第1112章 传感器应用技术
传感器应用技术(答案)
传感器应用技术(答案)四、传感器技术的发展趋势教学目标课，你们想怎样上？方法：评分标准分组：评分标准：（100分制）第一章传感器基础什么是传感器？思考：人身上有传感器吗？是什么类型传感器？传感器传感器的应用第二章光电式传感器光电式传感器的分类：一、预习问题储料仓前进方向二、问题解答概念题1、什么是外光电效应、光电管？光电效应光子能量光子能量吸收光子能量外光电效应使电子逸出物体表面光电管：光电阴极光电阳极光电子光电流光照强度光阴极的灵敏度电阻上的电压一定函数关系2、什么是光电倍增管？若干个倍增极逐级轰击次级发射倍增极106～108倍于紫外/可见/近红外光光度计，旋光仪、糖度计，发光分光光度计等3、什么是内光电效应、光敏电阻？电阻率阻值电流内光电效应开关式光电信号电阻率低阻态阻值亮电流原值呈高阻态4、光电二极管、光电三极管的结构？光电特性？反向反向偏置反向电阻光电流与阳极电压U AUminI∮U AU AUzI∮UAI∮UQ。
5、请举光源本身是被测物的光电传感器应用实例。
直接照射某些物理参数6、请举被测物吸收光通量的光电传感器应用实例。
光通量光电元件吸收量1—恒流源 2—半导体激光器 3—半反半透镜 4—反射镜5—被测水样6、9—光电池7、10—电流/电压转换器8—标准水样恒定红外光部分红外光减弱阀值判断电路7、请列举被测物体反射光通量的光电传感器应用实例。
反射反射光通量性质、状态和与光源之间的距离8、请举被测物遮挡光通量的光电传感器应用实例。
光通量减弱尺寸或位置正确位置零遮光面积方向及大小9、什么是光电开关？分别用图片介绍对射式、镜反射式、漫反射式、槽式、光纤式光电开关的用法。
靠近和通过强弱变化电流的变化电隔离的(即电缘绝)“通”与“断”10、什么是计量光栅？莫尔条纹的工作原理？应用举例？等节距刻线结构原理简单、计量精度高和分辨力强11、什么是光纤传感器？其在检测温度、加速度方面怎么应用？光纤自身直接接收长度、折射率、直径振幅（强度）、相位、波长和偏振方向被动式无需光源光强信号电信号考光束与测量光束光程差干涉效应电信号12、什么是红外线传感器？有什么应用？绝对零度热效应温度升高其他物理量自身的温度电信号光—热—电1、如图设计一套检测机构，检测输送带上往前输送的电路板的摆放位置是否正确。
传感器技术及应用
目录 1、传感器 2、传感器技术 3、传感器应用 4、传感器技术的发展动向
传感器
传感器是能感受被测量并按照一定规律转换 成可用输出信号的器件或装置，是实现传感 功能的基本部件。 传感器作用：传感器处于研究对象与检测系 统的接口位置，是感知、获取与检测信息的 窗口，它提供物联网系统赖以进行决策和处 理所必需的原始数据。
传感器
传感器技术
传感器技术的共性，就是利用物理定律和物 质的物理、化学或生物特性，将非电量（如 位移、速度、加速度、力等)转换成电量(电 压、电流、电容、器起源于仿生研究。生物都有自己的感 知周围环境的自身的器官和组织，如人有眼、 耳、口、鼻、皮肤等，能够获取信息。同样， 一个操作系统则需要通过传感器对某一特定 对象进行测量才能得到信息，获得的信息必 须通过电子信号转换后才能输出。
修
性
传感技术应用
光纤传感—独具优势的地震监测手段 特点：光纤传感器的特点是:能量损耗小，化学性 质稳定，且横截面小，防噪声能力强，不受电磁场 干扰，无火花、无短路故障，能耐高温环境等。 由于具有长距离遥测、耐恶劣环境（可耐500℃ 以上高温）、灵敏度高、易于联网等突出优点。光 纤传感器可能是目前最好的地震监测手段，一旦在 地震带附近建立起永久的可以监测地震的光纤传感 器网络，就可以及时地监测地下的异常情况，对可 能发生的地震发出预警。
哺
德
发展动向
传感器技术的发展动向 1 集成化和智能化 2 微型化和系统化 3 无线化和网络化 4 信息难以获取的传感技术 5 感知仿生 6 多传感器集成与融合技术
传感器
传感器主要完成2个方面的功能:检测和转换，由敏 感元件和转换元件组成，但这种组成的传感器通常 输出信号较弱，还需要信号调节与转换电路将输出 信号进行放大并转换为容易传输、处理、记录和显 示的形式。 敏感元件:传感器中能直接感受或响应被测信息（电 量)的元件，如:传感器中的弹性元件。 转换元件:传感器中能将敏感元件的感受或响应信息 转换为电信号的部分，如:应变式传感器中的电阻应 变片。 转换电路:把转换元件输出的电量信号转换为便于处 理、显示、记录或控制的有用的电信号的电路，如 电桥、振荡器、电荷放大器等。
传感器应用技术完整版课件全套ppt教程
【知识要求】
• 了解检测技术的含义、作用和地位。 • 掌握检测系统的组成。 • 了解误差的基本概念和仪表的精度等级。 • 掌握随机误差和系统误差的处理方法，测量数据的处理方
法。 • 了解传感器的组成，即敏感元件、传感元件、检测线路及
传感器的分类。 • 掌握传感器的静态特性和动态特性的分析方法。
重点：灵敏度的概念、灵敏度与量程、稳定性的关系，多 环节系统的灵敏度，传感器的组成。 难点：根据误差要求合理选择检测装置的精度等级，测量 数据的处理方法。
用指零仪表的零位指示检测测量系统的平衡状态，在 测量系统平衡时，用已知的标准量决定被测量的量值，这 种测量方法称为零位式测量。在测量时，已知标准量直接 与被测量相比较，已知量应连续可调，指零仪表指零时， 被测量与已知标准量相等，例如天平、电位差计等。
零位式测量的优点是可以获得比较高的测量精度，但测量 过程比较复杂，费时较长，不适用于测量迅速变化的信号。
传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环 境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等极 其广泛的领域。从茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各种复杂的 工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感 器。
传感器应用技术(第2版)
传感器应用技术(第2版)1. 引言传感器是现代科技中不可或缺的组成部分，它们广泛应用于各个领域，如工业控制、医疗诊断、环境监测等。
随着科技的不断发展，传感器的种类和应用范围也日益扩大。
本文将介绍传感器的应用技术，包括传感器的分类、工作原理以及在不同领域中的应用实例。
2. 传感器分类传感器按照其工作原理和测量参数的不同可以分为多种类型，常见的传感器分类包括：2.1 基于测量参数的分类•温度传感器：用于测量温度的传感器，常见的有热电偶、热敏电阻等。
•湿度传感器：用于测量湿度的传感器，常见的有湿度电容器、湿敏电阻等。
•压力传感器：用于测量压力的传感器，常见的有压力传感膜片、应变式压力传感器等。
•光学传感器：用于测量光的强度和频率的传感器，常见的有光敏电阻、光电二极管等。
•加速度传感器：用于测量加速度的传感器，常见的有压电式加速度传感器、微机械式加速度传感器等。
2.2 基于工作原理的分类•电阻型传感器：利用电阻的变化来测量参数，常见的有热敏电阻、湿敏电阻等。
•容性传感器：利用电容的变化来测量参数，常见的有湿度电容器、触摸屏等。
•感应型传感器：利用感应原理来测量参数，常见的有电磁感应式传感器、霍尔效应传感器等。
•光学传感器：利用光的变化来测量参数，常见的有光敏电阻、光电二极管等。
•声波传感器：利用声波的变化来测量参数，常见的有振动式、电容式声音传感器等。
3. 传感器工作原理传感器的工作原理基于物理现象或化学过程，并将其转化为电信号输出。
常见的传感器工作原理包括：3.1 电阻变化原理利用电阻随环境或被测参数的变化而变化的性质来测量参数。
例如，热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，可以通过测量电阻值来得到温度信息。
3.2 电容变化原理利用电容随环境或被测参数的变化而变化的性质来测量参数。
例如，湿度电容器的电容值随湿度的变化而变化，可以通过测量电容值来得到湿度信息。
3.3 感应变化原理利用感应原理来测量参数。
例如，霍尔效应传感器利用磁场的变化来测量磁场强度。
传感器应用技术
传感器应用技术传感器应用技术是当今技术领域中最为核心和重要的部分之一。
传感器的发展已经有了近半个世纪的历史，它不仅在工业生产中起到重要作用，而且在人们日常生活中也有很多应用。
在这篇文章中，我们将会介绍传感器的基本原理、分类、应用以及未来的发展趋势。
一、传感器的基本原理传感器是一种能够将物理量转化成电信号、磁信号、光信号等等其他信号的装置。
换句话说，传感器利用物理量和电信号之间的相互转化，将人们无法感知或无法直接处理的信息转化为可以感知或处理的形式。
通常情况下，传感器的工作原理可以归纳为以下三个步骤：1. 检测物理量：传感器通过各种测量和感知方法来检测物理量，如温度、压力、光线、声音、化学物质等。
2. 将物理量转化为信号：传感器将检测到的物理量转化为电信号、光信号或声学信号等等其他形式的信号。
3. 传递信号：传感器将转化后的信号传递到数据采集和处理系统，例如计算机或者控制器。
二、传感器的分类按照测量量分类：1. 温度传感器：温度传感器是最常见的一种传感器，它用于测量物体表面或基质的温度。
2. 压力传感器：用于检测气体或液体的压力变化，并转化成电信号输出。
3. 位置传感器：位置传感器用于检测物体的位置、移动和方向，例如永磁、光电、编码器、加速度计等。
4. 流量传感器：流量传感器常用于检测液体或气体的流量，例如质量流量计、体积流量计等。
5. 湿度传感器：用于测量空气或其他气体中的湿度水分含量，主要用于室内监测、温室控制和气象观测等。
6. 光学传感器：光学传感器是一种将光学信号转化为电信号的传感器，最常用于测量光强度、颜色、物体的透明度等。
按照实现方式分类：1. 接触式传感器：与测量目标物体接触的传感器，包括温度传感器、压力传感器、力传感器等。
2. 非接触式传感器：不需要与测量目标物体接触的传感器，包括红外传感器、超声波传感器、雷达传感器、光学传感器等。
三、传感器的应用1. 工业自动化领域：传感器在工业生产中扮演了核心作用，所有现代化的工业流程及机械装置都依赖于传感技术来实现自动化控制、监测质量、预警故障和优化生产。
《传感器应用技术》教案.
《传感器应用技术》教案.编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（《传感器应用技术》教案.）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
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第 1 单元（Unit) 第 1 周（Week) 2 学时(Periods) 单元标题 (Title) ：课程教育教学地点（Place) ：教学目标 (Teaching Target) ：1、让学生了解什么是传感器应用技术2、检测技术的应用领域3、了解本课程的性质和课程安排4、掌握一般的学习方法教学方法（Teaching Approaches) ：通过图片展示传感器应用技术的应用及作用教学材料及工具 (Teaching Materials ＆ Aids）：多媒体课件、课本、传感器实训台考核与评价方式 (Testing & Evaluating Mode)：提问主要教学内容及过程Main Teaching Contents & Procedures一、什么是传感器应用技术？定义：检测是利用各种物理、化学效应,选择合适的方法与装置,将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性与定量结果的过程.自动检测的内容包括：●信息提取(提取有用信息）●信息转换(转换成易于处理的电信号）●信息处理 (将得到的信息进行数字运算、Ａ／Ｄ转换等处理）二、传感器应用技术在机电一体化系统中的地位1、机电一体化技术相关专业机械技术机械技术是机电一体化的基础。
信息处理技术信息处理技术包括信息的交换存取运算判断和决策。
实现信息处理的主要工具是计算机,因此信息处理技术与计算机技术是密切相关的。
传感器技术应用
传感器技术应用传感器技术是一种能够将物理量转化为电信号的技术，它可以将温度、压力、湿度、光强等物理量转化为电信号，从而实现对物理量的测量和控制。
传感器技术的应用非常广泛，涉及到工业、医疗、环保、交通等多个领域。
在工业领域，传感器技术的应用非常广泛。
例如，在汽车制造过程中，传感器可以用来检测发动机的温度、油压、转速等参数，从而实现对发动机的监控和控制。
在机械制造过程中，传感器可以用来检测机器的振动、温度、压力等参数，从而实现对机器的监控和维护。
在电子制造过程中，传感器可以用来检测电路的电压、电流、电阻等参数，从而实现对电路的监控和控制。
在医疗领域，传感器技术的应用也非常广泛。
例如，在心脏病患者的监护过程中，传感器可以用来检测患者的心率、血压、呼吸等参数，从而实现对患者的监护和治疗。
在糖尿病患者的治疗过程中，传感器可以用来检测患者的血糖水平，从而实现对患者的治疗和管理。
在环保领域，传感器技术的应用也非常广泛。
例如，在空气污染监测过程中，传感器可以用来检测空气中的污染物浓度，从而实现对空气污染的监测和控制。
在水质监测过程中，传感器可以用来检测水中的污染物浓度，从而实现对水质的监测和控制。
在交通领域，传感器技术的应用也非常广泛。
例如，在智能交通系统中，传感器可以用来检测车辆的速度、位置、方向等参数，从而实现对交通流量的监测和控制。
在智能停车系统中，传感器可以用来检测车位的占用情况，从而实现对停车场的管理和控制。
传感器技术的应用非常广泛，它可以帮助我们实现对物理量的测量和控制，从而提高生产效率、改善生活质量、保护环境等。
随着科技的不断发展，传感器技术的应用将会越来越广泛，为我们的生活带来更多的便利和福利。
传感器技术及应用-北航稿
传感器根据测量目标和原理的不同，可以分为压力传感器、温度传感器、光 学传感器、化学传感器等多个类别。
传感器感知参数介绍
不同类型的传感器会感知不同的物理或化学参数，如温度、压力、湿度、光 强等。了解这些感知参数对选择合适的传感器非常重要。
传感器的特性与指标
传感器的特性和指标包括灵敏度、分辨率、准确性、响应时间等。这些指标决定了传感器的性能和可靠性。
传感器技术及应用
本演示文稿将介绍传感器技术的各个方面，包括传感器技术简介、分类及原 理、感知参数、特性与指标、误差和校准方法等。
传感器技术简介
传感器技术是一门研究使用传感器将物理量或化学量转换为可测量信号的科学。它在计量、检测、控制领域广 泛应用，为现代社会提供了无处不在的感知能力。
传感器分类及原理
传感器的误差及校准方法
传感器在实际应用中会存在一定的误差，如线性误差、温度漂移等。校准是 提高传感器测量精度的重要方法。
数字传感器与模拟传感器
传感器可以用于获取模拟信号或数字信号。数字传感器具有易于处理和传输的优势，而模拟传感器在某些应用 场景中仍然具有重要作用。
基于MEMS的传感器技术
MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）是一种小型化、集成化的传感器技术，可实现高性能、低 功耗的微型传感器。
《传感器应用技术》课程标准
《传感器应用技术》课程标准一、课程定位本课程为物联网应用技术专业方向职业基本技能学习领域的一门重要的专业课程，该课程不仅是前导课程：电路基础分析、模拟电路分析与实践、数字电路分析与实践等在专业学习领域的有效扩展，也为后续职业岗位专项能力学习领域中单片机应用技术、智能电子系统开发与设计、自动检测系统等课程的教学开展提供了重要支撑。
二、课程目标1．职业素质目标：通过本课程的学习培养学生举一反三，认真求实、团结协作的优良作风。
实验室实施5S管理理念，从而培养学生形成规范的操作习惯、养成良好的职业行为习惯。
2．职业能力目标：能根据实际检测需要选择合适的传感器，能使用常用传感器进行各种物理量的检测与信号处理，能对物联网设备与产品中的传感器故障作出正确的分析、判断并做基本的检修。
3．知识目标：常用工业传感器的基本工作原理、外特性，几种典型传感器的应用电路、信号处理、变换接口电路的结构及工作过程、传感器的基本使用常识。
三、课程内容与要求四、教学方法建议1．宏观教学法：理论教学结合实验教学，部分内容可尝试一体化教学。
2．微观教学法：理论教学部分采用多媒体教学与板书结合鼓励学生自主进行相关传感器知识的整理归纳与总结。
实验教学通过传统实验项目与综合实训的有机结合训练强化学生实际的动手能力。
五、课程实施基础与条件1．学生的学习基础电路基础分析、模拟电路、数字电路分析与实践的能力，同时具有一定的数学计算能力和物理问题分析解决能力（尤其具有高中物理运动学、力学、光学的基础）。
2．课程主讲教师和教学团队要求说明主讲教师应具备电子技术或电气自动化专业背景，能独立指导传感器实验，具有良好的动手能力与实践经验。
3．课程教学资源要求教材：《传感器技术及其应用》机械工业出版社陈黎敏主编实训教材：《传感器实验指导书》校本教材实训环境及硬件条件：本课程理论教学内容可在多媒体教室进行，实训教学应在传感器与执行器实训室进行小班教学，实训室具备多媒体教学设备一套、传感器实验台不少于18台，综合实训的内容须单独配备相关实验器材以进行强化动手实践。
传感器应用技术理论教学大纲
传感器应用技术理论教学大纲课程代码：IE211100《传感器应用技术》教学大纲一、课程基本信息课程名称：传感器应用技术学分：4学时：64课程目的：通过本课程的学习，使学生掌握传感器和检测技术的基本概念和常用传感器的工作原理、结构、特性及应用。
掌握测试系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对测试系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。
力图使学生获取到与从事传感器测试技术岗位的生产一线技术人员相一致的基本知识和技能。
本课程教学效果的主要衡量指标：课程性质：1) 理论，√2) 理论＋实践，3) 实践（打√选择）主要授课方式：√1) 讲授型；√2) 师生交互型；3) 讨论型；4) 技能培养型；5)其他型（打√选择）拟安排授课学期：1, 2, √3, 4, 5, 6 （打√选择适宜开课学期，允许选择一项以上）预修课程：《模拟电路》、《数字电路》、《电路分析》课程简介及主要教学方式和方法简述：传感器可视为人体五种感觉器官司的延伸，主要用于检测机电一体化系统自身作业对象、作业环境的状态，为有效地控制机电一体化系统的运作提供信息。
《传感器应用技术》是集材料、机械、电子、信息及控制于一体的综合技术，是自动化领域关键技术，应用到国民经济，人类生活的行业和领域，是国家工业发展的标志之一，是高等工科院校电气信息类各专业的主要专业课程之一。
本课程的教学环节主要包括：课堂讲授、实验、实验报告、课程设计、考试等。
在授课中，以被测量任务为研究对象，介绍怎样选择传感器，怎样使用传感器，怎样使用电路对感应的信号进行检测，如何对数据进行分析处理，最终实现功能要求。
将工学结合的教学理念贯穿始终，以项目为载体，采用任务驱动的教学方式，教学目的明确。
以学生为中心，使学习成为学生的自主行为，努力激发学生学习的积极性和主动性。
建议教材：常慧玲主编《传感器与自动检测》电子工业出版社2009年参考书：传感器与检测技术（徐利军主编电子工业出版社2008.2第2版）传感器原理与检测技术（周征主编清华大学出版社2007.2第2版）二、讲授大纲项目1传感器误差与特性分析任务1检测结果的数据整理1.1.1测量与测量方法1.1.2测量误差及其表示方法1.1.3测量误差的分类及来源任务2传感器特性分析与传感器选用1.2.1传感器的组成及其分类1.2.2传感器的静态特性与指标1.2.3传感器的动态特性与指标1.2.4传感器的标定知识拓展传感器技术的发展趋势本章要求：掌握测量误差的分类和一般计算方法，传感器的定义及组成。
绪论 《传感器技术与应用》课件
热敏电阻
2020/7/7
15
LED、LCD的特点：
LED亮度高、耐振动；LCD耗电省、集成度高， 但不利于夜间观察。
2020/7/7
16
图像显示
特点—— 能显示复杂的 图形和曲线， 但价格昂贵。
2020/7/7
17
记录仪
主要 用来记录 被检测对 象的动态 变化过程。
本书的章节目录
第1章 传感器理论基础 第2章 电阻式传感器 第3章 电感式传感器 第4章 电容式传感器 第5章 压电式传感器 第6章 热电式传感器 第7章 光电式传感器 第8章 霍尔传感器 第9章 波式传感器 第10章 传感器在工业中的应用
2020/7/7
1
检测技术
信息科学的一个重要分支，与计算机技 术、自动控制技术和通信技术构成了信 息技术的完整学科。
2020/7/7
28
提高可靠性 承受剧烈振动
2020/7/7
29
应用新技术和新的物理效应，扩大检 测领域
2020/7/7
月球车
30
鉴于传感器与信号调理电路分开，微弱的传感器信号 在通过电缆传输的过程中容易受到各种电磁干扰信号 的影响，各种传感器输出信号形式众多，使检测仪器 与传感器的接口电路无法统一和标准化，实施起来颇 为不便。随着大规模集成电路技术与产业的迅猛发展， 采用贴片封装方式、体积大大缩小的通用和专用集成 电路愈来愈普遍；因此，目前已有不少传感器实现了 敏感元件与信号调理电路的集成和一体化，对外直接 输出标准的4～20 mA电流信号；成为名符其实的变 送器。这对检测仪器整机研发与系统集成提供了很大 的方便，从而亦使得这类传感器身价倍增。其次，一 些厂商把两种或两种以上的敏感元件集成于一体，而 成为可实现多种功能新型组合式传感器。例如，将热 敏元件和湿敏元件和信号调理电路集成在一起，一个 传感器可同时完成温度和湿度的测量。
传感器应用技术
红外管的选择
模拟红外传感器 输出的信号是模拟的，需要A/D转换模块，转换成 数字信号，送到单片机的输入口。 优点：能得到更加多的路面信息，有利于更准确 的判断赛道形状，智能小车能更安全、稳定的行驶。 数字红外传感器(一般是集成好的) 不需要A/D转换，出来的信号直接是0,1这样的数 字信号。
红外技术
红外辐射 红外辐射俗称红外线，它是一种不可 见光， 由于是位于可见光中红色光以外的 光线，故称红外线。它的波长范围大致在 0.76～1000 µm， 工程上又把红外线所占 据的波段分为四部分， 即近红外、中红外、 远红外和极远红外。
红外原理
红外辐射的物理本质是热辐射，一个炽热 物体向外辐射的能量大部分是通过红外线 辐射出来的。物体的温度越高，辐射出来 的红外线越多，辐射的能量就越强。红外 光的本质与可见光或电磁波性质一样，具 有反射、 折射、散射、干涉、吸收等特性， 它在真空中也以光速传播，并具有明显的 波粒二相性。
双声纳 后声纳
集成开关面板 间隙检测声纳 侦测栅
转向指示 电源指示
[多功能信息显示 多功能信息显示] 多功能信息显示
[多功能显示 多功能显示] 多功能显示
定位、 定位、地理信息
传感器的应用领域
4、传感器在机器人上的应用
触觉能力： 触觉能力：
主要指确定工作对象是否存在，以及它的尺寸大小和形状等 主要指确定工作对象是否存在，以及它的尺寸大小和形状等。 是否存在 尺寸大小
传感器的分类
2．按工作原理分类: 按工作原理分类: 磁电式，热电式，机械式，电气式，光学式，流体式等。 磁电式，热电式，机械式，电气式，光学式，流电传感器
传感器的分类
3．按输出电信号类型分类
根据传感器输出电信号的类型不同， 根据传感器输出电信号的类型不同，可以分为 ：
传感器应用技术课程标准
《传感器应用技术》课程标准课程名称：传感器应用技术课程类别：专业核心课课程制定依据：《工业自动化仪表及应用专业人才培养方案》建议课时数：104学时适用专业：工业自动化仪表及应用专业一、课程性质与设计思路（一）课程性质本课程是中等职业学校“工业自动化仪表及应用”专业的一门专业核心课程，适用于中等职业学校仪表类专业，是从事仪表生产、销售、售后服务、仪表系统工程服务等岗位工作的必修综合技术应用课程之一。
（二）课程任务通过教师的课堂讲授，学生课堂讨论、习题、实验等环节的参与，使学生获得传感器及其应用的基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学生学习《仪器仪表装配与维修》《过程控制系统应用》《自动控制仪表调校与选型》等后续课程的学习打下良好的基础。
（H）设计思路本课程的设计思路是以学生将来从事的职业岗位群所需要的相关知识和基本技能为依据确定课程目标，设计课程内容，按中等职业学校学生的认知特点设计学习过程，突破了学科为中心的课程体系，将学科内容按“项目”进行整合，在内容安排上由简到繁，逐步深入，以各种物理量测量为主线,传感器的应用贯穿课程整个内容，包含“安全常识”、“初识传感器”、“温度及环境量的检测”、“位移的检测”、“力和压力的检测”、“位置的检测”、“液位和流量的检测”、“传感器综合实训”等8个项目，每个项目又分为若干个典型任务，每个任务将相关知识和实践实验进行有机的结合，突出实际应用，减少理论推导，让学生在“用什么、学什么、会什么”的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。
二、课程目标通过学习使学生掌握传感器的结构组成和基本工作原理，以及构建测试电路的基本技能；了解传感器在生产实践中的应用，以及传感器的应用技术和发展趋势；学会常用传感器的使用、调试方法，学会选用传感器。
学习科学探究方法，养成自主学习习惯，培养良好的思维习惯和职业规范，为后期学习和就业打好基础；锻炼学生的团队合作精神，掌握实际操作技能。
《传感器应用技术》课件
总结
1 应用技术的优势
传感器应用技术能够实现智能化控制、提高效率和安全性，推动社会发展和产业升级。
2 应用技术的挑战
传感器应用技术面临着可靠性、成本、标准化等挑战，需要不断创新和改进。
3 发展趋势
未来，传感器应用技术将朝着智能化、互联化和可持续发展的方向发展。
传感器的原理
传感器的工作原理是基于物理现象或化学反应，并将其转换成可以测量的信 号。 常见的传感器原理包括电阻、电磁感应、压力、光电、温度、声音等。
传感器的应用
工业自动化
传感器在工业生产中起着关键作用，用于监测和控制各种参数，提高生产效率与质量。
智能家居
传感器在智能家居系统中用于自动化控制、安全监测和能源管理，提供更智能、便捷和舒适 的居家环境。
选型案例
通过典型传感器的选型案例， 了解如何根据应用需求选择最 合适的传感器。
传感器的发展趋势Βιβλιοθήκη 1技术的发展历程传感器技术经历了长足的发展，不断推动着各行各业的创新和进步。
2
技术的发展趋势
随着物联网、人工智能和大数据的发展，传感器技术将更加智能化、多样化和高效化。
3
应用的前景
未来，传感器将在智能城市、智能交通、环境监测等领域发挥更广泛的作用。
智能医疗
传感器在医疗设备和监护系统中发挥重要作用，用于监测患者的生理参数，提供实时数据和 诊断支持。
传感器选择与设计
参数选择
在选择传感器时，需要考虑适 用范围、精度、响应速度等参 数，以满足特定应用的需求。
设计要点
在传感器设计中，需要考虑电 路设计、信号处理、防护措施 等关键因素，以确保性能和可 靠性。
《传感器应用技术》PPT 课件
感谢大家来参加《传感器应用技术》PPT课件。在本课程中，我们将深入了解 传感器的定义、原理和应用，以及传感器选择和设计的要点。让我们一起探 索传感器技术的未来发展趋势！
《传感器应用技术》课程标准
《传感器应用技术》课程标准一、课程性质与目标《传感器应用技术》是一门重要的专业课程，旨在培养学生掌握传感器的基本原理、技术与应用，以及传感器的选择与使用。
本课程与实际应用紧密结合，强调实践操作与技能培养，为学生今后从事相关领域的工作奠定基础。
本课程的学习目标包括：1. 了解传感器的基本原理、分类和应用；2. 掌握常见传感器的使用方法、测量范围和精度；3. 能够根据实际需求选择合适的传感器；4. 能够正确连接传感器与相关设备，进行测量与数据处理；5. 具备一定的故障排查和调试能力。
二、教学内容与要求本课程的教学内容包括传感器原理、测量电路、温度传感器、压力传感器、位移传感器、光电传感器等。
在教学过程中，应注重理论与实践相结合，通过案例分析、实验操作、小组讨论等方式，使学生深入了解传感器的应用技术。
同时，要求学生掌握常见传感器的使用方法，能够根据实际需求选择合适的传感器，并能够正确连接传感器与相关设备进行测量与数据处理。
三、教学方法与手段为了提高教学效果，本课程采用多种教学方法和手段。
包括：1. 理论讲授与实践操作相结合，通过实验操作加深学生对理论知识的理解；2. 案例分析，通过实际应用案例引导学生掌握传感器应用技术；3. 小组讨论，鼓励学生交流学习心得，分享经验，共同提高；4. 线上资源，利用网络平台提供相关教学资源，方便学生随时学习。
四、教学评价与考核本课程的考核包括平时成绩和期末考试成绩两部分。
平时成绩包括出勤率、作业完成情况、实验操作表现等；期末考试采用闭卷笔试方式，考查学生对传感器原理、使用方法、选择与调试等方面的掌握情况。
同时，鼓励学生积极参加相关领域的技术竞赛，以赛促学，提高学生的学习积极性和实践能力。
五、师资队伍与实验条件本课程的教学团队应具备丰富的传感器应用技术教学和实践经验，能够为学生提供高质量的教学指导。
同时，学校应提供充足的实验条件，包括实验设备、场地和软件等，确保学生能够进行充分的实践操作。
《传感器应用技术》授课计划.
院(系)
课程名称
讲课班级
周次课序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
教研室(系)任课教师
传感器应用技
课程类型总学时
术
礼拜
讲课内容(章节主要内容,字数在一千字之内)
教课时
数
课程教育
4
检测技术基础一
4
检测技术基础二
4
电阻式传感器一
4
电阻式传感器二
4
压力检测实操
4
灵活一次
一体化
一体化
一体化工作页四
一体化
一体化
一体化 工作页五一体化
一体化 工作页六一体化
21
数字式传感器二
4
22
复习
2
一体化
一体化
23查核2一体化
4
电感式传感器一
4
电感式传感器二
4
位移检测实操
4
电容式传感器
4
热电偶温度传感器一
4
热电偶温度传感器二
4
温度检测实操
4
光电传感器
4
霍尔传感器
4
转速检测实操
4
压电式传感器
4
振动检测实操4数字传感器一4职称
辅导
教师
课外
教课形式
作业
一体化
一体化
一体化工作页一
一体化
一体化
一体化 工作页二一体化
一体化
一体化
一体化 工作页三一体化
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2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
12.1 传感器的正确选择
与使用环境条件有关的因素
包括传感器的设置场所；环境条件（温度、湿度、 振动等）；测量时间；与其它设备的连接及距离； 所需功率容量等。
与购买和维修有关的因素
包括性能价格比；零配件的储备；售后服务与维修 制度、保修时间；交货日期等。 注：应根据实际使用的目的、指标、环境等,有不同的侧重点。
利用小阻值的取样电阻Ｒs把电流转变为电压 后，再用差动放大器进行放大。 当选用R1=R2=RF，R3=R4=R5=R6=Rf，则差动 放大倍数为：
Kd 2(1
Rf R7
)(
Rf RF
)
可见，R7越小， Kd越大，调节Rw2，可以使 Kd在58~274内变化，
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
使用恒流源的R-U变换电路
a 恒 流 源 Is Rx b Ux＝Is Rx
U x I s Rx
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
利用运算放大器做恒流源
UD D 恒定电流 E Is ＝ s Rs
Es 标准电池
Rs － ＋ a Rx b
Ux＝Is Rx
2018/10/8
传感器原理及应用
U SC U BD U ( R R RT ) R R RT R R RT
U ( R R RT ) R R RT R R RT
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
整理后得： U U SC
R R RT
R
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
恒流源供电：
A R－ R＋ RT B R＋ R＋ RT D
R＋ R＋ RT C ＋ －
R－ R＋ RT
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章 设电桥两个支路的电阻相等 ,即 R ABC =RADC =2(R+Δ RT ),故 有： 1
第11章
大电流-电压变换器电路：
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
4、微电流-电压变换电路：
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
微电流-电压变换电路：
该电路的一个特点在于反馈引出端不是在Uo， 而是在100Ω和9.9kΩ电阻中间。按常规的接法， 10GΩ反馈电阻产生的变换系数为1010，即5pA 电流产生0.05V电压。但是该电路的反馈从输出 电压的1/100分压点引出，将灵敏度提高了100倍。 于是，当输出Uo=5V时，反馈电阻两端的电压 为50mV，这时仅需电流为50mV/10GΩ=5pA。
Usc
－
传感器原理及应用
第11章
恒压源供电方式：
A R－ R＋ RT B R＋ R＋ RT D
U
R＋ R＋ RT C ＋ Usc －
R－ R＋ RT
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
设四个扩散电阻的阻值起始都相等且为 R,当有 应力作用时,两个电阻的阻值增加,增加量为ΔR ； 两个电阻的阻值减小,减小量为-ΔR；另外由于 温度影响,使每个电阻都有ΔRT的变化量。电桥 的输出为：
1、电子线路(硬件) 线性化及补偿 2、软件线性化及补偿
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传感器原理及应用
第11章
1、硬件线性化方法
对象：针对传感器的非 线性特性 原理：以非线性矫正非 线性，“以畸制畸”。
I
Ⅰ
Ⅲ Ⅱ
0
U
方法一：采用与传感器特性相反特性的 元件组成补偿电路，
例：在具有指数特性的传感器上配上对数变 送器
第11章
11.2 驱动电路分析及外围电路器件选择
11.2.1 驱动电路分析
驱动电路通常采用的是恒压工作（恒压驱 动方式）或恒流工作（恒流驱动方式）。
恒压源供电：适用于精度要求不高的场合； 恒流源供电：适用于精度要求较高的场合。
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传感器原理及应用
第11章
例：压阻式半导体应变片传感器
第11章
11.2.2 外围电路器件的选择
电容选择要求
当不要求使用高精度电容时,普通的聚酯树酯、 瓷介等电容都可满足要求。 当要求精度较高时,可使用如国产的圆片瓷介 电容CC1-1～CC1-6、云母电容CY-0～CY-3 等。
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传感器原理及应用
第11章
第12章 传感器的选择与使用
I ABC I ADC
2
I
因此电桥的输出为 1
U SC U BD
1 I ( R R RT ) I ( R R RT ) 2 2
整理后得
Usc=IΔ R
结论：电桥的输出与电阻的变化量成正比 , 即与被测量成正比 , 当然也与电源电流成正比。但是电桥的输出与温度无关 , 不 受温度影响,这是恒流源供电的优点。
电阻－温度特性
1 1 RT RT0 exp BN T T 0
1 RS RT RX T
U I T Rs
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传感器原理及应用
第11章
2、针对传感器工作条件或外界环境的硬件补偿
不少传感器对温度敏感，由于温度变化引起 的误差十分可观。这时应找出温度对测量值 影响的规律，然后引入温度补偿措施。 例：应变式传感器的应变片温度补偿 电桥补偿法 温度自补偿法
第11章
主要内容：
信号变换 驱动电路分析 外围电路器件选择
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传感器原理及应用
第11章
11.1 信号变换
各种传感器的共同特点是把非电量转换为电量，
实际应用中，敏感元件或传感器输出的信号可能
是直流电压、直流电流，也可能是交流电压、交
流电流，甚至是电阻值、电容值等等。在进行处 理、传输、接口、显示记录过程中，常常需要借 助于各种信号变换器，进行信号变换。
电阻选择要求
在精度要求不高时,可使用碳膜电阻。 在精度要求较高时,应使用金属膜电阻。 精密电阻则需要选择沉积膜电阻系列。
电位器选择要求
在调整有些传感器的灵敏度或偏移电压时,由 于传感器的灵敏度或偏移电压离散性大,一般 使用多圈型（5～20圈）电位器。
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传感器原理及应用
U SC U 如ΔRT =0,即没有温度影响,则 R 说明： 电桥输出与 Δ R ／ R 成正比 , 也就是与被测量成 正比；同时又与 U 成正比。这说明电桥的输出 与电源电压的大小与精度都有关。 如ΔRT ≠0,则Usc与ΔRT有关,也就是与温度有关, 而且与温度的关系是非线性的,所以用恒压源供 电时,不能消除温度的影响。
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
12.2 传感器的合理使用
一、线性化及补偿
存在问题：
1、传感器本身特性 传感器的输入－输出特性呈现非线性化。 2、传感器的工作条件或外界环境 被测物理量以外的因素对输出量造成的一 定的误差。
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
一、线择
12.2 传感器的合理使用
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
12.1 传感器的正确选择
与测量条件有关的因素
包括测量的目的；被测试量的选择；测量范围；输入 信号的最大值；频带宽度；指标要求；测量所需要的 时间等。
与传感器有关的因素
其中有静态特性指标；动态特性指标；模拟量还是数 字量；输出量及其数量级；被测物体产生的负载效应； 校正周期；超标准过大的输入信号的保护等。
利用f-U变换把频率(f)变换成直流电压(U)；
利用U-H变换把电压(U)变换成脉冲宽度(H)。 …………
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传感器原理及应用
第11章
一、电流-电压(I-U)变换器
1、由电阻组成的电流-电压变换电路 Uo=IiR
Ii Uo
R
Uo ＝Ii R
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传感器原理及应用
全桥测量：在基片上扩散出四个电阻,这四个电阻接成电桥, 输出信号与被测量成正比,并且在受到应力作用后,使阻值 增加的两个电阻对接,电阻减小的两个电阻对接,使电桥的 灵敏度最大。
A R－ R＋ RT B R＋ R＋ RT D U
R＋ R＋ RT C ＋
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R－ R＋ RT
第11章
2、由运放构成的电流-电压变换器电路
通常采用高输入阻抗运 算放大器，如LM356、 CF3140、F071~F074、 F353等组成电流-电压变 换器。
U0 Ii R
它能提供正比于输入电流的输出电压， 比例常数就是反馈电阻R，
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
3、利用差动放大器的大电流-电压变换器电路
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
因此：
在测量精度要求不高的场合可采用恒压供电方式； 在高精度测量的场合,就必须采用恒流驱动电路。
注：传感器的其他外围电路如测量电路、放大电路等
都应根据实际要求选择合适的供电方式。
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
11.2.2 外围电路器件的选择
2018/10/8
传感器原理及应用
第11章
方法二：利用线性元件和非线性元件的串、 并联组成线性网络。
例：半导体热敏电阻 将热敏电阻与温度系数可忽略的固定电阻串(并) 联组成线性网络，适当选取阻值可以在一定的 温度区域内得到近似线性变化的电压或电阻输 出。
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