《传感器原理》ppt课件

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1、1传感器原理北京化工大学北方学院主讲教师：王凌E-mail：wanglingbistu@163.com公共邮箱：wangl_xxy@163.com密码：xxy_20112绪论现代信息技术的基础包括信息采集、信息传输与信息处理。信息采集离不开传感器技术。传感器位于信息采集系统之首、检测与控制之前，是感知、获取与检测的最前端。通讯技术、计算机技术、传感器技术——现代信息产业的3大支柱传感器技术既是现代信息产业的源头，又是信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。一.传感器的重要性（Theimportanceofsensor)传感器的功能相当于人的五官部

2、分（“电五官”）。图0.1人体与机器系统的对应关系二.传感器的作用（Thefunctionofsensor)传感器实际上是一种功能块，其作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。如下图所示：为了对各种各样的信号进行检测、控制，就必须获得尽量简单易于传输和处理的信号，这样的要求只有电信号能够满足。电信号能较容易地进行放大、反馈、滤波、微分、存贮、远距离操作等。图0.2传感器的作用5第1章传感器概述1.1传感器的定义及分类1.1.1传感器的定义1.1.2传感器的分类1.1.3传感器的应用1.2传感器的作用与地位1.3传感器技术的发展动向1.3.1发现新

3、现象1.3.2开发新材料1.3.3采用微细加工技术1.3.4传感器的智能化1.3.5仿生传感器6掌握传感器的定义及分类；了解传感器的应用、作用与地位、发展动向。基本要求71.1传感器的定义及分类1.1.1传感器的定义思考1：夏季买西瓜的时候，你会怎样挑选呢？传感器实质上就是代替人的五种感觉（视、嗅、听、味、触）器官的装置。能感受被测量并将它转换成可用信号输出的器件。8传感器：能够把特定的被测量信息（如物理量﹑化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。传感器需要满足两点要求：对被测变量一定要敏感；输出响应必须是易于传送的物理

4、量。9四层含义：（1）传感器是一种测量器件或装置测速发电机、发电机测速传感器（2）“特定的被测量信息”：非电量发电机是不是传感器？物理量化学量生物量10（3）“某种可用信号输出”狭义定义：把外界非电量信息转换成与之有确定对应关系的电量输出的器件或装置。（4）“转换”：传感器、变换器、变送器、换能器、探测器工业测量标准输出信号能量转换所谓“可用信号”，是指便于传输、便于处理的信号。就目前而言，电信号最为满足便于传输、便于处理(放大、反馈、滤波、微分、存贮、远距离操作等)的要求。目前绝大多数输出是电量形式。传感器功用：一感二传,即感受被测信息,并传送

5、出去。11变送器变送器由传感器发展而来，是能输出标准信号的传感器。标准信号其物理量的形式和数值范围都符合国际标准。如：直流电流4-20mA注意变送器实际上就是一种传感器12传感器的组成辅助电源敏感元件转换元件基本转换电路被测量电量敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。例：铂电阻转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。13实际上，有些传感器很简单，有些则较复杂。最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换元件)组成，它感受被

6、测量时直接输出电量，如热电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块m是敏感元件，压电片（块）是转换元件。有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换。由于空间的限制或者其他原因,转换电路常装入电箱中。然而，因为不少传感器要在通过转换电路后才能输出电信号，从而决定了转换电路是传感器的组成环节之一。14传感器实例15红外接收传感器传感器实例16电子称烟雾报警器摄像机传感器实例17传感器就在你我身边电冰箱、电饭煲中的温度传感器；空调中的温度和湿度传感器；煤气灶中的煤气泄漏传感器；水表、电表、电视机和影碟机

7、中的红外遥控器；照相机中的光传感器；汽车中燃料计和速度计。181.1.2传感器的分类最为常用两种分类法:一是按外界输入信号变换至电信号过程中所利用的效应来分类。比如，利用物理效应进行变换的为物理传感器；利用化学反应进行变换的为化学传感器；利用生物效应进行变换的为生物传感器等;二是按输入量分类。比如，输入信号是用来表征压力大小的，就称为压力传感器。这种分类法可将传感器分为位移（线位移和角位移）、速度、角速度、力、力矩、压力、流速、液面、温度、湿度、光、热、电压、电流、气体成分、浓度和粘度传感器等。19思考2：传感器都应用在哪些领域呢？工业检测、自动

8、控制系统中汽车与传感器传感器与家用电器传感器在机器人上的应用传感器在医疗及人体医学上的应用传感器与环境保护传感器与航空及航天传感器与遥感