檢測(cè)與傳感技術(shù)課件

1、檢測(cè)與傳感技術(shù) 緒 論,1,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,2,體系定位 大學(xué)物理、電子線(xiàn)路(模擬、數(shù)字)、信號(hào)與系統(tǒng)、微機(jī)原理與接口等課程的后續(xù)課程，反映了上課課程知識(shí)體系的綜合應(yīng)用型科目。 開(kāi)設(shè)目的 信息捕獲(獲取)是信息技術(shù)領(lǐng)域的“前沿陣地”，傳感器是信息獲取的主要工具。 教學(xué)要求 平時(shí)要求：考勤、紀(jì)律 考試要求：閉卷,本課程的體系定位、開(kāi)設(shè)目的及教學(xué)要求,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,3,主講內(nèi)容,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,4,主講內(nèi)容 (續(xù)),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,5,本課程的知識(shí)體系,傳感技術(shù),檢測(cè)技術(shù),檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,6,本課程在電子信息技術(shù)中的地位

2、,傳感器技術(shù)已成為現(xiàn)代信息技術(shù)的重要支柱之一。 什么是傳感器？傳感器是怎樣發(fā)展的呢？,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,7,從人的感覺(jué)系統(tǒng)到機(jī)器人,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,8,什么是傳感器,人類(lèi)從外界獲取信息，必須借助于感覺(jué)器官。 傳感器是與人的感覺(jué)器官相對(duì)應(yīng)的元件。 能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可輸出信號(hào)的器件或裝置。 傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。,檢出器,測(cè)量環(huán)境,狹義傳感器,輸入匹配,放大變換,輸出,信號(hào)處理部分,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,9,傳感器的發(fā)展和作用,使用傳感器的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代 中國(guó)的候風(fēng)地動(dòng)儀； 16世紀(jì)利用液體

3、膨脹測(cè)量溫度； 19世紀(jì)以電磁學(xué)為基礎(chǔ)建立的物理測(cè)量法則。 (以英國(guó)物理學(xué)家法拉第為代表: 電磁感應(yīng)定律) 以電量作為輸出的傳感器，其發(fā)展歷史最短，但發(fā)展最為迅猛 !,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,10,候風(fēng)地動(dòng)儀圖,候風(fēng)地動(dòng)儀圖,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,11,液體膨脹溫度儀,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,12,以電量作為傳感器輸出的優(yōu)越性,可以靈活地改變測(cè)量?jī)x器的靈敏度，有利于擴(kuò)大量程。 便于遠(yuǎn)距離傳輸。 便于信息的數(shù)字化、微型化、智能化。,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,13,當(dāng)今，傳感器技術(shù)迅速發(fā)展的原因,電子工

4、業(yè)和信息技術(shù)的促進(jìn)。 政府的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向和扶植。 國(guó)防、空間技術(shù)和民用產(chǎn)品市場(chǎng)的迫切需求。 許多高新技術(shù)為開(kāi)發(fā)新型傳感器提供了理論基礎(chǔ)、技術(shù)保障和工藝支持。,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,14,消費(fèi)類(lèi)電子學(xué) 電子秤,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,15,消費(fèi)類(lèi)電子學(xué) 光學(xué)成像設(shè)備,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,16,消費(fèi)類(lèi)電子學(xué) ATM機(jī),檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,17,一種3D體感攝影機(jī), 同時(shí)導(dǎo)入了即時(shí)動(dòng)態(tài)捕捉、影像辨識(shí)、麥克風(fēng)輸入、語(yǔ)音辨識(shí)、社群互動(dòng)等功能。,消費(fèi)類(lèi)電子學(xué) Kinect,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)

5、與傳感技術(shù)課件,18,工業(yè)電子學(xué) 酒精探測(cè)儀,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,19,工業(yè)電子學(xué) 機(jī)器人,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,20,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,21,生物醫(yī)學(xué)電子學(xué) B型超聲波探測(cè)儀,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,22,汽車(chē)電子學(xué)Volvo S60 防撞系統(tǒng),檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,23,航空航天應(yīng)用 “伽利略”號(hào)木星探測(cè)器,檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,24,航空航天應(yīng)用“嫦娥三號(hào)”著陸器和“玉兔號(hào)”月球車(chē)(巡視器),檢 測(cè) 與 傳 感 技 術(shù),全景相機(jī)、 測(cè)月雷達(dá)、 紅外成像光譜儀

6、,月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、 極紫外相機(jī),地球等離子體層圖像數(shù)據(jù)首次發(fā)布 ( 拍攝于2013年12月16日 ),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,25,傳感器的分類(lèi)方法很多主要有如下幾種：,（1）按被測(cè)量分類(lèi)，可分為力學(xué)量、光學(xué)量、磁學(xué)量、幾何學(xué)量、運(yùn)動(dòng)學(xué)量、流速與流量、液面、熱學(xué)量、化學(xué)量、生物量傳感器等。這種分類(lèi)有利于選擇傳感器、應(yīng)用傳感器 （2） 按被測(cè)物理量分類(lèi)如：力，壓力，位移，溫度，流量、速度、氣體成份角度傳感器等;,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,26,按照工作原理分類(lèi),可分為電阻式、電容式、電感式，光電式，光柵式、熱電式、壓電式、紅外、光纖、超聲波、激光傳感器等。這種分類(lèi)有利于研究、設(shè)計(jì)傳感器，有利于對(duì)傳感器的工

7、作原理進(jìn)行闡述。 可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。 如：應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器等;,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,27,按敏感材料不同,分為半導(dǎo)體傳感器、陶瓷傳感器、石英傳感器、光導(dǎo)纖推傳感器、金屬傳感器、有機(jī)材料傳感器、高分子材料傳感器等。這種分類(lèi)法可分出很多種類(lèi),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,28,按照傳感器輸出量的性質(zhì)分為摸擬傳感器、數(shù)字傳感器。,數(shù)字傳感器便干與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，且坑干擾性較強(qiáng)，例如脈沖盤(pán)式角度數(shù)字傳感器、光柵傳感器等。傳感器數(shù)字化是今后的發(fā)展趨勢(shì)。輸出為開(kāi)關(guān)量(“1”和0”或“開(kāi)”和“關(guān)”)的開(kāi)關(guān)型傳感

8、器;輸出為模擬型傳感器;輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。 數(shù)字式：傳感器輸出為數(shù)字量，如：編碼器式傳感器。 模擬式：傳感器輸出為模擬電壓量;,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,29,按應(yīng)用場(chǎng)合不同,工業(yè)用，農(nóng)用、軍用、醫(yī)用、科研用、環(huán)保用和家電用傳感器等。若按具體便用場(chǎng)合，還可分為汽車(chē)用、船艦用、飛機(jī)用、宇宙飛船用、防災(zāi)用傳感器等。,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,30,根據(jù)使用目的的不同,又可分為計(jì)測(cè)用、監(jiān)視用，位查用、診斷用，控制用和分析用傳感器等。,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,按照傳感器轉(zhuǎn)換能量的方式分：,(1)能量轉(zhuǎn)換型：如：壓電式、熱電偶、光電式傳感器等; (2)能量控制型：如：電阻式、電感式、霍爾式等傳感器以及熱敏

9、電阻、光敏電阻、濕敏電阻等。,31,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,32,主要特點(diǎn),主要特點(diǎn)傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)基礎(chǔ)上的，已成功應(yīng)用在硅器件上做成硅壓力傳感器。,檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,33,主要功能常將傳感器的功能與人類(lèi)5大感覺(jué)器官相比擬,光敏傳感器視覺(jué) 聲敏傳感器聽(tīng)覺(jué) 氣敏傳感器嗅覺(jué) 化學(xué)傳感器味覺(jué) 流體傳感器觸覺(jué),檢測(cè)與傳感技術(shù)課件,34,敏感元件的分類(lèi)：,物理類(lèi)，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。 化學(xué)類(lèi)，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。 生物類(lèi)，基于酶、抗體、和激素等分子識(shí)別功能。 通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力