传感 技 术绪论20121 ppt课件

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1、传感技术Transducer/SensorTechnology中南大学信息科学与工程学院学习方式、方法与要求课堂教学(计划要点)+课后学习(阅读、练习)+实验；概念/意识建立要点内容：原理、结构模块、特性特点、电路、应用考核：书面考核+实验教材与参考书教材：传感器原理及应用，程德福等编，机械工业出版社参考：传感器技术，贾伯年，东南大学出版社其他参考书？课程性质与特点原理技术性内容为主，是检测技术的先导课程；特点：综合性、工程实践性、内容离散、知识密集度高先修课：物理学、电工电子、自控、误差理论绪论传感器的地位与作用传感器定义与理解传感器的工作基础*传感器的组成传感器分类对传

2、感器的基本要求*传感器技术的发展0.1传感器的地位和作用人与机器类比，传感器是“电五官”--系统感知、获取与检测信息的源头和窗口。没有传感器，就不能实现测量；没有测量，就没有科学，就没有技术。例证？学习的重要性！人与机器的功能对应关系2、具体作用:1）测量、信息获取2）信息数据的交换3）控制信息的采集1、传感器的地位：1）现代测量与自动控制的首要环节2）衡量国家综合实力的重要标志3）现代信息产业的三大支柱之一4）各国政府高度重视应用领域—在当今世界里正加速扩张工业自动化农业现代化军事工程航天技术家用电器机器人技术资源探测-海洋开发-环境保护-水资源、地质安全保卫-公共安全、

3、反恐生物医疗-智慧农业-新领域覆盖国民经济一、二、三产业各领域；与人们日常生活联系越来越紧密；多种电子类产品技术革新的主动力？市场状况：2009年全球530亿USD容量；2013年汽车业的需求152亿；消费电子（-）健康与医疗--未来重点？2005年7月的“发现号航天飞机”燃料传感器？“亚特兰蒂斯”号航天飞机2006年四度推迟发射中第四次推迟原因？传感器应用中的典型事例：2007年11月22日起，我国海拔8850～12500米的空间范围内，飞机之间的最小垂直间隔标准由过去的600米缩小为300米，使该空间范围内飞行高度层的数量从原有7个增加到13个，可用飞行高度层增长86

4、%，显著增加空域容量。关键技术之一：气压高度的精确测量！飞机最重要的被测参数？在石油化工领域的应用其他主要应用领域0.2传感器的概念自动化系统中一般非电量电测量法测试系统的组成传感器在测、控系统中的位置国标GB7665—2005（87）定义：传感器(Sensor/Transducer)是指能感受规定的被测量并按一定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)。内涵：①传感器是测量装置，能完成测量/检测任务②输入量是某一被测量，可能是物理量，或化学量、生物量等③输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电物理量，但主要

5、是电信号④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度传感器是什么？传感器的基本作用：功用:一感二传，感受被测信息并传送。基本作用：体现在测量或检测上，是应用传感器的目的，也是学习本课程的目的。从三个方面理解与把握：作用——测量；工作机理——敏感元件，传感器技术的核心，研究、设计、制作传感器的关键；3.输出信号——适于测量的电信号。传感器的称谓*国内曾出现过多种关于传感器名称，如发送器、传送器、变送器、检测器、探头等，这些名词是从其基本作用来称谓的，它们的内涵相同或相似，学术界已趋向统一使用传感器这一名称。现实中传感器的称谓问题：传感器与敏感元件等名词混用，虽然实际是两个不同概

6、念，但习惯上往往没区分，包括在学习课程中。国外也不统一，常用Sensor、Transducer及detector。传感器技术涉及的领域*材料学化学生物学物理学电学与系统机械传感器技术传感器件设计传感器开发和应用传感检测原理传感器技术的性质*是一个汇聚物理,化学,材料,机械,电子,生物工程等多类型交叉学科，涉及传感检测原理,传感器件设计,传感器开发和应用的综合技术。传感器技术的特点*涉及多学科与技术品种繁多，个性化应用技术性能要求异同--高稳定性、高可靠性、高重复性、低迟滞和快速响应应用领域十分广泛应用要求千差万别传感器技术发展缓慢传感器工作的基础*能量和信息转换机能基于各种

7、效应，受相应定律和法则支配本课程论述的工作基础主要包括：1)守恒定律：包括能量、动量、电荷量等守恒定律2)场的定律：动力场的运动定律、电磁场的感应定律等特点：其作用与物体的空间位置及分布状态有关，据此构成的传感器的形状、结构尺寸决定某些基本性能。3)物质定律：各种物质本身内在性质的定律，如虎克定律、欧姆定律等，常以物质固有的物理常数来描述。4)统计法则：联系微观系统与宏观系统的物理法则特点：法则与传感器的工作状态有关，是分析某些传感器的理论基础。0.3传感器的基本组成从结构和功能看，传感器是功能器件（Functio