《传感器与测控技术》PPT课件

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1、测控技术属信息科学技术学科领域，研究信息的获取、处理、以及对相关要素进行控制的理论与技术；是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它是集模拟数字技术、计算机应用、传感器技术、光电技术和自动化控制于一体的工程类学科。测控技术SensorPrinciple&DetectingTechnology开环控制：由控制器（计算机）控制设备按预定的动作运行，此过程不检测运行结果，因而不会调整运行模式。如自动洗衣机、微波炉等。放大控制信号驱动信号控制器执行机构控制模式轴上的负载蒸汽机（调节对象）MM蒸汽瓦特离心式调速器（

2、1787年）闭环控制：由控制器（计算机）控制设备执行，检测执行结果，若没有达到规定要求，将信号反馈到控制器，控制器发出执行信号，调整执行动作，直到满足要求为止。闭环控制的核心，必须能够检测到设定值。如空调、电梯等。放大控制信号驱动信号控制器执行机构执行结果检测装置传感器与测控技术全国大学生电子设计大赛几乎都包含测控题目，对于测控题目需要解决的两个关键问题是：检测与控制。检测是判断控制对象的状态；控制是根据检测状态作出控制动作。控制的核心部件是单片机（或计算机），由于处理系统是数字系统，因此必须经过A/D、D/A转换。检测的手段是利用检测各种状态的传感器；控制的

3、执行装置一般是直流电机、步进电机、继电器等。传感器A/DD/A执行装置放大电路驱动电路传感器(Sensor)人通过五官（视、听、嗅、味、触）接受外界的信息，经过大脑的思维（信息处理），作出相应的动作。而用计算机控制的自动化装置来代替人的劳动，则可以说电子计算机相当于人的大脑（一般俗称电脑），而传感器则相当于人的五官部分（“电五官”）。传感器来自外界的信号电信号传感器技术在工业自动化、军事国防和以宇宙开发、海洋开发为代表的尖端科学与工程等重要领域有广泛应用。同时，它正以自己的巨大潜力，向着与人们生活密切相关的方面渗透；生物工程、医疗卫生、环境保护、安全防范、家用

4、电器、网络家居等方面的传感器已层出不穷，并在日新月异地发展。定义：传感器是能感受规定的被测物理量，并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由敏感元件（Sensitiveelement）和转换元件（Transductionelement）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将敏感元件感受或响应的被测量转换成适合传输或测量的电信号部分。敏感元件转换元件测量电路记录仪显示器数据处理仪辅助电源有些传感器很简单，仅由一个敏感元件（兼作转换元件）组成，它感受被测量时直接输出电量。如热电偶。有些传感器由敏感元件和

5、转换元件组成，没有转换电路。有些传感器，转换元件不止一个，要经过若干次转换。传感器分类结构型（按能源分类）微动开关弹道振动子机械式磁电式磁电式传感器电式电阻传感器电容传感器电感传感器屋性型（按效应分类）磁致伸缩传感器压磁式传感器压磁式光电式光敏电阻光电管、光电倍增管、光电池电荷耦合器件压电式压电力传感器压电压力传感器压电加速度传感器磁电感应式传感器霍尔式传感器磁电式热电偶传感器、热敏电阻、热电阻PN结型温度传感器热电式光耦合器件仿生式视觉：光敏传感器、色敏传感器、红外传感器听觉：超声波传感器、微波传感器触觉：压力传感器、温度传感器嗅觉：湿度传感器、气体传感器味

6、觉：酸度传感器、盐度传感器超导传感器超导光传感器超导微波传感器超导磁场传感器射线传感器X射线传感器β射线传感器Γ射线传感器射线剂量传感器化学量传感器光纤化学传感器质量传感器电化学传感器复合智能传感器压力集成传感器温度集成传感器传感执行器自感知执行器传感器应用的难点：传感器能否检测到信号不是传感器应用难点，而是如何保证传感器的灵敏度、精度、响应速度、安装难易等等。传感器应用的难点足够的容量——传感器的工作范围或量程足够大；具有一定的过载能力。灵敏度高，精度适当——即要求其输出信号与被测信号成确定的关系（通常为线性），且比值要大；传感器的静态响应与动态响应的准确度

7、能满足要求。响应速度快，工作稳定，可靠性好。使用性和适应性强——体积小，重量轻，动作能量小，对被测对象的状态影响小；内部噪声小而又不易受外界干扰的影响；其输出力求采用通用或标准形式，以便与系统对接。使用经济——成本低，寿命长，且便于使用、维修和校准。传感器的应用领域和需求量传感器的应用参数直接测量：有些物理量可以直接由传感器测量。比如温度、光、压力等。这类传感器在使用时需要注意的是一定要准确测量出被测物理量与输出信号的关系，如果信号变化与被测物理量成线性关系，问题比较简单，若不是线性关系，一定要补偿。或软件补偿或硬件补偿。参数间接测量：有些物理量是无法直接由传

8、感器得到，这就要巧妙利用已有的知识，将