第0章070201傳感器原理與應(yīng)用1fVIP

1、傳感器原理與應(yīng)用SENSORS FUNDERMENTALSAND APPLICATIONS物理與電子工程學(xué)院陳志紅2007Chenzhihong11127課時1.了解傳感器的定義和分類。2掌握傳感器的靜態(tài)特性、動態(tài)特性的性能指標(biāo)、定義和分析處理方法，了解提高傳感器性能的方法。3了解常用傳感器的工作原理，掌握常用傳感器的性能特點和應(yīng)用。電阻式傳感器 （應(yīng)變式電阻傳感器）電容式傳感器 （變極距式 、變極板面積型、變介質(zhì)型）電感式傳感器 （變磁阻式、自感式、互感式、電渦流式）熱電式傳感器 （熱電偶 、熱電阻、熱敏電阻、PN結(jié)型）光電式傳感器 （光電管、光電倍增管 、光敏電阻、光電池、光電二極管、光電

2、晶體管、 PIN結(jié)光電二極管、雪崩光電二極管、色敏光電傳感器、光位置傳感器、光電開關(guān)與光電耦合器、 CCD固體攝象器件）輻射式傳感器磁敏式傳感器第一章 緒論傳感器基本特性第二章 電阻式傳感器第三章 電容式傳感器第四章 壓電式傳感器第五章 電感式傳感器第六章 熱電式傳感器第七章 光電式傳感器第八章 磁敏式傳感器第九章 輻射式傳感器第一章 緒論一、何謂傳感器？二、傳感器的基本結(jié)構(gòu)與分類三、傳感器的作用、地位與發(fā)展趨勢四、傳感器技術(shù)的特點一、何謂傳感器？傳感器（Sensor,Transducer)又叫變送器、變換器、 換能器、探測器傳感器 人體“五官”的工程模擬物,它是能把特定的被測量信息按一定規(guī)律

3、轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置。傳感器、變送器、執(zhí)行器大全Definition of a Sensor and a Transducer：· A TRANSDUCER IS A DEVICE THAT CONVERTS INPUTENERGY INTO OUTPUT ENERGY, THE LATTERUSUALLY DIFFERING IN KIND BUT BEARING AKNOWN RELATIONSHIP TO THE INPUT.換能器· A SENSOR IS A TRANSDUCER THAT RECEIVES ANINPUT STIMULUS AND

4、RESPONDS WITH ANELECTRICAL SIGNAL BEARING A KNOWNRELATIONSHIP TO THE INPUT.· Many measuring and sensing devices includingloudspeakers, thermocouples, microphones andphonograph pickups, may be termed transducers.Convert 轉(zhuǎn)換Stimulus 激勵Termn.術(shù)語v. to give it a nameSensors, transducers and actuatorsS

5、ensors is popular in the USA whereastransducers is more often used in Europesensor is a device that detects a change in aphysical stimulus and turns it into a signalwhich can be measured or recorded;transducer is a device that transfers powerfrom one system to another in the same or indifferent form

6、.Distinction between sensor and transducerA sensible distinction is to use sensor for thesensing element itself。'transducer' for the sensing element plus anyassociated circuitry.For example:A thermistorA solar cell熱敏電阻太陽能電池actuator執(zhí)行器an actuator is a device that produces thedisplay or observ

7、able output in a measurementsystemsuch as a light-emitting diode (LED) or movingcoil meter. It is of course simply a transducerused for output purposes二、傳感器的基本結(jié)構(gòu)輸入信息敏感元件轉(zhuǎn)換元件信號調(diào)理電路輸出信息輔助電路敏感元件：直接感受（或響應(yīng)）與檢出被測信息轉(zhuǎn)換元件 ：將敏感元件所感受的信息直接轉(zhuǎn)換成電信號分類依據(jù)型式說明基本效應(yīng)物理型、化學(xué)型、生物型以所涉及的物理、化學(xué)效應(yīng)命名構(gòu)成原理結(jié)構(gòu)型復(fù)合型物性型元件結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)變化元件物理特性變

8、化能量關(guān)系有源型無源型 Passive輸出量直接由被測量能量轉(zhuǎn)換而得輸出量能由外源供給但受被測量的控制作用原理電阻式、電容式、壓電式、熱電式以傳感器對信號轉(zhuǎn)換的作用原理命名輸入量位移傳感器、壓力傳感器、流量傳感器以被測量命名（即按用途分類）輸出量模擬式、數(shù)字式輸出量為模擬量輸出量為數(shù)字量三、傳感器的作用與地位人類社會發(fā)展歷史：手工化機械化自動化信息化人與簡單工具動力機與機械自動測量與控制智能機械或裝置信息社會的三大關(guān)鍵技術(shù)信息獲取傳感器技術(shù)感官信息傳輸通訊技術(shù)神經(jīng)信息處理計算機技術(shù)大腦“大腦發(fā)達、五官不靈”。國外傳感器技術(shù)美國國家安全和經(jīng)濟繁榮至關(guān)重要的22項技術(shù)中有項與傳感器信息處理技術(shù)直接

9、相關(guān)。關(guān)于保護武器系統(tǒng)質(zhì)量優(yōu)勢至關(guān)重要的關(guān)鍵技術(shù)，其中項為無源傳感器?？哲?000年舉出15項有助于提高21世紀(jì)空軍能力的關(guān)鍵技術(shù)，傳感器技術(shù)名列第二。日本 大核心枝術(shù)：傳感器技術(shù)、計算機、通信、激光半導(dǎo)體、超導(dǎo)?？茖W(xué)技術(shù)廳90年代重點科研項目中有70個重點課題，其中18項與傳感器技術(shù)密切相關(guān)。原蘇聯(lián)軍事航天計劃中的第五條列有傳感器技術(shù)。傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢1、開發(fā)新型傳感器2、集成化和多功能化3、智能化4 、開發(fā)仿生傳感器傳感器市場的發(fā)展趨勢對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造將大量需用工業(yè)控制傳感器。消費類用傳感器將繼續(xù)穩(wěn)定增長。農(nóng)業(yè)、環(huán)保、生物技術(shù)、醫(yī)療衛(wèi)生以及食品檢測用傳感器是廣闊的新市場。四、傳感器技術(shù)的基本特點1、內(nèi)容涵蓋面廣且離散2、知識密集度高、邊緣學(xué)科色彩極濃3、技術(shù)復(fù)雜，工藝要求高4、品種繁多，應(yīng)用廣泛教材及參考書教材：傳感器原理與應(yīng)用黃賢武，電子科技大學(xué)出版社，2004.3第二版參考書：傳感器應(yīng)用電路設(shè)計黃賢武，電子科技大學(xué)出版社，1997.6現(xiàn)代實用傳感器電路張福學(xué)，中國計量出版社，1997.12sensors and t