传感器组成

传感器组成一般由敏感元件、转换元件、信号调理转换电路三部分组成, 有时还需外加辅助电源提供转换能量，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合于传输或测量的电信号部分。由于传感器输出信号一般都很微弱，因此传感器输出的信号一般需要进行信号调理与转换、放大、运算与调制之后才能进行显示和参与控制。

随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，已经实现了将传感器的信号调理转换电路与敏感元件一起集成在同一芯片上的传感器模块和集成电路传感器，如集成温度传感器 AD590，DS18B20 等。

传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成，如图1 所示。

图1 传感器的组成

敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。

磁栅式传感器由磁栅、磁头和检测电路组成。

磁栅式传感器磁栅

磁栅是在不导磁材料制成的栅基上镀一层均匀的磁膜，并录上间距相等、极性正负交错的磁信号栅条制成的。图N│N和S│S分别为正负极性的栅条。

磁栅式传感器磁头

磁头有动态磁头(速度响应式磁头)和静态磁头（磁通响应式磁头）两种。动态磁头有一个输出绕组，只有在磁头和磁栅产生相对运动时才能有信号输出。静态磁头有激磁和输出两个绕组，它与磁栅相对静止时也能有信号输出。静态磁头是用铁镍合金片叠成的有效截面不等的多间隙铁心。激磁绕组的作用相当于一个磁开关。当对它加以交流电时，铁心截面较小的那一段磁路每周两次被激励而产生磁饱和，使磁栅所产生的磁力线不能通过铁心。只有当激磁电流每周两次过零时，铁心不被饱和，磁栅的磁力线才能通过铁心。此时输出绕组才有感应电势输出。其频率为激磁电流频率的两倍，输出电压的幅度与进入铁心的磁通量成正比，即与磁头相对于磁栅的位置有关。磁头制成多间隙的是为了增大输出,而且其输出信号是多个间隙所取得信号的平均值，因此可以提高输出精度。静态磁头总是成对使用,其间距为(m 1/4)λ，其中m为正整数,λ为磁栅栅条的间距。两磁头的激励电流或相位相同,或相差л/4。输出信号通过鉴相电路或鉴幅电路处理后可获得正比于被测位移的数字输出。