傳感器緒論完整版本

測試技術(shù)與傳感器在科學技術(shù)高度發(fā)達的現(xiàn)代社會中,人類已進入瞬息萬變的信息時代。人們在從事工業(yè)生產(chǎn)和科學實驗等活動中,主要依靠對信息資源的開發(fā)、獲取、傳輸和處理。傳感器處于研究對象與測控系統(tǒng)的接口位置,是感知、獲取與檢測信息的窗口,一切科學實驗和生產(chǎn)過程,特別是自動檢測和自動控制系統(tǒng)要獲取的信息,都要通過傳感器將其轉(zhuǎn)換為容易傳輸與處理的電信號。

傳感器技術(shù)是測量技術(shù)、半導體技術(shù)、計算機計算、信息處理技術(shù)、微電子學、光學、聲學、精密機械、仿生學和材料科學等眾多學科相互交叉的綜合性和高新技術(shù)密集型前沿技術(shù)之一，是現(xiàn)代新技術(shù)革命和信息社會的重要基礎(chǔ)，是自動監(jiān)測和自動控制技術(shù)不可缺少的重要組成部分。IT技術(shù)信息采集、信息傳輸、信息處理信息產(chǎn)業(yè)三大支柱傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)分別對應(yīng)信息技術(shù)中的采集、傳輸和處理。如果說計算機是人類大腦的擴展，那么傳感器就是人類的五官的延伸。目前的現(xiàn)狀——“大腦發(fā)達，五官不靈”國外的一些重視傳感器技術(shù)的例子P2煙霧防火傳感器煤氣泄露傳感器常見傳感器氨氣傳感器燃氣煤氣液化氣傳感器無線紅外傳感器無線門磁常見傳感器常見傳感器濕度傳感器酒精傳感器雨量傳感器常見傳感器超聲波傳感器加速度傳感器位移傳感器常見傳感器傾角傳感器三軸向加速度傳感器光纖傳感器常見傳感器圖像傳感器CMOS傳感器傳感器應(yīng)用傳感器應(yīng)用-iTaBot教師介紹蔡文郁博士caiwy@二教中樓309室86919161研究方向：傳感器網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容《測試技術(shù)與傳感器》是一門研究測試系統(tǒng)中最基本的傳感、信息變換和處理技術(shù)的課程。課程從測試技術(shù)的基礎(chǔ)理論入手，介紹信號檢測、數(shù)據(jù)處理方面的基本知識，引出傳感器分析的一般性理論基礎(chǔ)，然后再展開介紹各種類型傳感器的工作原理、特征及應(yīng)用，最后介紹傳感器在工程測量方面的幾個應(yīng)用實例。課程安排課程安排講課30

學時答疑課2

學時考試2

學時實驗課8

學時總計

34

學時課程介紹課程性質(zhì)？自由選課作業(yè)？課堂測試？考試：考試成績（平時＋期末）內(nèi)容重點？PPT內(nèi)容發(fā)布？高等學校電子信息類規(guī)劃教材傳感器原理及工程應(yīng)用郁有文常健編著西安電子科技大學出版社http://第1章傳感與檢測技術(shù)的理論基礎(chǔ)第2章傳感器概述第3章應(yīng)變式傳感器

第4章電感式傳感器第5章電容式傳感器

第6章壓電式傳感器第7章磁電式傳感器第8章光電式傳感器第9章半導體傳感器第10章超聲波傳感器第11章傳感器在工程檢測中的應(yīng)用

目錄緒論測試：指的是“測量”和“試驗”，是一種具有實驗性質(zhì)的測量。測量包括為確定被測對象的量值而進行的所有操作過程，試驗是對迄今未知事物的探索性認識過程。因此，測試具有探索、分析和研究的特征，是測量和試驗的綜合。測試技術(shù)泛指與測試相關(guān)的各種技術(shù)，只要需要考察事物并對其進行定量描述時，都離不開測試技術(shù)。測量系統(tǒng)構(gòu)成單獨傳感器能否構(gòu)成測量系統(tǒng)？最簡單的測試系統(tǒng)構(gòu)成：P1三大組成部分：傳感器＋信號調(diào)理電路＋信息處理每部分的作用？測量系統(tǒng)構(gòu)成測量系統(tǒng)是傳感器與測量儀表、變換裝置等的有機組合。圖1-1表示測量系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖。測量系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)中的傳感器是感受被測量的大小并輸出相對應(yīng)的可用輸出信號的器件或裝置。數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)用來傳輸數(shù)據(jù)。當測量系統(tǒng)的幾個功能環(huán)節(jié)獨立地分隔開的時候，則必須由一個地方向另一個地方傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)就是完成這種傳輸功能。測量系統(tǒng)構(gòu)成數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)是將傳感器輸出信號進行處理和變換。如對信號進行放大、運算、線性化、數(shù)——?；蚰！獢?shù)轉(zhuǎn)換，變成另一種參數(shù)的信號或變成某種標準化的統(tǒng)一信號等，使其輸出信號便于顯示、記錄，既可用于自動控制系統(tǒng)，也可與計算機系統(tǒng)聯(lián)接，以便對測量信號進行信息處理。測量系統(tǒng)構(gòu)成數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)將被測量信息變成人感官能接受的形式，以完成監(jiān)視、控制或分析的目的。測量結(jié)果可以采用模擬顯示，也可采用數(shù)字顯示，也可以由記錄裝置進行自動記錄或由打印機將數(shù)據(jù)打印出來。開環(huán)測量系統(tǒng)開環(huán)測量系統(tǒng)開環(huán)測量系統(tǒng)全部信息變換只沿著一個方向進行，如圖1-2所示。其中x為輸入量，y為輸出量，k1、k2、k3為各個環(huán)節(jié)的傳遞系數(shù)。輸入、輸出關(guān)系為：y=k1×k2×k3×x；采用開環(huán)方式構(gòu)成的測量系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較簡單，但各環(huán)節(jié)特性的變化都會造成測量誤差。閉環(huán)測量系統(tǒng)閉環(huán)測量系統(tǒng)——閉環(huán)測量系統(tǒng)有兩個通道，一為正向通道，二為反饋通道，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。整個系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系由反饋環(huán)節(jié)的特性決定，放大器等環(huán)節(jié)特性的變化不會造成測量誤差，或者說造成的誤差很小。

傳感器的發(fā)展過程第一代：結(jié)構(gòu)型傳感器——利用結(jié)構(gòu)參量的變化來感受和轉(zhuǎn)化信號。第二代：固體型傳感器——由半導體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成，利用材料的某些特性制成。第三代：智能型傳感器——微型計算機與檢測技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。第四代：集成化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、數(shù)字化、多功能化等方向。。。傳感器的發(fā)展途徑新型功能性材料的誕生，利用新材料的物理現(xiàn)象和性能開發(fā)出新的傳感器。新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，傳感器的原理多基于各種效應(yīng)、反應(yīng)和物理現(xiàn)象。新技術(shù)的應(yīng)用，新的加工方法不但使傳感器的性能指標有了很大的提高，還能加工出原有工藝不能制造的新型傳感器。傳感器定義廣義：傳感器是一種能把特定的信息（物理、化學、生物）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件和裝置。狹義：能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件。國家標準（GB7665—87）對傳感器（Sensor/transducer）定義是：能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件和裝置。傳感器定義以上定義表明傳感器有以下含義：它是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的檢測裝置；能按一定規(guī)律將被測量轉(zhuǎn)換成電信號輸出；傳感器的輸出與輸入之間存在確定的關(guān)系；按使用的場合不同又稱為:變換器、換能器、探測器。傳感器的組成傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本電路三部分組成：敏感元件感受被測量；轉(zhuǎn)換元件將響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成電參量；基本電路把電參量接入電路轉(zhuǎn)換成電量；核心部分是轉(zhuǎn)換元件，決定傳感器的工作機理。國標GB/T14479-93規(guī)定傳感器圖傳感器分類1）

按傳感器檢測的范疇分類物理量傳感器化學量傳感器生物量傳感器2）按傳感器的輸出信號分類模擬傳感器數(shù)字傳感器傳感器分類3）按傳感器的結(jié)構(gòu)分類結(jié)構(gòu)型傳感器物性型傳感器復合型傳感器4）按傳感器的功能分類單功能傳感器多功能傳感器智能傳感器傳感器分類5）按傳感器的轉(zhuǎn)換原理分類機—電傳感器光—電傳感器熱—電電傳感器磁—電傳感器電化學傳感器6）按傳感器的能源分類有源傳感器無源傳感器自動控制系統(tǒng)本課程的特點和研究內(nèi)容

“傳感器”課程主要講授把各種幾何量、機械量以及其他有關(guān)轉(zhuǎn)換成電量的各種傳感器，包括基本轉(zhuǎn)換電路和電測方法。傳感器是與現(xiàn)代科學技術(shù)緊密相連的一門新興學科，其種類很多，涉及的工作原理十分豐富。傳感器與生產(chǎn)實際和科學研究的關(guān)系十分密切，這些決定了“傳感器”課程是一門綜合性