传感器原理及应用绪论(1-64学时).ppt

《传感器原理及应用绪论(1-64学时).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《传感器原理》64学时绪论1学时北京化工大学信息科学与技术学院测控系2012年9月12日第1讲3学时绪论一、传感器的概念二、传感器的定义三、传感器的组成四、传感器的构成法五、传感器的分类及要求六、传感器的发展趋势绪论传感器原理64一、传感器的概念绪论在工业生产过程和科学研究及实验中，为了对各种变量进行检测和控制，首先要感受到这些变量，然后再把其转换成便于传送的（可用）信号，完成这一工作的装置称为“传感器”。现代工业生产即自动化生产过程中，用各种传感器测取生产过程中的各个参数，采用自动控制，使生产过程处在正常状态，使产品质量达到最好、数量达到最

2、多。同时获得最大效益（低能耗、无污染、无公害）。没有传感器无法实现现代化生产。传感器是现代测控系统中的关键环节，它处于被测控对象和测控系统之间的位置，是系统信息输入的源头（即原始信息），是控制系统进行分析、判断、处理、调控和决策的依据。信息时代的今天，利用、使用信息，首先要解决的就是获取信息，传感器是获取自然科学领域中信息的主要途径和手段。现场控制室现场生产过程控制仪表基地式调节器气动单元组合仪表电动单元组合仪表组装式仪表可编程控制器PLC可编程调节器集散型控制系统DCS紧急停车系统ESD安全控制系统FSC显示仪表指示仪表记录仪累积仪表报警器

3、屏幕显示执行器气动调节阀电动调节阀检测仪表流量压力物位温度成分分析传感器在基础科学研究中，传感器具有更重要的地位●现代科学技术的发展开拓了许多新领域如：宏观上观察微观观察纵向（时间跨度）要观察绪论蜘蛛星云暗物质的直接证据上千亿光年的茫茫宇宙小到10的负几十次立方米（M3）的粒子长达数十亿万年的天体演化，短到10-24秒的瞬间反应目前，传感器的应用早已渗透到各个领域，如工业农业生产、宇宙探索、海洋开发、环境保护、资源勘探、医疗卫生等极其广泛的领域中。在基础科学研究中，传感器具有更重要的地位绪论●此外，人类极大发展了对物质、事物的深化认识，出现新

4、能源、新材料等具有重要作用的各种尖端技术的研究。显然，要取得尖端技术方面的研究成果，必须获取相关信息，没有相应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，甚至阻碍了人类对事物的认识。如：超高温、超低温超高压、超真空超强磁场、超弱磁场超重力、超失重等《传感器原理》是一门综合多门科学知识的课程绪论本门课涉及数学化学物理（核物理学、量子物理、力学、光学等）电学（电工学、电子学、微电子学、电磁学等）电化学材料学仿生学计算机（微型计算机）微电子加工通讯总线技术精密仪器（微加工）等科学正是这个原因，也是不易掌握的一门课程

5、二、传感器的定义传感器的定义：能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用的输出信号的器件或装置。摘自国标GB665-87绪论传感器是一种以一定的精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。包含了以下几方面的意思：传感器是测量装置，能完成规定的检测任务；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；它的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，通常是电物理量；输出输入有对应关系（一般要求为线性关系），且应有一定的精度。①②③④三、传感器的组成传感器的组

6、成：通常由敏感元件和转换元件组成。●敏感元件是指直接感受或响应被测量的部分●转换元件是指将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分绪论敏感元件被测量输出传感器的组成转换元件非电量四、传感器的构成法传感器是一种感受被测量（非电量信息）并将其转换成电信号的器件或装置，将非电信息转换成电信号的转换元件是构成传感器重要部件之一。以下讨论传感器的构成，主要是从其转换元件的情况来讨论。物性型传感器，一般可一次完成被测非电量到有用电量的直接转换。结构型传感器，通常必须通过前置敏感元件预转换后才能实现被测非电量到有用非电量再到有用电量的间接

7、转换。在实现转换功能时，传感器又分为物性型传感器和结构型传感器：绪论被测非电量有用电量物性型传感器敏感转换被测非电量有用电量结构型传感器有用非电量转换元件敏感元件实际上，传感器的构成与被测对象、测量转换原理、使用环境及性能要求的不同有很大差异，典型的构成有：自源型敏感转换一体。如：热电偶、压电器件等。特点：不需外能源；敏感转换元件直接从被测对象吸取能量，并转换成电量。输出信号较弱。带激励源型转换元件外加辅助能源。辅助能源起激励作用，它可以是电场、磁场。如：磁电式、霍尔等器件。特点：不需要测量电路，有较大的输出。外源型转换元件利用阻抗变换电路将

8、被测量转换为可用信号；它必须通过外电源的变换（测量）电路，获得电量的输出；变换（测量）电路是指把转换元件输出的电信号，转换成便于处理的可用信号。如：电桥、放大器、振