《传感器绪论》课件

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1、传感技术绪论一、传感技术的特点和地位“传感技术”课程主要讲授把各种几何量、机械量以及其它有关量转换成电量的各种传感器（包括基本转换电路）。“传感技术”课程是一门综合性、理论性和实践性都很强的课程。一、传感技术的特点和地位现代信息技术的基础有三个主要方面：信息采集——传感技术信息传输——通信技术信息处理——计算机技术本课程相对于大学物理、模电数电、材料力学、工程光学等是专业课，相对于智能仪器设计、检测技术、测控电路等是基础课，称之为专业平台课。掌握各类传感器的基本理论，掌握几何量、机械量及有关量测量中常用的各种传感器的工作原理、主要性能及其特点；能合理选

2、择和使用传感器；掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法；了解传感器的发展动向。二、本课程的任务三、什么是传感器（Transducer/Sensor）我国国家标准（GB7765-87）中是这样定义的：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置”。我们的定义是：传感器是一种以一定的准确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。这一定义包含了以下几方面的意思:①传感器是测量装置，能完成检测任务；②它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等;③它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、

3、转换、处理、显示等等，这种量可以是气、光、电物理量，但主要是电物理量；④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。从字面上可以作如下解释：传感器的功用是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。四、传感器的作用电五官获取信息监视和控制人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要结决的就是获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生

4、产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或是最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代生产也就失去了基础。五、传感器的组成被测量电量敏感元件转换元件基本转换电路传感器组成框图包含敏感元件、转换元件、转换电路的传感器包含敏感元件、转换元件、转换电路的传感器包含敏感元件、转换元件的传感器同样测加速度，与前图比较。包含敏感元件的传感器包含敏感元件的传感器六、传感器的分类按传感器的工作机理﹛﹛物理型化学型生物型按构成原理﹛结构型物性型

5、（本课主讲）按传感器的能量转换情况﹛能量控制型传感器能量转换型传感器按照物理原理分类按照传感器的用途来分类，例如位移传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器等等。另外，根据传感器输出是模拟信号还是数字信号，可分为模拟传感器和数字传感器；根据转换过程可逆与否，可分为双向传感器和单向传感器等。传感器技术指标的一般要求及指标可靠性静态精度动态性能量程抗干扰能力通用性轮廓尺寸成本能耗对被测对象的影响等传感器技术指标的一般要求及指标精度：万分之几，计量更高量程：—超导nv—100万v50万次谐波—加速度P压力℃—-273℃灵敏度：单原子稳定性：万分之五我国仪

6、器仪表产业的现状工业自动化仪表及控制系统，28%。科学仪器（科研、教学、质检、计量），25%。电子与电工测量（低频-高频，微波-红外），13%。医疗仪器（生命科学，临床诊疗），1x%。各种专用（农业、气象、水纹、地质、航空航天）。我国仪器仪表行业与国际先进水平的差距可靠性、稳定性。功能、精度。更新周期。针对用户方案，软件水平。纵观几十年来的传感技术领域的发展，不外乎分为两个方面：㈠提高与改善传感器的技术性能；㈡寻找新原理、新材料、新工艺及新功能等。改善途径：1、差动技术2、平均技术3、补偿与修正技术4、屏蔽、隔离与干扰抑制5、稳定性处理七、传感器的发展

7、动向方向：开发新型传感器开发新材料新工艺的采用集成化、多功能化与智能化具体技术：计算机、数字技术现场总线微信息技术生物化学技术成像技术（医学CT、核磁共振等）几种基于新材料和新工艺的新型传感器一、非晶态合金膜片式压力传感器该传感器利用非晶态合金的磁致伸缩效应与逆磁致伸缩效应制成。磁致伸缩效应既磁性体在外加磁场作用下发生机械形变；反之，外力作用下的机械形变会改变该磁性体的磁化状态。图为非晶态合金膜片，宽a=10mm，长b=100mm，厚h一般为几十微米。膜片周围固定在方形框上。上面装有驱动磁头D1和检测磁头D2。D1产生频率为500kHz的正弦交变磁场，

8、使膜片产生同频率的机械形变。同时，该机械形变在D2端表现为交变的磁化状态，D2通过一定方法（例