很多工科同学会把 TRANSDUCER 也就是换能器,和 SENSOR 也就是传感器当成同一个器件,日常口语经常混着叫,但是工程定义里面两者范围和功能并不一样,SENSOR 核心任务是感知被测物理量,把被测量转换成更容易处理的信号,重点在检测感知,TRANSDUCER 核心是实现两种不同能量形式之间的转换,重点在能量转换,SENSOR 很多时候内部就包含 TRANSDUCER 单元,也可以理解成 SENSOR 是偏向检测功能的器件,TRANSDUCER 是偏向能量转换的器件,一个完整传感器系统经常是传感单元加上信号调理电路组合而成,而换能器只负责能量转换这一步,做题和专业文档里面要严格区分,不能完全等同,掌握两者定义转换对象功能边界典型器件,就能分清这个考点。
基础定义
SENSOR 传感器
英文定义 可以感受被测量,并且按照一定规律转换成可用输出信号的器件或者装置,输出一般是电信号,核心目标是感知温度压力光强这类物理量,重点是检测被测对象的状态
TRANSDUCER 换能器
英文定义 可以实现一种能量形式转换成另外一种能量形式的器件,能量转换可以是机械能转电能,电能转声能,光能转电能,不局限于检测,也可以是反向驱动输出,核心目标是能量形态转换
核心差异对照表
| 对比项目 | SENSOR 传感器 | TRANSDUCER 换能器 |
|---|---|---|
| 核心功能 | 感知被测物理量,检测测量 | 不同能量形式互相转换 |
| 工作方向 | 大多单向,被测物理量转为电信号 | 可以正向也可以反向转换 |
| 功能侧重 | 测量监测 | 能量转换 |
| 是否一定是检测用途 | 是,用途以测量为主 | 不一定,可以是驱动发射 |
| 包含关系 | 部分传感器内部含有换能单元 | 换能器不一定属于传感器 |
详细原理说明
SENSOR 的输出信号有时候很微弱,比如热电偶输出毫伏级电压,热敏电阻只是电阻值变化,很多时候还需要放大滤波补偿这些调理电路,整套完整传感器是传感敏感元件加调理电路。
TRANSDUCER 只做能量转换,比如压电换能器,超声波换能器,既可以把声波机械能转换成电信号,也可以把电信号转换成超声波发射出去,它是双向工作,如果它只用来接收声波做检测,此时它就可以作为传感器里面的敏感元件,如果用来发射超声波,它就只是换能器,不属于传感器。
典型器件举例
SENSOR 典型器件
温度传感器 PT100 光电二极管 压力传感器 霍尔传感器
TRANSDUCER 典型器件
超声波换能器 压电换能器 扬声器 麦克风 太阳能电池
容易混淆的关键点
第一 不是所有 SENSOR 都叫 TRANSDUCER,只有实现能量形式转换的敏感元件才属于换能器,比如单纯改变电阻值的热敏电阻,严格来说属于敏感元件,不属于典型换能器
第二 不是所有 TRANSDUCER 都属于 SENSOR,扬声器是电能转声能,它是换能器,但是它的功能是发声驱动,不是检测被测物理量,所以不属于传感器
第三 部分教材翻译会把 transducer 翻译成传感器,这是翻译习惯造成混淆,这也是大家最容易搞混的根源,专业考试里面优先按照英文原始定义区分
拓展补充
在自动化测控行业,有时候工程人员会宽泛把带输出电信号的压力 transducer 直接叫做压力传感器,这种属于行业俗称,考试答题不能使用俗称,必须按照严格定义区分 SENSOR 和 TRANSDUCER。
【常见问题】
问题 1 TRANSDUCER 和 SENSOR 都是传感器有什么不同,超声波换能器属于 SENSOR 吗
回答 1 TRANSDUCER 和 SENSOR 都是传感器有什么不同,超声波换能器本身是 TRANSDUCER,具备双向能量转换,只有用来接收信号做检测的时候,才可以作为 SENSOR 内部敏感元件,单纯发射超声波的时候不属于 SENSOR。
问题 2 TRANSDUCER 和 SENSOR 都是传感器有什么不同,为什么教材翻译会混淆
回答 2 TRANSDUCER 和 SENSOR 都是传感器有什么不同,根源是部分中文教材直接把 transducer 译作传感器,属于翻译习惯,但是原始英文定义 TRANSDUCER 是换能器,核心是能量转换,SENSOR 核心是感知检测,专业答题要区分。
问题 3 TRANSDUCER 和 SENSOR 都是传感器有什么不同,扬声器是 SENSOR 吗
回答 3 TRANSDUCER 和 SENSOR 都是传感器有什么不同,扬声器属于 TRANSDUCER,实现电能转声能,作用是发声驱动,不做被测物理量检测,所以不属于 SENSOR。
问题 4 TRANSDUCER 和 SENSOR 都是传感器有什么不同,PT100 属于 TRANSDUCER 吗
回答 4 TRANSDUCER 和 SENSOR 都是传感器有什么不同,PT100 是 SENSOR,依靠温度改变电阻,严格来说不属于典型 TRANSDUCER,因为它没有完成不同能量形式转换,只是阻值随温度变化。
【免责申明】
本文为工科专业概念学习资料,不同教材和行业标准对 TRANSDUCER 和 SENSOR 定义解释存在细微差别,考试答题以本校教材以及考试大纲为准,本内容仅用于专业学习参考。


