传感器技术（第三版）全套教学课件.pptx

0绪论 传感器技术基础 仪器科学与工程学院 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如机器人，则可以说电子计算机（电脑），相当于人的大脑，而传感器则相当于人的五官部分（“电五官” ）。 第0章 绪  论 身体与机器人的对应关系 人体系统 机器系统 刺激 信息 传感器是获取自然界中信息的一种主要途径与手段。 在当今信息时代，传感器是信息的源头，是获取信息的元件，是信息技术的三大支柱之一。 第0章 绪  论 传感器的定义和组成 1.2 第0章 绪  论 传感器的分类及要求 0.3 传感器开发的新趋势 0.4 第0章 绪  论 一、传感器的作用 传感器实际上是一种功能元件，其作用是将来自外界的各种信号转换成计算机可以处理的电信号或光信号。 第一节 传感器的作用和重要性 为了对各种各样的信号进行检测、控制，就必须转换为计算机易于处理的信号，这样的要求只有电信号和光信号能够满足。电信号和光信号能方便地进行放大、反馈、滤波、存贮、远距离控制等。 第0章 绪  论 总结： 因此作为一种功能元件，传感器可狭义的定义为：“将外界的输入信号变换为电信号或光信号的一类元件。” 传感器 来自外界的信号 电信号 或光信号 第0章 绪  论 二、传感器的重要性 作为人脑的一种模拟的电子计算机的发展极为迅速，可是起五种感觉模拟作用的传感器却发展相对较慢，因而如果不进行传感器的开发，现在的电子计算机将不能适应实际需要。现代社会要求传感器、电子计算机和执行器三者都能相互协调才行。 传感器是现代科学的感觉器官，它日益受到人们的普遍重视，这已成为现代传感器技术的必然趋势。 第0章 绪  论 三、传感器的应用 传感器技术在工业自动化、军事国防和以空间开发、海洋探索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。 传感器在航天领域举足轻重 第0章 绪  论 我国三峡工程选址三斗坪，除各种论证、实验数据外，亦包括地质传感器与仪器对地质情况的探测和确定，以及海洋水文气象传感器取得的气象、水文数据验证才能拍板。自1994年第1支传感器埋设，目前已安装50多类传感器，共1万4千多支。 第0章 绪  论 我国四大世纪工程，包括西气东输、西电东送、青藏铁路和南水北调都需要配套大量传感器与仪器仪表。 以西气东输为例，从塔里木到上海将铺设长达4000公里的主线管道，总投资1384亿元人民币，其中用于配套的传感器与仪器仪表约120亿元人民币，涉及气井的监控，集气站的数据采集、过程检测，商品气的检测计量等诸多环节，需要各种类型的流量、压力、温度传感器及仪器仪表。加上13个出口的分支线管道，传感器与仪器仪表总需求量将超200亿元人民币。 第0章 绪  论 数字体温计：接触式---热敏电阻传感器，非接触式---红外传感器 电子血压计：血压检测 --- 压力传感器 血糖测试仪、胆固醇检测仪 --- 离子传感器 …… 检查产品质量，监测环境污染，交通指挥、识别指纹假钞，侦破刑事案件等，无一不依靠传感器进行检测。 此外，传感器在气象监测、大地测绘、查服违禁药物，灾情探测、食品安全（苏丹红、劣质奶粉、 瘦肉精、有毒大米、三聚氰胺）等社会生活许多领域都有着广泛应用。 “农轻重、教科文、海陆空、吃穿用”，传感器无所不在！ 非典SARS 禽流感 手足口疫 肠道病毒EV71感染 艾滋病 猪流感 第0章 绪  论 第0章 绪  论 一、传感器的定义 定义： 能把外界非电信息转换成电信号或光信号输出的器件或装置。（狭义） 凡是利用一定的物质（物理、化学、生物）法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换，并且输出与输入严格一一对应的器件或装置。（广义） 因此，传感器又被称作检测器、换能器、变换器等。 第二节 传感器的定义和组成 第0章 绪  论(Preface) 二、传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成： 注：有的书上不包括虚线后部分 第0章 绪  论 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。 转换元件：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。 转换电路：将转换电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。 加速度传感器结构 1-基座；2-电阻应变片；3-硅梁；4-质量块 第0章 绪  论 敏感元件为膜盒，其作用是将压力转换为膜盒的移动，产生相应的位移量 转换元件为电感线圈，将输入的位移量转换成电感的变化 第0章 绪  论 有些传感器很简