傳感器分類特點及應(yīng)用課件

單元一傳感器與檢測技術(shù)基礎(chǔ)任務(wù)一：傳感器的認(rèn)知7/22/20231不帶微處理器時0-1自動檢測技術(shù)系統(tǒng)原理框圖7/22/20232檢測（Detection）定義：

利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測量的方法，賦予定性或定量結(jié)果的過程稱為檢測技術(shù)。7/22/20233例：曹沖稱象方法：比較法；裝置：船、石頭、小秤；檢查、測量，從而得到：定性、定量的結(jié)果。7/22/20234檢測技術(shù)在國民經(jīng)濟中的地位和作用

7/22/20235檢測技術(shù)在衛(wèi)星中的應(yīng)用紅外掃描區(qū)域人造衛(wèi)星7/22/20236檢測技術(shù)在海嘯預(yù)報中的應(yīng)用海浪振動檢測系統(tǒng)浮標(biāo)深海地溝7/22/20237檢測技術(shù)在飛行器中的應(yīng)用7/22/20238一種典型的自動檢測系統(tǒng)（檢測系統(tǒng)在發(fā)電廠的應(yīng)用）傳感器來自外界的信號電信號二、傳感器的作用傳感器實際上是一種功能塊，其作用是將來自外界的各種信號轉(zhuǎn)換成電信號。作為一種功能塊的傳感器可狹義的定義為：“將外界的輸入信號變換為電信號的一類元件。7/22/202310傳感器在機器人身上的分布

7/22/202311機器人的手7/22/202312服務(wù)機器人機器人伴舞機器人奏樂7/22/202313三、傳感器的定義根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，傳感器的定義是：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置。7/22/202314玻璃溫度計不屬于本教材所講授的傳感器范圍。在本教材中是指一個能將被測的非電量變換成電量的器件。7/22/202315

能將溫度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感器—熱電偶

7/22/202316四、傳感器的組成舉例：測量壓力的電位器式壓力傳感器

1-彈簧管2-電位器圖1-4傳感器組成框圖7/22/202317壓力傳感器的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)7/22/202318彈性敏感元件（彈簧管）

敏感元件在傳感器中直接感受被測量，并轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系、更易于轉(zhuǎn)換的非電量。7/22/202319彈簧管放大圖

當(dāng)被測壓力p增大時，彈簧管撐直，通過齒條帶動齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動電位器的電刷產(chǎn)生角位移。7/22/202320其他各種彈性敏感元件

在上圖中的各種彈性元件也能將壓力轉(zhuǎn)換為角位移或直線位移。7/22/202321彈性敏感元件（彈簧管）

在下圖中，彈簧管將壓力轉(zhuǎn)換為角位移α7/22/202322被測量通過敏感元件轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電參量

在右圖中，電位器為傳感元件，它將角位移轉(zhuǎn)換為電參量-----電阻的變化（ΔR）7/22/202323測量轉(zhuǎn)換電路的作用是將傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成易于處理的電壓、電流或頻率量。

在左圖中，當(dāng)電位器的兩端加上電源后，電位器就組成分壓比電路，它的輸出量是與壓力成一定關(guān)系的電壓Uo。

7/22/202324分壓比電路的計算公式如下：

直滑電位器式傳感器的輸出電壓Uo與滑動觸點C的位移量x成正比：對圓盤式電位器來說，Uo與滑動臂的旋轉(zhuǎn)角度成正比：7/22/202325對應(yīng)的傳感器部件:7/22/202326五、傳感器分類傳感器的種類名目繁多，分類不盡相同。常用的分類方法有：１）按被測量分類：可分為位移、力、力矩、轉(zhuǎn)速、振動、加速度、溫度、壓力、流量、流速等傳感器。2）按測量原理分類：可分為電阻、電容、電感、光柵、熱電耦、超聲波、激光、紅外、光導(dǎo)纖維等傳感器。

詳細(xì)分類參閱：/index.php?u=7747767/22/2023271在工業(yè)生產(chǎn)過程的測量與控制方面的應(yīng)用溫度、壓力、流量、液位和氣體成分等參數(shù)進行檢測工作狀態(tài)的監(jiān)控診斷設(shè)備實現(xiàn)監(jiān)測自動化六、傳感器技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢7/22/2023282傳感器在汽車電控系統(tǒng)中的應(yīng)用準(zhǔn)確地采集汽車工作狀態(tài)的信息分布于發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)。普通汽車上10一20只，高級豪華300只．7/22/2023293在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用拾取生命體征信息圖像處理、臨床化學(xué)檢驗、生命體征參數(shù)的監(jiān)護監(jiān)測、疾病的診斷與治療現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備中無所不在7/22/2023304在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用環(huán)境污染問題迫切需求：連續(xù)、快速、在線監(jiān)測的儀器生物傳感器．可對酸雨酸霧樣品溶液進行檢測，大大簡化了檢測方法。7/22/2023315在軍事方面的應(yīng)用智能化：武器、作戰(zhàn)指揮、控制、監(jiān)視和通信、電磁干擾方面7/22/202332NMD和TMD7/22/2023336在家用電器方面的應(yīng)用智能化、自動化、節(jié)能、無污染微電腦和各種傳感器組成的控制系統(tǒng)空調(diào)器，可以實現(xiàn)壓縮機的啟動、停機、風(fēng)扇搖頭、風(fēng)門調(diào)節(jié)、換氣等，從而對溫度、濕度和空氣濁度進行控制。7/22/2023347在學(xué)科研究方面的應(yīng)用哈勃：成像光譜儀：掃描有光波的天體高精制導(dǎo)傳感器：用來鎖定目標(biāo)高級測量攝像機：有著寬視場的高效測量工具7/22/2023358.在智能建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用未來建筑的必然趨勢涵蓋智能自動化、信息化、生態(tài)化具有微型集成化、高精度與數(shù)字化和智能化特征的智能傳感器7/22/202336（二）傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢1.開發(fā)新型傳感器結(jié)構(gòu)型傳感器發(fā)展較早，一般而言結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積偏大、價格偏高。物性型傳感器過去發(fā)展不夠，目前各國投入大量人、物力進行研究。比如：利用核磁共振的吸收效應(yīng)的磁敏傳感器可將靈敏閾提高到地磁強度的千萬分之一；利用約瑟夫遜效應(yīng)的熱噪聲溫度傳感器，可測百萬分之一開的溫度。2.開發(fā)新材料(1)半導(dǎo)體敏感材料：傳感器材料占主導(dǎo)地位，新的趨勢是金屬和非金屬材料合成的化合物半導(dǎo)體材料。

7/22/202337(2)陶瓷材料：技術(shù)潛力大，壓電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷應(yīng)用最多。

(3)磁性材料：正向非晶化、薄膜化。7/22/202338(4)智能材料：形狀記憶體；具有自適應(yīng)、自診斷、自修復(fù)功能。7/22/2023393采用新工藝主要指微機械加工技術(shù)，隨著集成電路工藝發(fā)展起來。離子束，分子束，激光束，化學(xué)刻蝕等用于微電子加工。

7/22/2023404集成化(1)同一功能多元件并列化：CCD圖像傳感器(2)多功能一體化：傳感器、放大、運算、溫度補償做成一體。

一體化溫度變送器7/22/2023415多功能化同時測量多個參數(shù)，例如多維力傳感器可以同時測量三個線速度，三個離心加速度和三個角加速度。對數(shù)據(jù)進行綜合處理，反映整體狀態(tài)，降低成本，減小體積。

7/22/2023426智能化

傳感器與微處理器結(jié)合。不僅具有檢測功能，還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷、“思維”等人工智能。

7新一代航天傳感器研究隨著航天技術(shù)的發(fā)展，航天器上需要的傳感器越來越多，航天飛機上安裝有3500支左右，而且傳感器的指標(biāo)要求也高。比如：八五期間，我國對新一代航天傳感器提出的要求是小型化(<100g)、低功耗(<30mW)、高精度(<0.5%)、高可靠性(>0.998)。7/22/202343面部識別技術(shù)7/22/202344月球車7/22/202345火星車7/22/202346“惠更斯”號登陸土衛(wèi)六的效果圖土衛(wèi)六表面7/22/202347安全檢查7/22/2023488仿生傳感器研究

模仿人的感覺器官的傳感器，如視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺傳感器，用于智能機器人技術(shù)。目前只有視覺和觸覺傳感器解決的比較好。更多資料參閱：/index.php?u=7747767/22/202349經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWi