传感器课件 (40)
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温度传感噐(传感器教学课件)(共116张PPT)
水的冰点定为零度，水的沸点定为100度，在这两
固定点之间划分一百个等份，每一等份称为摄氏
一度(摄氏度，℃)。摄氏温标是工程上最通用的温 度标尺。一般用小写字母t表示。
❖ 华氏温标〔℉〕
❖
规定在标准大气压下冰的熔点为32华氏度，水的
沸点为212华氏度，两固定点间等分为180份，每一等
份称为F华=氏1.一8t+度3，2 单位用℉， 它和t摄= 5氏/9温(f度-32的) 关℃系：
热电偶测温的主要优点
❖ 1、它属于自发电型传感器：测量时可以不需外加电源
，可直接驱动动圈式仪表；
❖ 2、测温范围广：下限可达-270C ，上限可达 1800C以上；
❖ 3、各温区中的热电势均符合国际计量委员会的标 准。
温度传感器——热电偶
一、 热电偶的工作原理
热电极A
热电势
测量端
工作端
A
热端
热电极B
Temperature Scale of 1968)
❖
ITS-90(1990年1月1日起全世界范围采用)
❖
国际实用温标规定热力学温度是根本温度。
❖ ● 1K定义为水三相点热力学温度的1/273.16，即 热力学温标规定水的三相点温度为273.16 K，这是建 立温标的惟一基准点。
❖ ● 摄氏温度分度值与开氏温度分度值相同，即温 度间隔1℃=1K。
使电子反方向移动，最后到达动态平衡。这样，导体
两端产生电位差，即温差电动势。
❖ 。
温差电动势大小取决于导体材料及两端温度
温度传感器——热电偶
❖ 热电偶回路的总电动势 ❖ 由导体材料A、B组成的闭合回路，如果导体A的电子
密度大于导体B的电子密度，且两接点温度不相等，分 别为T、 T0，如果T＞T0 ，那么必存在着两个接触电势 和两个温差电势，回路总电势：
传感器课件
传感器：广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
国家标准：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置。
按使用的场合不同传感器又称为:变换器、换能器、探测器传感器的组成：敏感元件、转换元件、基本电路，敏感元件感受被测量;转换元件将响应的被测量转换成电参量（电阻、电容、电感）;基本电路把电参量接入电路转换成电量;核心部分是转换元件,决定传感器的工作原理。
测量仪器一般由信号检出器件和信号处理两部分组成。
按传感器检测的范畴分类物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器、按传感器的输出信号分类模拟传感器、数字传感器按传感器的结构分类结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器按传感器的功能分类单功能传感器、多功能传感器、智能传感器按传感器的转换原理分类机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器、电化学传感器按传感器的能源分类有源传感器无源传感器物理量、化学量、生物类传感器三大门类；国标GB/T14479-93规定传感器图用图形符号表示方法：正方形表示转换元件；三角形表示敏感元件；X 表示被测量符号；* 表示转换原理。
国标GB7666规定，一种传感器的代号应包括以下四部分：主称（传感器）、被测量、转换元件、序号；第二章传感器的静态特性、动态特性慢变信号——输入为静态或变化极缓慢的信号时（环境温度），我们讨论研究传感器静态特性，即不随时间变化的特性;快变信号——输入量随时间（t）较快变化时（如振动），我们考虑输出的传感器动态特性，即随时间变化的特性；静态特性主要包括：线性度、灵敏度、稳定性、重复性…线性度是表征实际特性与拟合直线不吻合的程度动态特性：输入输出之间的差异就是动态与时间常数(t ) 角速度（w）阻尼比（ξ）有关灵敏度：在稳定条件下输出微小增量与输入微小增量的比值对线性传感器灵敏度是直线的斜率：S = Δy/Δx对非线性传感器灵敏度为一变量：S = dy/dx稳定性：表示传感器在一较长时间内保持性能参数的能力H(s)表示输入拉氏变换和传递函数求出输出拉氏变换根据阻尼比ξ大小可分四种情况：1.ξ=0,零阻尼,等幅振荡，产生自激永远达不到稳定；2.ξ<1,欠阻尼,衰减振荡,达到稳定时间随ξ下降加长；3.ξ=1,临界阻尼，响应时间最短；4.ξ>1,过阻尼，稳定时间较长传感器动态特性②延迟时间td：传感器输出达到稳态值的50%所需的时间。
《传感器培训》课件
• 传感器类型：温度传感器、湿度传感器、光照传感器、空气质量传感器等。 • 应用场景：智能空调、智能照明、智能安防等。
传感器在环境监测中的应用
总结词
传感器在环境监测中发挥着重要作用，能够实时 监测环境质量并预警污染事件。
传感器类型
空气质量传感器、水质传感器、噪声传感器等。
详细描述
通过安装各种类型的传感器，可以实时监测空气 质量、水质、噪声等环境参数，并将数据传输到 监控中心进行分析和预警。这有助于及时发现污 染源，采取有效措施保护环境。
物联网时代的传感器发展
物联网的普及
随着物联网技术的不断发展，传感器 在智能家居、智能交通等领域的应用 越来越广泛，为人们的生活带来便利 。
数据采集与传输
物联网时代对传感器提出了更高的要 求，需要具备更高效的数据采集和传 输能力，以满足实时监控和远程控制 的需求。
人工智能与传感器的融合
人工智能技术
传感器选型原则
根据测量要求选择
根据测量对象和测量环境，选择合适的传感 器类型和量程。
考虑成本
在满足性能要求的前提下，选择性价比高的 传感器。
考虑精度和稳定性
在满足测量要求的前提下，选择精度高、稳 定性好的传感器。
考虑安装和使用方便性
选择易于安装、使用和维护的传感器。
传感器使用注意事项
正确安装传感器
霍尔传感器
利用霍尔效应测量磁场强 度，用于检测电流、磁场 等。
传感器的信号处理技术
信号放大与滤波
对传感器输出的微弱信号 进行放大和滤波，提高信 号的信噪比。
信号转换与调理
将传感器输出的模拟信号 转换为数字信号，并进行 必要的调理，以满足后续 处理的要求。
数字信号处理
传感器在环境监测中的应用
总结词
传感器在环境监测中发挥着重要作用，能够实时 监测环境质量并预警污染事件。
传感器类型
空气质量传感器、水质传感器、噪声传感器等。
详细描述
通过安装各种类型的传感器，可以实时监测空气 质量、水质、噪声等环境参数，并将数据传输到 监控中心进行分析和预警。这有助于及时发现污 染源，采取有效措施保护环境。
物联网时代的传感器发展
物联网的普及
随着物联网技术的不断发展，传感器 在智能家居、智能交通等领域的应用 越来越广泛，为人们的生活带来便利 。
数据采集与传输
物联网时代对传感器提出了更高的要 求，需要具备更高效的数据采集和传 输能力，以满足实时监控和远程控制 的需求。
人工智能与传感器的融合
人工智能技术
传感器选型原则
根据测量要求选择
根据测量对象和测量环境，选择合适的传感 器类型和量程。
考虑成本
在满足性能要求的前提下，选择性价比高的 传感器。
考虑精度和稳定性
在满足测量要求的前提下，选择精度高、稳 定性好的传感器。
考虑安装和使用方便性
选择易于安装、使用和维护的传感器。
传感器使用注意事项
正确安装传感器
霍尔传感器
利用霍尔效应测量磁场强 度，用于检测电流、磁场 等。
传感器的信号处理技术
信号放大与滤波
对传感器输出的微弱信号 进行放大和滤波，提高信 号的信噪比。
信号转换与调理
将传感器输出的模拟信号 转换为数字信号，并进行 必要的调理，以满足后续 处理的要求。
数字信号处理
认识传感器ppt课件
分辨力越小，表明传感器检测非电量的能力越 强，分辨力的高低从某个侧面反映了传感器的 精度。
（4）迟滞 迟滞反映传感器正向特性与反向特性不一致的
程度。产生这种现象的原因是由于传感器的机 械部分不可避免地存在间隙、摩擦及松动。
图1-12 迟滞特性
（5）重复性
重复性是指传感器输入量按同一方向作全量程连续 多次测量时所得输出-输入特性曲线不重合的程度。 它是反映传感器精密度的一个指标，产生的原因与迟 滞性基本相同，重复性越好，误差越小。
（a） 雷达波探测器 外热成像生命探测仪
（b） 视频探测器 （c） 音频探测器 （d） 红 图1-6 生命探测设备
4．农业生产中使用的传感器
图1-7 塑料大棚
5．汽车中使用的传感器
图1-8 汽车中使用的部分传感器
二、传感器的概念与定义
1．传感器的概念 传感器是一种能把特定被测量的信息按
一定规律转换成某种可用信号并输出的器件或 装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示 和控制等要求。
2．传感器的动态特性
传感器要检测的输入信号是随时间而变化的。 传感器应能跟踪输入信号的变化，这样才能获 得正确的输出信号；如果输入信号变化太快， 传感器就可能跟踪不上，这种跟踪输入信号的 特性就是传感器的响应特性，即为动态特性。 表征传感器动态特性的主要参数有响应速度、 频率响应。
（1）响应速度
是将感受的被测的量转换成电信号的部分。
将电信号转换为便于显示、记录、处理和控制
的有用电信号。有用电信号有很多形式，如电
压、电流、频率等。随着科学技术的发展，输
出信号将来也可能是光信号或其他的信号。
传感器的特性有
和
之分。
主要有线性度、灵敏度、分辨力和迟滞、重复
（4）迟滞 迟滞反映传感器正向特性与反向特性不一致的
程度。产生这种现象的原因是由于传感器的机 械部分不可避免地存在间隙、摩擦及松动。
图1-12 迟滞特性
（5）重复性
重复性是指传感器输入量按同一方向作全量程连续 多次测量时所得输出-输入特性曲线不重合的程度。 它是反映传感器精密度的一个指标，产生的原因与迟 滞性基本相同，重复性越好，误差越小。
（a） 雷达波探测器 外热成像生命探测仪
（b） 视频探测器 （c） 音频探测器 （d） 红 图1-6 生命探测设备
4．农业生产中使用的传感器
图1-7 塑料大棚
5．汽车中使用的传感器
图1-8 汽车中使用的部分传感器
二、传感器的概念与定义
1．传感器的概念 传感器是一种能把特定被测量的信息按
一定规律转换成某种可用信号并输出的器件或 装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示 和控制等要求。
2．传感器的动态特性
传感器要检测的输入信号是随时间而变化的。 传感器应能跟踪输入信号的变化，这样才能获 得正确的输出信号；如果输入信号变化太快， 传感器就可能跟踪不上，这种跟踪输入信号的 特性就是传感器的响应特性，即为动态特性。 表征传感器动态特性的主要参数有响应速度、 频率响应。
（1）响应速度
是将感受的被测的量转换成电信号的部分。
将电信号转换为便于显示、记录、处理和控制
的有用电信号。有用电信号有很多形式，如电
压、电流、频率等。随着科学技术的发展，输
出信号将来也可能是光信号或其他的信号。
传感器的特性有
和
之分。
主要有线性度、灵敏度、分辨力和迟滞、重复
传感器及其工作原理课件
图6－1－1
(2)工作原理： 在E、F间通入恒定的电流I, 同时外加与薄片垂直的 磁场B，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向 着与电流和磁场都 垂直 的方向漂移，使M、N间出现 了电压，称为霍尔电压UH。
(3)霍尔电压： IB
UH＝ k d ①其中 d 为 薄片 的厚度，k 为 霍尔 系数，其大小与薄 片的材料有关。
图6－1－4
如图6－1－4(2)所示是测定液面高度h的电容式传感器。 液面高度h发生变化时，引起正对面积发生变化。
如图6－1－4(3)所示是测定压力F的电容式传感器。压 力变化，d发生变化，引起电容的变化。
如图6－1－4(4)所示是测定位移x的电容式传感器。由 图可以看出随着电介质进入极板间长度的变化电容C也变化， 从而推知x的变化情况。
2．光敏电阻 (1)特点：在被光照时 电阻 发生变化。 (2)原因：无光照时，载流子少，导电性能不好；随着 光照的增强，载流子 增多 ，导电性变好。 (3)作用：把 光照强弱 这个光学量转换为 电阻 这 个电学量。
3．热敏电阻和金属热电阻
氧化锰热敏电阻
金属热电阻
电阻率随温度的升高 特点
电阻率随温度的升高而 增大
3．关于光敏电阻，下列说法不. 正确的是
()
A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻
这个电学量
B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子
极少，导电性能不好
C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子
较少，导电性能良好
D．半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子
增多，导电性能变好
解析：对光敏电阻，光照强度变化时，电阻值随之变化，A 对；对半导体材料的硫化镉，无光照射时载流子极少，导 电性能差，光照增强时，载流子明显增多，导电性能变好， B、D对，C错。 答案： C
(2)工作原理： 在E、F间通入恒定的电流I, 同时外加与薄片垂直的 磁场B，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向 着与电流和磁场都 垂直 的方向漂移，使M、N间出现 了电压，称为霍尔电压UH。
(3)霍尔电压： IB
UH＝ k d ①其中 d 为 薄片 的厚度，k 为 霍尔 系数，其大小与薄 片的材料有关。
图6－1－4
如图6－1－4(2)所示是测定液面高度h的电容式传感器。 液面高度h发生变化时，引起正对面积发生变化。
如图6－1－4(3)所示是测定压力F的电容式传感器。压 力变化，d发生变化，引起电容的变化。
如图6－1－4(4)所示是测定位移x的电容式传感器。由 图可以看出随着电介质进入极板间长度的变化电容C也变化， 从而推知x的变化情况。
2．光敏电阻 (1)特点：在被光照时 电阻 发生变化。 (2)原因：无光照时，载流子少，导电性能不好；随着 光照的增强，载流子 增多 ，导电性变好。 (3)作用：把 光照强弱 这个光学量转换为 电阻 这 个电学量。
3．热敏电阻和金属热电阻
氧化锰热敏电阻
金属热电阻
电阻率随温度的升高 特点
电阻率随温度的升高而 增大
3．关于光敏电阻，下列说法不. 正确的是
()
A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻
这个电学量
B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子
极少，导电性能不好
C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子
较少，导电性能良好
D．半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子
增多，导电性能变好
解析：对光敏电阻，光照强度变化时，电阻值随之变化，A 对；对半导体材料的硫化镉，无光照射时载流子极少，导 电性能差，光照增强时，载流子明显增多，导电性能变好， B、D对，C错。 答案： C
传感器简介PPT课件
传感器简介PPT课件
目录
• 传感器基本概念与原理 • 常见类型传感器介绍 • 传感器性能指标评价方法 • 传感器应用领域探讨 • 传感器技术发展趋势预测
01
传感器基本概念与原理
传感器定义及作用
传感器定义
能够感受规定的被测量并按照一 定规律转换成可用输出信号的器 件或装置。
传感器作用
将被测量转换为与之有确定关系 的、便于应用的某种物理量，以 满足信息传输、处理、存储、显 示、记录和控制等要求。
多功能、复合型方向
利用新材料、新工艺和新技术， 开发具有多种功能的复合型传感 器，如同时检测温度、湿度、压
力等多种参数的传感器。
发展可穿戴传感器技术，实现人 体生理参数和环境参数的实时监
测和评估。
结合柔性电子技术，开发可弯曲 、可折叠的传感器，拓展其在可 穿戴设备、医疗器械等领域的应
用。
生物医学传感器方向
转换过程
敏感元件将被测量转换为电参量（如电阻、电容、电感等），经过转换电路转 换为标准输出信号（如电压、电流等）。转换过程中可能涉及信号调理和校准 等环节，以确保输出信号的准确性和稳定性。
02
常见类型传感器介绍
温度传感器
01
02
03
热电偶
利用热电效应测量温度， 具有测量范围宽、稳定性 好等特点。
电容式压力传感器
利用电容器原理将压力转 换为电容变化，具有精度 高、稳定性好等特点。
位移传感器
电感式位移传感器
光电式位移传感器
利用电磁感应原理将位移转换为电感 量变化，具有测量精度高、响应速度 快等优点。
利用光电转换原理将位移转换为光信 号变化，具有测量精度高、抗干扰能 力强等优点。
电容式位移传感器
目录
• 传感器基本概念与原理 • 常见类型传感器介绍 • 传感器性能指标评价方法 • 传感器应用领域探讨 • 传感器技术发展趋势预测
01
传感器基本概念与原理
传感器定义及作用
传感器定义
能够感受规定的被测量并按照一 定规律转换成可用输出信号的器 件或装置。
传感器作用
将被测量转换为与之有确定关系 的、便于应用的某种物理量，以 满足信息传输、处理、存储、显 示、记录和控制等要求。
多功能、复合型方向
利用新材料、新工艺和新技术， 开发具有多种功能的复合型传感 器，如同时检测温度、湿度、压
力等多种参数的传感器。
发展可穿戴传感器技术，实现人 体生理参数和环境参数的实时监
测和评估。
结合柔性电子技术，开发可弯曲 、可折叠的传感器，拓展其在可 穿戴设备、医疗器械等领域的应
用。
生物医学传感器方向
转换过程
敏感元件将被测量转换为电参量（如电阻、电容、电感等），经过转换电路转 换为标准输出信号（如电压、电流等）。转换过程中可能涉及信号调理和校准 等环节，以确保输出信号的准确性和稳定性。
02
常见类型传感器介绍
温度传感器
01
02
03
热电偶
利用热电效应测量温度， 具有测量范围宽、稳定性 好等特点。
电容式压力传感器
利用电容器原理将压力转 换为电容变化，具有精度 高、稳定性好等特点。
位移传感器
电感式位移传感器
光电式位移传感器
利用电磁感应原理将位移转换为电感 量变化，具有测量精度高、响应速度 快等优点。
利用光电转换原理将位移转换为光信 号变化，具有测量精度高、抗干扰能 力强等优点。
电容式位移传感器
传感器基础知识PPT课件
精度等级以一系列标准百分比数值分档表示。 代表传感器测量的最大允许误差，即相对误差。
2020/5/28
.
10
4. 灵敏度：灵敏度是指传感器输出的
变化 量与引起该变化量的输入变化 量之比，如下图所示。
s y x
2020/5/28
.
11
灵敏度表征传感器对输入量变化的反应能力
(a) 线性传感器
(b) 非线性传感器
二阶传感器的固有频率ωn表征了其动态特性。
.
35
1.1.4 传感器的命名、代号和图形符号
1.传感器的命名
传感器的全称应由“主题词+四级修饰语”组成，即 主题词 —— 传感器 一级修饰语 —— 被测量，包括修饰被测量的定语。 二级修饰语 —— 转换原理，一般可后缀以“式”字。 三级修饰语 —— 特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特
和快速地测得非电量的技术。
(2)非电量电测量技术优点：
测量精度高、反应速度快、能自动连续地进行测 量、可以进行遥测、便于自动记录、可以与计算 机联结进行数据处理、可采用微处理器做成智能
仪表、能实现自动检测与转换等。
.
43
酒精测试仪
呼气管
.
44
电子湿度计模块
封装后的外 形
.
45
1.2.2 测量方法
2020/5/28
.
47
1.2. 3 检测系统
检测系统又分：开环检测系统与闭环检测系统
开环检测系统：
2020/5/28
.
48
1.2. 3 检测系统
闭环检测系统 ：
2020/5/28
.
49
1.2. 4 测量误差及数据处理
传感器的类型ppt课件
▪ 传感器是将感知到的各种信号转换成易测量 的信号，把相应的信号输入计算机，计算机 发出指令，控制各执行机构。
.
§3-1传感器的定义
一、传感器的定义（ Transducer/Sensor ） ▪ 定义：将被测参量转换为与之对应的，易
于测量，传输和处理的信号的装置。
GB7665一87：能够感受规定的被测量并按 照一定规律转换成可用输出信号的器件或 装置。
.
§3-2-2 电位计式传感器
回转型变阻器式传感器，其电阻值随转角而变化。
其灵敏度
S
dR
d
k
式中α—转角[rad]
kα—单位弧度对应的电阻值。
.
§3-2-2 电位计式传感器
非线性变阻器式传感器，或称为函数电位器。 当被测量与电刷位移x之间具有某种函数关系时， 通过它可以获得输出电阻与输入被测量的线性关 系。设r(x)为电位器任意瞬时位置（微小区间Δx） 内的电阻，则电阻位移为x时总电阻值为：
KS由两部分组成：
前一部分是（1+2μ），由材料的几何尺寸变化引起，一般
金属μ≈0.3，因此（1+2μ）≈1.6；
后一部分为
l
/，电阻率随应变而引起的（称“压阻效应”）。
/l
对金属材料，以前者为主，则KS≈ 1+2μ；
对半导体， KS值主要由电阻率相对变化所决定。
实验表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴
第三章 传感器
§3-1 §3-2 §3-3 §3-4 §3-6
传感器的概念 电阻式传感器 电容式传感器 电感式传感器 压电式传感器
.
第三章 传感器
▪ 传感器是人类五官的延长，又称之为电五 官；
信息 传感器技术 通信技术 计算机技术
.
§3-1传感器的定义
一、传感器的定义（ Transducer/Sensor ） ▪ 定义：将被测参量转换为与之对应的，易
于测量，传输和处理的信号的装置。
GB7665一87：能够感受规定的被测量并按 照一定规律转换成可用输出信号的器件或 装置。
.
§3-2-2 电位计式传感器
回转型变阻器式传感器，其电阻值随转角而变化。
其灵敏度
S
dR
d
k
式中α—转角[rad]
kα—单位弧度对应的电阻值。
.
§3-2-2 电位计式传感器
非线性变阻器式传感器，或称为函数电位器。 当被测量与电刷位移x之间具有某种函数关系时， 通过它可以获得输出电阻与输入被测量的线性关 系。设r(x)为电位器任意瞬时位置（微小区间Δx） 内的电阻，则电阻位移为x时总电阻值为：
KS由两部分组成：
前一部分是（1+2μ），由材料的几何尺寸变化引起，一般
金属μ≈0.3，因此（1+2μ）≈1.6；
后一部分为
l
/，电阻率随应变而引起的（称“压阻效应”）。
/l
对金属材料，以前者为主，则KS≈ 1+2μ；
对半导体， KS值主要由电阻率相对变化所决定。
实验表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴
第三章 传感器
§3-1 §3-2 §3-3 §3-4 §3-6
传感器的概念 电阻式传感器 电容式传感器 电感式传感器 压电式传感器
.
第三章 传感器
▪ 传感器是人类五官的延长，又称之为电五 官；
信息 传感器技术 通信技术 计算机技术
传感器基础知识课件
能力。
分辨率
分辨率是指传感器能够检测到的最 小输入变化量。分辨率越高，传感 器能够检测到的信号越微弱。
交叉灵敏度
交叉灵敏度是指传感器对非测量方 向的输入变化的敏锐程度。交叉灵 敏度会影响传感器的测量精度和稳 定性。
分辨率
绝对分辨率
绝对分辨率是指传感器能够检测 到的最小输入变化量。绝对分辨 率反应了传感器对微弱信号的检
新技术
新兴技术如物联网、人工智能等正在与传感器技术深度融会，推动传感器向智能化、网络化方向发展 。
微型化与集成化
微型化
随着微纳加工技术的进步，传感 器正变得越来越微型化，这使得 传感器能够应用于更广泛的领域 ，如生物医疗、环境监测等。
集成化
将多个传感器集成到一个芯片上 ，实现多参数、多功能的测量， 有助于提高传感器的测量效率和 精度。
环境稳定性
环境稳定性是指传感器在不同环境条件下（如温度、湿度 、压力、振动等）的性能表现。环境稳定性是衡量传感器 在不同工作环境下性能稳定性的重要指标。
重复性
重复性是指传感器在相同条件下重复测量同一物理量时， 其输出值的一致程度。重复性是衡量传感器测量精度的重 要指标。
响应时间
响应时间
响应时间是指传感器从接收到输入信号到产生相应输出信号所需 的时间。响应时间是衡量传感器快速响应能力的重要指标。
工作原理
转换机制
传感器的工作原理是将输入的信号转换成电信号。例如，电阻式传感器通过改 变电阻值来测量压力或温度；光电传感器则利用光电效应将光信号转换成电信 号。
放大与调节
传感器内部通常包含放大器和调节器，用于放大和调节转换后的电信号，以便 进行后续处理和测量。
传感器在日常生活中的应用
01
分辨率
分辨率是指传感器能够检测到的最 小输入变化量。分辨率越高，传感 器能够检测到的信号越微弱。
交叉灵敏度
交叉灵敏度是指传感器对非测量方 向的输入变化的敏锐程度。交叉灵 敏度会影响传感器的测量精度和稳 定性。
分辨率
绝对分辨率
绝对分辨率是指传感器能够检测 到的最小输入变化量。绝对分辨 率反应了传感器对微弱信号的检
新技术
新兴技术如物联网、人工智能等正在与传感器技术深度融会，推动传感器向智能化、网络化方向发展 。
微型化与集成化
微型化
随着微纳加工技术的进步，传感 器正变得越来越微型化，这使得 传感器能够应用于更广泛的领域 ，如生物医疗、环境监测等。
集成化
将多个传感器集成到一个芯片上 ，实现多参数、多功能的测量， 有助于提高传感器的测量效率和 精度。
环境稳定性
环境稳定性是指传感器在不同环境条件下（如温度、湿度 、压力、振动等）的性能表现。环境稳定性是衡量传感器 在不同工作环境下性能稳定性的重要指标。
重复性
重复性是指传感器在相同条件下重复测量同一物理量时， 其输出值的一致程度。重复性是衡量传感器测量精度的重 要指标。
响应时间
响应时间
响应时间是指传感器从接收到输入信号到产生相应输出信号所需 的时间。响应时间是衡量传感器快速响应能力的重要指标。
工作原理
转换机制
传感器的工作原理是将输入的信号转换成电信号。例如，电阻式传感器通过改 变电阻值来测量压力或温度；光电传感器则利用光电效应将光信号转换成电信 号。
放大与调节
传感器内部通常包含放大器和调节器，用于放大和调节转换后的电信号，以便 进行后续处理和测量。
传感器在日常生活中的应用
01
《传感器基础培训》课件
测试方法
根据性能指标制定相应的测试方法，包括静态测试和动态测试，以及 长期稳定性和可靠性测试。
结果分析
对测试结果进行分析和比较，找出传感器性能的优缺点，提出改进措 施和建议，为进一步优化提供依据。
05
传感器在物联网中的应 用
物联网中的传感器节点
传感器节点是物联网感知层的重要组成部分，能够感知、采集并处理物体信息。
环境监测
传感器用于监测环境参数，如 温度、湿度、压力、气体等， 为环境保护和治理提供数据支
持。
传感器的发展趋势
微型化
随着微电子技术的发展 ，传感器逐渐向微型化 方向发展，便于集成和
携带。
智能化
传感器与微处理器结合 ，实现智能化检测和数 据处理，提高测量精度
和可靠性。
多功能化
传感器逐渐向多功能化 方向发展，能够同时检 测多种参数，满足复杂
应用需求。
网络化
传感器与物联网技术结 合，实现远程监控和数 据传输，提高信息共享
和协同能力。
02
传感器的原理与技术
传感器的物理原理
传感器的工作原理
传感器是一种能够感知物理、化学或 生物量并将其转换为电信号的装置。 这些电信号可以被进一步处理、记录 或用于控制目的。
传感器的分类
传感器的基本组成
传感器通常由敏感元件和转换元件组 成，敏感元件负责感知被测量，而转 换元件则将感知到的量转换为电信号 。
根据工作原理和应用领域，传感器可 以分为多种类型，如电阻式、电容式 、电感式、磁阻式、光电式等。
传感器的信号处理技术
信号调理
信号调理是传感器信号处理的重 要环节，它包括放大、滤波、隔 离、线性化等操作，以减小噪声 、提高信噪比、增强信号的稳定
根据性能指标制定相应的测试方法，包括静态测试和动态测试，以及 长期稳定性和可靠性测试。
结果分析
对测试结果进行分析和比较，找出传感器性能的优缺点，提出改进措 施和建议，为进一步优化提供依据。
05
传感器在物联网中的应 用
物联网中的传感器节点
传感器节点是物联网感知层的重要组成部分，能够感知、采集并处理物体信息。
环境监测
传感器用于监测环境参数，如 温度、湿度、压力、气体等， 为环境保护和治理提供数据支
持。
传感器的发展趋势
微型化
随着微电子技术的发展 ，传感器逐渐向微型化 方向发展，便于集成和
携带。
智能化
传感器与微处理器结合 ，实现智能化检测和数 据处理，提高测量精度
和可靠性。
多功能化
传感器逐渐向多功能化 方向发展，能够同时检 测多种参数，满足复杂
应用需求。
网络化
传感器与物联网技术结 合，实现远程监控和数 据传输，提高信息共享
和协同能力。
02
传感器的原理与技术
传感器的物理原理
传感器的工作原理
传感器是一种能够感知物理、化学或 生物量并将其转换为电信号的装置。 这些电信号可以被进一步处理、记录 或用于控制目的。
传感器的分类
传感器的基本组成
传感器通常由敏感元件和转换元件组 成，敏感元件负责感知被测量，而转 换元件则将感知到的量转换为电信号 。
根据工作原理和应用领域，传感器可 以分为多种类型，如电阻式、电容式 、电感式、磁阻式、光电式等。
传感器的信号处理技术
信号调理
信号调理是传感器信号处理的重 要环节，它包括放大、滤波、隔 离、线性化等操作，以减小噪声 、提高信噪比、增强信号的稳定
(2024年)全新传感器课件
用于环境监测和污染控制，提 高环境质量和生态安全。
2024/3/26
7
02
传感器类型与工作原理
2024/3/26
8
电阻式传感器及工作原理
电阻应变片
基于应变效应，将物理变形转换 为电阻值变化。
热电阻
利用物质电阻率随温度变化的特 性，测量温度。
原理
当被测物理量（如力、压力、温 度等）作用于电阻元件时，会导 致其电阻值发生变化，通过测量 电路将这种变化转换为电信号输
常见故障类型及排除方法
01
电源故障
检查传感器供电线路是否正常，排 除电源故障。
灵敏度下降
对传感器进行校准或更换敏感元件 ，恢复其测量灵敏度。
03
2024/3/26
02
传输故障
检查传感器信号传输线路是否畅通 ，修复或更换损坏的线路。
漂移误差
分析漂移误差产生的原因，采取相 应措施进行修正或补偿。
04
30
03
全新传感器技术特点与优势
2024/3/26
13
高灵敏度与精确度表现
2024/3/26
高灵敏度
全新传感器采用先进的感应技术 和材料，能够捕捉到更微弱的信 号变化，提高了传感器的灵敏度 。
高精确度
通过精确的校准和补偿技术，全 新传感器能够提供更准确、更可 靠的测量结果，减少了误差和不 确定性。
14
10
压电式传感器及工作原理
01
压电晶体
具有压电效应的晶体材料，如石英、压电陶瓷等。
02
压电效应
当压电晶体受到外力作用时，会在晶体表面产生电荷，形成电场。
2024/3/26
03
原理
利用压电晶体的压电效应，将被测物理量（如力、压力、加速度等）的
2024/3/26
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02
传感器类型与工作原理
2024/3/26
8
电阻式传感器及工作原理
电阻应变片
基于应变效应，将物理变形转换 为电阻值变化。
热电阻
利用物质电阻率随温度变化的特 性，测量温度。
原理
当被测物理量（如力、压力、温 度等）作用于电阻元件时，会导 致其电阻值发生变化，通过测量 电路将这种变化转换为电信号输
常见故障类型及排除方法
01
电源故障
检查传感器供电线路是否正常，排 除电源故障。
灵敏度下降
对传感器进行校准或更换敏感元件 ，恢复其测量灵敏度。
03
2024/3/26
02
传输故障
检查传感器信号传输线路是否畅通 ，修复或更换损坏的线路。
漂移误差
分析漂移误差产生的原因，采取相 应措施进行修正或补偿。
04
30
03
全新传感器技术特点与优势
2024/3/26
13
高灵敏度与精确度表现
2024/3/26
高灵敏度
全新传感器采用先进的感应技术 和材料，能够捕捉到更微弱的信 号变化，提高了传感器的灵敏度 。
高精确度
通过精确的校准和补偿技术，全 新传感器能够提供更准确、更可 靠的测量结果，减少了误差和不 确定性。
14
10
压电式传感器及工作原理
01
压电晶体
具有压电效应的晶体材料，如石英、压电陶瓷等。
02
压电效应
当压电晶体受到外力作用时，会在晶体表面产生电荷，形成电场。
2024/3/26
03
原理
利用压电晶体的压电效应，将被测物理量（如力、压力、加速度等）的
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各点波形
传感器工作状态
1、无物体 2、遮挡 E1 3、遮挡 E1、E2 4、遮挡 E2 5、物体离去
A1
0 1 1 0 0
B1
0 0 1 1 0
A2
0 1 1 0 0
B2
0 0 1 1 0
A3
0 0 1 0 0
B3
极管的光电流使R2上产生接近电源的电压，
BG导通，继电器吸合，发出报警信号。
11
这种装置同样可以安装在门窗上起防盗报
警作用。
12
例6：自动照明灯
D1为触发二极管，触发电压约30v左右。在白天
时，光敏电阻的阻值低，其分压低于30v(A点)，
触发二极管截止，双向可控硅无触发电流，T1、 A点电压大于30v，触发二极管导通，双向可控
硅呈导通状态，电灯亮。
T2之间呈断开状态；天暗后，光敏电阻阻值增加，
R1 、C1为保护双向可控硅
的吸收电路。
13
正常强度光照在光敏电阻上，因阻值较小，端压小 于0.5V，电路中三极管截止，即流过三极管T和小 白炽灯泡的电流趋于零，灯暗，当光照逐渐变暗， 光敏电阻阻值变大，三极管逐渐导通，流过三极管 和灯的电流逐渐变大，灯D逐渐变亮。入射光敏电 阻的照度为零时，灯最亮。 二极管D的作用是保护 三极管，防止大反向电 压加在三极管的be两极。
影片声音重放过程
例11：注油液位控制装置
DF
光电传感器 透明玻璃管 光敏二极管
电磁阀 灯泡 油箱 透明玻璃管 紧固螺钉
RP1 500k VD2 2CP11
R1
R2
200k 3DG 6
K
VT 1
K1
DF
24V
光电 传感器
VD1
2CU 2
VT 2
3Hale Waihona Puke G12100uC1
19
例12：测量心率
脉搏跳动-生物组织血液 量变化-传输光的性能变化 变化速率-心率 手指光反射强度变化的测量
14
例7：路障灯、航标指示灯电路 白天光敏电阻阻值低，BGl截止，BG2也
截止，双向可控硅处于断的状态，当天黑
时，光敏电阻阻值增加， BGl与BG2 相
继导通，双向可控硅
有触发电流而处于导 通状态，灯亮。
15
例8：路灯自动控制器
路灯
220V
CJD-10
8V
C1 200u R1 470k R2 200k C2 200u 2CR
极管及光电三极管平面时，出于液体的折
射，光电三极管接
收到红外信号由此
获得液位信号。
7
例3：感烟传感器(火灾报警器的一部分) 由红外
发光二极管及光电三极管组成，但二者不在同一
平面上(有一定角度)。在无烟状态时，光电三极
管接收不到红外线；
当发生火灾时，产生大量烟雾，烟雾粒子进入感
烟传感器时，由于红外线受烟雾粒于折射作用，
R3 10k R5 4.3k BG2
R7 10k
C3 100u
R4 57k BG1
J
BG3 BG4 R6 25k R8 280k
天黑：BG1导通，J动作，路灯亮； 天亮：光电池电动势，BG1截止J释放，路灯灭。 16
例9：太阳能电池电源系统
阻塞二极管
调节控制器 太阳 电池 方阵 直 流 负 载 逆 变 器 交 流 负 载
1
光电传感器在工业上的应用可归纳为 吸收式、遮光式、反射式、辐射式 四种基本形式。下图表明了四种形
式的工作方式。
2
3
例1：直射式光电转速传感器
它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组
成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源
发出的光通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元
件上，光敏元件将其转为电信号输出。
电 源
红外线
声 光 报 警
光源
红外接收器
报警系统
有人遮挡：报警
22
例15：大米分选机
大米及杂质
在光照下，
发出不同
振动机
放 大 器
控制 电路
光信号
光传感器 杂质
探头 光源
滑槽
光箱 背景板 气动电磁阀
驱动器
废弃箱
气源
23
例16：可逆计数器
物件
E1 E 2
出入场人数统计
运动方向
24
A1 B1 A2 B2
光电开关主要用于自 动包装机、自动灌装 机、自动封装机、自 动或半自动装配流水 线等自动化机械装置。
10
例5：防盗报警电路
将光电断路器安装于抽屉的背后，并设一电源
开关于隐蔽的地方，当需要防盗时将开关合上。
平时由于挡板插入槽口，光电三极管仅有暗电
流，BG不导通，继电器J不吸合。当小偷撬开
抽屉时，一拉开抽屉则挡板离开槽口，光电三
8.6 光电传感器的应用举例
由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多， 又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠 性和响应快等优点，加之激光光源、光栅、 光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出 现和成功应用，使得光电传感器在检测和控 制领域得到了广泛的应用。按其接收状态可 分为模拟式光电传感器和脉冲光电传感器。
光电三极管接收到红外线，给出烟雾报警信号。
8
例4：光电开关的应用 下图为检测生产流水线上瓶盖及商标的实 例。除记数外，还可进行位置检测(如装配 体有没有到位)、质量检查(如瓶盖是否压
上，标签是否漏贴等)。
9
下图为为自动切断控制的实例。 可以根据被测物的特定标记进行自动控制 (如根据特定的标记检测后进行自动切断、 封口等)。
通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得被测转 速 n=f/N n—转速； f—脉冲频率； N—圆盘孔数。
4
5
测速也可以采用反射式：只要用白纸画上 黑道的圆纸贴在旋转体上即可。 其测量电路与透射式相同
调制盘
(a)
(b)
(c )
6
例2：光电液位检测 在液体未升到发光二极管及光电三极管平 面时，红外发光二极管发出的红外线不会 被光电三极管接收；当液位上升到发光二
5V
270
发射光
反射光
手指
光发射器
光检测器
LED
68k
C
信号 变换 处理
显 示
B
光传感器
20
例13：条形码扫描笔
发光二极管
光敏三极管 扫描笔 条形码卡片
条形码 光电扫描笔 扫描方向
UOUT
脉冲列
21
例14：红外线警戒报警器
VD2 2CP10 +V
滤光片
凸透镜
R1 R2 51k R310k VD1 2CU VT2 VT1 3AX31 RP1 10k S K2 9V K K1
蓄电池组
发电装置： 单体太阳能电池——太阳电池组件——阵列 调节控制器：充放电自动控制
阻塞二极管：避免蓄电池对太阳电池放电
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例10：光电管在电影放映机上的应用
声迹 光电管
放 大 器
光源 影片
录制：声音-机械振动-通过光束宽度变换-记录在 电影胶片上-宽度不同的影像声迹 重放：光-声迹-光电管
18 声迹宽度起伏变化-光线强弱变化-光电流变化