《传感器介绍》PPT课件
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《传感器介绍》课件
压力传感器
用于测量液体或气体的压力， 广泛应用于汽车、工业和医疗 设备。
光线传感器
测量光的强度和光谱，用于照 明、自动化和电子设备。
位置传感器
检测物体的位置和运动，用于 机器人、船舶和航空航天领域。
传感器如何工作？
1
传感器的基本原理
传感器利用物理、化学或其他原理感知并测量外部量，如电阻、电流或频率。
什么是传感器？
传感器是一种能够感知并测量外部物理量、化学量或其他特定信息的器件。 它们可靠地将这些信息转换为与之相关的电信号或数字信号，用于监测、控 制和应用。
传感器的应用
温度传感器
用于监测和控制温度，广泛应 用于工业、医疗和家居领域。
湿度传感器
测量空气中的湿度，用于气象、 农业和建筑领域的监测和控制。
1 传感器的作用
2 传感器的应用
传感器起着感知和测量外部信息的关键作用， 为现实世界与数字世界的交互提供基础。
传感器应用广泛，涵盖温度、湿度、压力、 光线等多个领域，为各行各业提供关键数据。
3 传感器的原理
传感器基于不同的物理或化学原理工作，将 外部信息转换为电信号或数字信号。
4 传感器的未来
传感器的发展将继续创新和突破，促进科技 和社会的进步与发展。
传感器的未来发展
传感器的发展趋势
新型传感器技术的出现，如纳 米传感器和柔性传感器，将拓 展传感器应用的边界。
传感器的应用前景
智能城市、医疗健康、工业自 动化等领域将成为传感器应用 的重点开发方向。
传感器的未来发展方向
传感器将更加小型化、智能化， 并融合其他技术，实现更广泛 的应用和更高的性能。
总结
Байду номын сангаас
《认识常见的传感器》课件
传感器在物联网中的应用
物联网传感器
物联网的发展离不开传感器技术的支持，传感器在智能家居、智能交通、智能农业等领 域的应用越来越广泛，为人们的生活和工作带来了便利。
物联网传感器发展趋势
随着物联网技术的不断进步，传感器将朝着更低功耗、更小体积、更高可靠性和更低成 本的方向发展。
传感器与其他技术的融合发展
详细描述
传感器可以监测人体的血压、血糖、 血氧饱和度等生理参数，以及检测癌 症标志物、病毒等，为医生提供快速 准确的诊断结果。
智能家居
总结词
在智能家居领域，传感器用于实现智能化控制和提升居住体验。
详细描述
传感器可以检测室内温度、湿度、光照、空气质量等环境参数，以及家庭成员的行动和习惯，实现智能化的家居 环境调节和节能控制。
《认识常见的传感器 》ppt课件
目录
• 传感器概述 • 常见传感器介绍 • 传感器的工作原理与特性 • 传感器的应用领域 • 未来传感器技术展望
01 传感器概述
传感器的定义与分类
定义
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感 受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的 信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和 控制等要求。
03 传感器的工作原理与特性
传感器的转换原理
电阻式传感器
利用电阻随环境变化而 变化的特性，将非电量 转换为电信号。
电容式传感器
利用电容器极板间电容 随环境变化而变化的特 性，将非电量转换为电 信号。
电感式传感器
利用线圈的电感随环境 变化而变化的特性，将 非电量转换为电信号。
磁电式传感器
利用磁电感应原理，将 非电量转换为电信号。
总结词
传感器ppt课件
汽车电子
总结词
传感器在汽车电子中发挥重要作用，提高车 辆安全性能和驾驶体验。
详细描述
现代汽车中，传感器被广泛应用于发动机控 制、底盘控制、车身控制等系统中。通过使 用传感器，车辆可以实现燃油喷射、点火时 刻控制、刹车防抱死等复杂的功能。同时， 传感器还为驾驶者提供诸如车速、转速、水 温等实时信息，帮助驾驶者更好地掌握车辆
将传感器输出的信号通过数据采集系统进行 采集，并将其转换为计算机能够处理的数字 信号。
数据处理
采集到的数字信号需要进行数据处理，包括 数据分析和处理、数据存储和检索等，以便 得到有用的信息和结果。
04
传感器在自动化中的应用
工业自动化
要点一
总结词
传感器在工业自动化中应用广泛，提高生产效率和产品质 量。
05
传感器的发展趋势与挑战
新材料与新技术的应用
纳米材料
随着纳米材料的发展，传感器正朝着纳米级精度和灵 敏度的方向发展，提高传感器的响应速度和准确性。
新型传感器材料
新型传感器材料如碳纳米管、石墨烯等具有优异的物理 、化学性能，为传感器设计提供了更多的选择和可能性 。
智能化与微型化趋势
智能化
智能化传感器能够通过算法和数据处理技术对感知数据进行处理、分析和解释，提高传感器输出的准确性和可靠 性。
压电式传感器
总结词
高精度、响应快、适合动态测量
详细描述
压电式传感器利用压电效应原理，通过检测压电材料的电压变化来检测物理量，如压力、加速度等。 由于其具有高精度、响应快、适合动态测量等优点，因此在振动、冲击、噪声等测量领域得到广泛应 用。
磁性传感器
总结词
高灵敏度、宽测量范围、易于实现小型化和集成化
常用传感器介绍精品PPT课件
传感器介绍
LOGO
什么是传感器
传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、
化学成分等非电量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流 等电学量，或转化为电路的通断。
原理图：
非电学量
敏感元件
电学量
转换器件 转换电路
传感器应用的一般模式
放
传
大
感
转 换
器
电
路
执行机构
显示器（指针式 电子表 数字屏）
电路设计
使用的传感器型号：JNHB1004 当周围有火源产生时，火焰传感器JNHB1004会探测到空气中 红外线强度的变化，这时，D1上面的电阻值会变小，相应地，在 P0.4的接点位置的电压值则变大。P0.4通过2x10PIN的标准的简牛 接口连接到CC2430/CC2530的GPIO引脚上，CC2430/CC2530把 P0.4的模拟信号通过内部的AD控制器转换成数字信号再进行处理。
主要参数
最大工作电压（VDC）：150。 最大功耗（mw）：50。 环境温度（oC）：-30～+70。 光谱峰值（nm）:540。 暗电阻（MΩ）: 5。 亮电阻（KΩ）: 500～100。 上升回应时间（ms）：30。 下降回应时间（ms）：30。
应用场所
主讲内容
1 霍尔传感器 2 光照传感器 3 火焰传感器 4 气压传感器 5 血压传感器 6 温度传感器
火焰传感器
基本原理：
物质在燃烧时，会产生烟雾和放 出热量，同时也会产生特定波长的可 见或不可见的光辐射。火焰探测器就 是通过识别这些光辐射来达到检测的 目的。
波长： |200nm~390nm|~770nm|~1000um| | 紫外线 | 可见光 | 红外线 |
LOGO
什么是传感器
传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、
化学成分等非电量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流 等电学量，或转化为电路的通断。
原理图：
非电学量
敏感元件
电学量
转换器件 转换电路
传感器应用的一般模式
放
传
大
感
转 换
器
电
路
执行机构
显示器（指针式 电子表 数字屏）
电路设计
使用的传感器型号：JNHB1004 当周围有火源产生时，火焰传感器JNHB1004会探测到空气中 红外线强度的变化，这时，D1上面的电阻值会变小，相应地，在 P0.4的接点位置的电压值则变大。P0.4通过2x10PIN的标准的简牛 接口连接到CC2430/CC2530的GPIO引脚上，CC2430/CC2530把 P0.4的模拟信号通过内部的AD控制器转换成数字信号再进行处理。
主要参数
最大工作电压（VDC）：150。 最大功耗（mw）：50。 环境温度（oC）：-30～+70。 光谱峰值（nm）:540。 暗电阻（MΩ）: 5。 亮电阻（KΩ）: 500～100。 上升回应时间（ms）：30。 下降回应时间（ms）：30。
应用场所
主讲内容
1 霍尔传感器 2 光照传感器 3 火焰传感器 4 气压传感器 5 血压传感器 6 温度传感器
火焰传感器
基本原理：
物质在燃烧时，会产生烟雾和放 出热量，同时也会产生特定波长的可 见或不可见的光辐射。火焰探测器就 是通过识别这些光辐射来达到检测的 目的。
波长： |200nm~390nm|~770nm|~1000um| | 紫外线 | 可见光 | 红外线 |
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
传感器技术ppt课件
• 电压衰减---是接近开关接通负载后（负载电流为Ie时）开关两端的电压值； • 空载电流---是指在没有负载时，测量所得的传感器自身所消耗的电流； • 剩余电流（漏电流）---是接近开关断开时，流过负载的电流；
8
第一章 感应式接近开关
输出电路：（直流三线型）
NPN型
棕色(BN)
PNP型
棕色(BN)
21
目录
第三章 光电开关
第一节、简 介 第二节、漫反射型光电开关 第三节、反光板型光电开关 第四节、对射型光电开关
22
第三章 光电开关
第一节 简介 光电开关利用光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的
目的。
23
第三章 光电开关
基本工作原理
目标物
发射器
控制电路
1 0
1
0
接收器
信号处理电路 输出电路
第三节 热电阻 热电阻常用于低温测量（测温范围：-200-500℃）。
工作原理： 热电阻是由一种对温度非常敏感的金属材料构成。自身电阻随温度 变化而变化（电阻增加或减少），输出信号：电阻。
电气符号
39
第四章 温度传感器
第三节 热电阻 分类：
热电阻分正温度系数和负温度系数。 正温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而增大； 负温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而减小；
近开关的工作电压及输出电流需 通过计算确定串联开关的数量。
总压降 U总降= U降 * n; 额定电流Ie串= Ie - Io * n
U降----单个接近开关的电压衰减值； Ie----单个接近开关的额定电流；
n----串联接近开关数量；
13
第一章 感应式接近开关
多开关并联接线图：
8
第一章 感应式接近开关
输出电路：（直流三线型）
NPN型
棕色(BN)
PNP型
棕色(BN)
21
目录
第三章 光电开关
第一节、简 介 第二节、漫反射型光电开关 第三节、反光板型光电开关 第四节、对射型光电开关
22
第三章 光电开关
第一节 简介 光电开关利用光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的
目的。
23
第三章 光电开关
基本工作原理
目标物
发射器
控制电路
1 0
1
0
接收器
信号处理电路 输出电路
第三节 热电阻 热电阻常用于低温测量（测温范围：-200-500℃）。
工作原理： 热电阻是由一种对温度非常敏感的金属材料构成。自身电阻随温度 变化而变化（电阻增加或减少），输出信号：电阻。
电气符号
39
第四章 温度传感器
第三节 热电阻 分类：
热电阻分正温度系数和负温度系数。 正温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而增大； 负温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而减小；
近开关的工作电压及输出电流需 通过计算确定串联开关的数量。
总压降 U总降= U降 * n; 额定电流Ie串= Ie - Io * n
U降----单个接近开关的电压衰减值； Ie----单个接近开关的额定电流；
n----串联接近开关数量；
13
第一章 感应式接近开关
多开关并联接线图：
《传感器教程》课件
03
微型化和智能化传感器的结合 将为物联网、智能家居等领域 提供更加便捷和高效的数据采 集解决方案。
多功能与复合型传感器的研发
多功能传感器将集成多种传感元件，实现多参数、多维度的测量，提高测 量效率和精度。
复合型传感器将结合不同传感原理，实现优势互补，提高传感器的综合性 能。
多功能与复合型传感器的研发将推动传感器在智能制造、机器人等领域的 应用，促进产业升级和转型。
详细描述
电容式传感器利用电容器原理，通过检测电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位 移、液位等。
电容式传感器
总结词
测量范围大
详细描述
电容式传感器的测量范围较大，能够 检测较大的位移和压力等物理量，同 时具有较好的线性度。
电容式传感器
总结词
温度稳定性好
VS
详细描述
电容式传感器通常采用陶瓷或聚四氟乙烯 等材料制作，具有良好的温度稳定性，能 够在较宽的温度范围内工作。
总结词
频率响应高
要点二
详细描述
压电式传感器的频率响应较高，能够在高频振动和冲击等 快速变化的物理量中实现实时检测和反馈控制。
压电式传感器
总结词
耐腐蚀性好
详细描述
压电式传感器通常采用特殊的材料制 作，具有较强的耐腐蚀性，能够在恶 劣的环境条件下工作。
03
传感器的特性参数
线性度
总结词
线性度是衡量传感器输出与输入之间线性关系的参数。
THANKS
监测控制
传感器可以监测设备的运行 状态和环境参数，及时发现 异常情况，实现远程控制和 智能调节。
决策支持
传感器采集的数据可以为决 策者提供科学依据，帮助决 策者做出更加科学、合理的 决策。
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
传感器介绍PPT课件
原理。
例题：（新教材 2003天津理综）如图，当电键K断开时，用光
子能量为的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，
调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表读数仍不为零；
当电压表读数大于或等于时，电流表读数为零。由此可知阴极材料
的逸出功为 (
)
A
A. 1.9eV B. 0.6eV
解：反向截止电压为，
解：a=2kS/m
10
0
10
∴ S=ma/2k
U=U0 Rx / R = U0 S / L
P
=maU0 / 2kL
U
=mU0 a / 2kL∝a
U0
（3）测 力
例题：（风力测定仪）如图所示为一种测定风作用力的仪器原
理图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点， R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金 属丝始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此 时电路中的电流为I，有风时细金属丝将偏转一角度θ（θ与风力大 小有关），细金属丝与电阻丝在C/点接触，已知风力方向水平向左， OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，电源 内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ角时，电流表的示数
1、干簧管 是一种能感知磁场的传感器 2、光敏电阻 电阻随光照的增强而减小 （半导体材料） 3、热敏电阻 一般随温度升高电阻减小 （半导体材料） 4、金属热电阻 温度升高电阻增大 5、电容式位移传感器 6、霍尔元件
如图所示，R1为定值电阻，R2为热敏电阻， L为小灯泡，当温度降低时（ C ）
A、R1两端的电压增大 B、电流表的示数增大 C、小灯泡的亮度变强 D、小灯泡的亮度变弱
《传感器说课。》PPT课件
其他
视觉
味觉
人体
嗅觉
机电一体化系统中，有些机器 设备也和人一样，需要感知诸 如光、颜色、温度、压力、声 音、湿度、气味等信息。
传感器
哈哈我知道了， 传感器就相当于 我的眼睛和耳朵
触觉
听觉
精选ppt
15
新合
知作
二环 探 节究
建
构
概念
发展
传感器
优势
分类
精选ppt
16
传感器的概念
通俗说法
传感器是一种仪 器，能检。测到光 线、温度、压力 、声音、气味等 环境的变化。
国家级重点 ******学校
机电一体化概论
第二章第二节 传感器
主讲：****
L/O/G/O
精选ppt
1
教学项目：传感器
说课 步骤
1 说教材
2
说教法
3 说学法
4 说教学过程
5 说教学反思
精选ppt
2
说 说 说程说思说 教 教学教教 材 法法学学
过反
精选ppt
3
一、把握大纲，说教材
1.选教材
➢ 高等教育出版社余洵主编 ➢ 教育部规划教材中职机电专业 ➢《机电一体化概论》第1版 ➢ 第二章 机电一体化系统的组成 ➢ 第二节 传感器
复杂的定理和公式 平时少见案例
学习兴趣不浓学生
精选ppt
33
• THE END!
欢迎各位专家批评指正！
精选ppt
34
水烧开后，不会 自动断电，存在 安全隐患，费电
水烧开后，自 动断电，安全
精选ppt
21
其
他
例
子
自动旋转门
风速传感器
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
传感器介绍ppt课件
8
气敏传感器的组成
气敏材料
气敏材料是指材料的电阻随周围气体环境的变化而变化的一类功能材料。利用这 种材料与相应的电子线路就可组成气敏传感器，它不仅能区分不同的气体，而且可以 指示浓度。
1.
同一材料对多种气体敏感
2.
同一材料不同工作温度下灵敏 度不一样
3.
4.
选择不同的催化剂，灵敏度变 化很大
不同的纳米结构，效果不同
概念及其应用
气敏传感器的组成
气敏传感器的种类
6
概念及其应用
气敏传感器也称气体传感器，可 将气体种类及其与浓度有关的信息转 换成电信号，根据这些电信号的强弱， 配合计算机就可以进行检测、监控、 报警。
7
气敏传感器的组成
气敏材料
气敏元件
气敏传感器
简单来说，气敏传感器就是一种检测特定气体的传感器。 气敏传感器的性能如灵敏性、选择性、稳定性等主要取 决于其使用的气敏材料。
13
现阶段思路
STEP 1
用磁控溅射方式制备叉指电极替代原来用银浆制备 的电极，进一步降低气敏材料在工作状态下的初始 电阻值，以此提高传感器的灵敏度。
STEP 2
因为电极不耐高温，所以将电极与材料分开制备。 最后用涂覆的方法将材料转移到电极上。这样既能 提高传感器的性能，又能使传感器的制作更方便。
9
气敏传感器的种类
气敏传感器主要包括：
电阻式金属氧化物半导体传感器
接触燃烧式 气敏传感器
半导体 气敏传感器
电化学 气敏传感器
10
气敏传感器的种类
材料
金属氧化物气敏材料是金属氧化物传 感器的基石，也是控制气敏传感器性能最 重要的因素。金属氧化物气敏材料性能的 指标包括灵敏度、选择性、稳定性和响应 恢复时间，它们与敏感材料的气敏响应过 程密切相关。
气敏传感器的组成
气敏材料
气敏材料是指材料的电阻随周围气体环境的变化而变化的一类功能材料。利用这 种材料与相应的电子线路就可组成气敏传感器，它不仅能区分不同的气体，而且可以 指示浓度。
1.
同一材料对多种气体敏感
2.
同一材料不同工作温度下灵敏 度不一样
3.
4.
选择不同的催化剂，灵敏度变 化很大
不同的纳米结构，效果不同
概念及其应用
气敏传感器的组成
气敏传感器的种类
6
概念及其应用
气敏传感器也称气体传感器，可 将气体种类及其与浓度有关的信息转 换成电信号，根据这些电信号的强弱， 配合计算机就可以进行检测、监控、 报警。
7
气敏传感器的组成
气敏材料
气敏元件
气敏传感器
简单来说，气敏传感器就是一种检测特定气体的传感器。 气敏传感器的性能如灵敏性、选择性、稳定性等主要取 决于其使用的气敏材料。
13
现阶段思路
STEP 1
用磁控溅射方式制备叉指电极替代原来用银浆制备 的电极，进一步降低气敏材料在工作状态下的初始 电阻值，以此提高传感器的灵敏度。
STEP 2
因为电极不耐高温，所以将电极与材料分开制备。 最后用涂覆的方法将材料转移到电极上。这样既能 提高传感器的性能，又能使传感器的制作更方便。
9
气敏传感器的种类
气敏传感器主要包括：
电阻式金属氧化物半导体传感器
接触燃烧式 气敏传感器
半导体 气敏传感器
电化学 气敏传感器
10
气敏传感器的种类
材料
金属氧化物气敏材料是金属氧化物传 感器的基石，也是控制气敏传感器性能最 重要的因素。金属氧化物气敏材料性能的 指标包括灵敏度、选择性、稳定性和响应 恢复时间，它们与敏感材料的气敏响应过 程密切相关。
《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
《传感器课件》课件
纳米传感器
探索纳米级传感器在材料科学和环境监测中的 应用。
智能传感器
探究智能传感器的概念和未来发展趋势。
七、传感器实验及应用案例
传感器实验介绍
介绍一些有趣的传感器实验，让学生亲自动手。
传感器应用案例分析
分析一些真实的传感器应用案例，探索其实际价值。
八、总结
1 传感器发展历程回顾
回顾传感器技术的发展历程和里程碑事件。
1 传感器网络简介
了解传感器网络及其在物 联网中的作用。
2 传感器网络通信协议
探究常用的传感器网络通 信协议。
3 传感器网络应用场景
观察传感器网络在不同场 景中的应用案例。
六、传感器未来发展方向
生物传感器
展望生物传感器在医疗和健康领域的前景。
机器视觉传感器
了解机器视觉传感器在自动化和智能工业中的 重要性。
深入了解传感器的工作原理和基本原理。
二、主要传感器类型
温度传感器
介绍温度传感器及其在各个领域中的应用。
湿度传感器
探究湿度传感器的特点和应用场景。
压力传感器
了解压力传感器的原理及其在工业环境中的应用。
光电传感器
详细介绍光电传感器的工作原理和使用方式。
三、传感器测量精度分析
1
精度定义及分类
澄清什么是精度，并了解传感器精度的分类。
2
误差消除方法
探索如何减少或消除传感器测量中的误差。
3
传感器校准技术
介绍传感器校准的方法和流程。
四、传感器接口技术
模拟信号输出
了解传感器通过模拟信号进行 输出的技术。
数字信号输出
探究传感器通过数字信号进行 输出的方法。
串行通信接口
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在横贯流体管道的中间装有一根绷紧的多模光纤， 流体涡流的作用而振动,其振动频率近似与流速
成正比。
例9-11 光纤多普勒流速计
由激光光源(氢-氦激光)发出的光(频率为fi)导入
光导纤维，经过分光镜后，光线通过光纤射向振
动物体，由于振动物体 (被测体)振动，产生散射
(频率为fs)，被测物体的运动速度与多普勒频率
之间的关系为
式中fi为入射光频率，fs为散射光频率；
n为发生散射介质的折射率；
λ为入射光在空气中的波长；
ν为被测物体的运动速度。
作 业
P194习题： 3、4、5、8、9、13 共6题
系列准连续的具有一定宽度的能带 (称为允带)所组成。两个相邻的允带 之间的区域为不能被电子占据的能 量禁区,称为禁带。禁带所覆盖的能 量区间即为禁带宽度 ,用Eg表示。在 • 6回答者： laohuzhou88 室温下,半导体材料锗、硅、砷化镓 的禁带宽度依次? (5)砷化镓GaAs是典型的直接跃迁材 料，当光子能量Ay大于禁带宽度 Eg(t)时，对光的吸收系数可以写成 即吸收系数和禁带宽度Eg(t)有直接 的关系。而根据M.B.盘尼酉的研究，
原来光束以大于临界角θC的角度θ1在纤芯内传输
为全反射；但在微弯处θ2<θ1，一部分光将逸出，
散射入包层中。当受力增加时，光纤微弯的程度
也增大，泄漏到包层的散射光随之增加，纤芯输
出的光强度相应减小。因此，通过检测纤芯或包
层的光功率，就能测得引起微弯的压 力、声压，或检测 由压力引起的位移 等物理量。
例9-8 斜端面光纤液位传感器
光纤
光纤 棱镜
(a)
(b)
图9-20 斜面反射式光纤液位传感器
当传感器接触液面时，将引起反射回另一根
光纤的光强减小。
例9-9 单光纤液位传感器
1
2
图9-21 单光纤液位传感器结构 1 光纤；2 耦合器
当光纤处于空气中时，入射光的大部分能 在端部满足全反射条件而返回光纤。当传 感器接触液体时，由于液体的折射率比空 气大，使一部分光不能满足全反射条件而
一侧向力。周期产生的旋涡将使物体受到
一个周期的压力。若物体具有弹性，便会
产生振动，振动频率近似地与流速成正比。
因此，通过检测物体的振动频率便可测出流体
的流速，由上式可知，流体的流速与涡流频率
Sv f d
呈线性关系。光纤涡街流量计便是根据这个原
理制成的， 当液体或气体流经与其垂直的光纤时,光纤受到
折射入液体中，返回光纤的光强就减小。
利用X形耦合器即可构成具有两个探头的
液位报警传感器。若在不同的高度安装多
个探头，则能连续监视液位的变化。
为了防止当探头离开液体时，由于有液滴附着在
探头上，传感器不能立即响应，可作一些改变。
将光纤端部的尖顶略微磨平，并镀上反射膜。这 另外可在顶部镀的反
样，即使有液体附着在顶部，也不影响输出跳变。 射膜外粘上一突出物
PD
(a)探头结构
图9-19 球面光纤液位传感器
光由光纤的一端导入,在球状对折端部一部分光
透射出去,另一部分光反射回来,由光纤的另一
端导向探测器。反射光强的大小取决于被测介
质的折射率。被测介质的折射率与光纤折射率
越接近,反射光强度
越小。显然,传感器
处于空气中时比处
于液体中时的反射
光强要大。
空气
液体 (b) )检测原理
例9-3 透射型半导体光纤温度传感器 半导体的吸收光谱与材料的Eg有关，而Eg
却随温度的不同而不同。Eg与温度t的关系 可表示为：
t Egt Eg0 t
2
半导体材料的Eg随温度的上升而减小，亦 即其本征吸收波长λg随温度的上升而增大。
这个性质反映在半导体的透光性上则表现为：当
温度升高时，其透射率曲线将向长波方向移动。
若采用发射光谱与半导体的λg（t）相匹配的发光
二极管作为光源，则透射光强度将随
着温度的升高而
减小，即通过检
测透射光的强度
或透射率，即可
检测温度变化。
半导体透射率 相 对 LED发光光谱 透 发 T1<T2<T3 射 光 T1 率 强 T 度 T3
2
波长
图9-12 半导体透射测量原理
Y形光纤束 壳体 光源 P 接收 弹性膜片
例9-5 微弯光纤压力传感器
光纤被夹在一对锯 齿板中间，当光纤 不受力时，光线从 光纤中穿过，没有 能量损失。当锯齿 板受外力作用而产
光纤 S d F
变形器
F
D
微弯光纤压力传感器
生位移时，光纤则发生许多微弯，这时在纤芯中 传输的光在微弯处有部分散射到包层中.
使晶体呈双折射从而使出射光成为椭圆偏振光，
Байду номын сангаас
由检偏器检测出与
入射光偏振方向相
5 6
P
垂直方向上的光强
，即可测出压力的
7
8 9 10
变化。其中1/4波长
(b) 传感器结构 板用于提供一偏置，使系统获得最大灵敏度。
例9-7 球面光纤液位传感器
将光纤用高温火焰烧软后对折，并将端部 烧结成球形。
LED 1 2
利用半导体的吸收特性制作的光纤温度传感器的 单端式探头结构如图。光纤中的入射光线经探头 顶部的反射膜反射后返回，在光路中放入对温度 敏感的半导体薄片对光进行吸收，则出射光强将 随温度的变化而变化。
环氧胶 光纤 半导体
反射膜
例9-4 膜片反射式光纤压力传感器
Y形光纤束的膜片反射型光纤压力传感器如图。 在Y形光纤束前端放置一感压膜片，当膜片受压 变形时，使光纤束与膜片间的距离发生变化， 从而使输出光强受到调制。
9.4 光纤传感器的应用
例9-1 光纤温度开关
1
2
3
4
图9-9 水银柱式光纤温度开关 1 浸液；2 自聚焦透镜；3 光纤；4 水银
例9-2 遮光式光纤温度计
当温度升高时，双金属片的变形量增大，
带动遮光板在垂直方向产生位移从而使输 出光强发生变化。
1 光源 2 接收
图9-10 热双金属式光纤温度开关 1 遮光板； 2 双金属片
θ n0 θ1 θ3 θ2 n2 n1
例9-6 光弹式光纤压力传感器
线偏振光 圆偏振光 P 椭圆偏振光
光源
1
2
3
4
图9-17 光弹性式光纤压力传感器
1、7 起偏器；2、8 1/4波长板；3、9 光弹性元
件；4、10 检偏器；5 光纤；6 自聚焦透镜
从光源发出的光经起偏器后成为直线偏振光。当
有与入射光偏振方向呈45º 的压力作用于晶体时，
，将附着的液体导引
向突出物的下端。可
保证探头在离开液位时也能快速地响应。
例9-10 光纤涡街流量计
光源 光纤夹 密封胶 液体流管 光纤 张紧重物 频谱 分析记录
探测器
图9-23 光纤涡街流量计
当流体受到一个垂直于流动方向的非
流线体阻碍时，在某些条件下会在流体的 下游两侧产生有规则的旋涡。这种旋涡将 会在该非流线体的两边交替地离开。当每 个旋涡产生并泻下时，会在物体壁上产生