路 | 提高测量灵敏度和线性度 |
| 运算放大器 | 放大微弱信号 |
分压公式：
电阻变化时，输出电压随之变化，再由 ADC 转成数字量。
霍尔传感器
霍尔元件利用洛伦兹力中的霍尔效应：
霍尔电压与磁感应强度成正比，可用于：
| 应用 | 说明 |
|---|---|
| 测量磁场 | 直接输出霍尔电压 |
| 测转速 | 磁铁靠近时产生脉冲 |
| 无接触开关 | 检测门、盖是否关闭 |
| 电流传感器 | 由电流产生的磁场反推电流 |
手机翻盖保护套的自动亮屏熄屏，就依赖霍尔传感器检测磁铁。
传感器的性能指标
| 指标 | 含义 |
|---|---|
| 灵敏度 | 单位被测量引起的输出变化 |
| 线性度 | 输出与被测量成正比的程 |
| 分辨率 | 能分辨的最小变化量 |
| 响应时间 | 被测量变化后输出稳定所需时间 |
| 迟滞 | 上行和下行测量的差异 |
| 漂移 | 长期使用后的零点偏移 |
简单自动控制装置
传感器加上执行器和控制器，就构成自动控制：
传感器 → 控制器 → 执行器
↑ ↓
└──── 反馈 ←───────┘常见例子：
| 装置 | 传感器 | 执行器 |
|---|---|---|
| 恒温箱 | 热敏电阻 | 加热器 |
| 路灯 | 光敏电阻 | 继电器、灯泡 |
| 烟雾报警 | 电离式或光电式探测器 | 蜂鸣器 |
| 自动门 | 红外或超声波 | 电机 |
烟雾报警器的原理值得单独说：电离式用微量放射源使空气电离，烟雾进入后改变电离电流；光电式用烟雾散射光线，改变接收光强。两者都是把“有无烟雾”转换成电信号。
常见误区
| 错误说法 | 问题 |
|---|---|
| “传感器就是测量仪器” | 传感器只负责转换，不含显示 |
| “传感器输出一定是电压” | 可以是电阻、电容、频率等 |
| “灵敏度越高越好” | 过高会放大噪声，需要权衡 |
| “传感器不需要校准” | 长期使用会有漂移 |
引出
为什么传感器信号通常要经过放大和滤波？
ADC 的分辨率如何决定测量的精度？
智能手机里集成了哪些传感器？它们分别对应什么物理原理？