传感器课件1
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《传感器培训》课件
磁电式传感器广泛应用 于转速、振动、位移等 领域。
04
传感器在自动化系统中的应用
传感器在工业自动化中的应用
总结词
广泛应用，提高生产效率
详细描述
传感器在工业自动化中发挥着关键作用，能够实时监测和控制生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、物 位等，从而提高生产效率、保证产品质量。
传感器在智能家居中的应用
多功能传感器能够同时检测多 个参数，简化系统结构，降低 成本。
网络化
网络化传感器可以实现远程监 控和数据共享，提高信息利用 率和管理效率。
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。其工 作原理基于各种物理效应和化学反应，如压阻效应、热电效应、光电效应等。
医疗健康
传感器在医疗领域用于监测生理参数，如血压、血 糖、心电等，以辅助医生诊断和治疗。
传感器的发展趋势
01
02
03
04
微型化
随着微电子技术的发展，传感 器正朝着微型化方向发展，以 提高其集成度和响应速度。
智能化
智能化传感器具有自校准、自 诊断、自适应等功能，能够自 动调整参数和提高测量精度。
多功能化
VS
新技术
新兴技术如量子技术、生物技术等也为传 感器的发展提供了新的可能性，这些技术 的应用将进一步提高传感器的性能，拓展 其应用领域。
智能化与网络化的发展趋势
智能化
随着人工智能和物联网技术的发展，传感器 正朝着智能化方向发展，智能化传感器能够 实现自适应、自学习、自决策等功能，提高 传感器的工作效率和精度。
《传感器培训》课件
汇报人:
第1章 传感器的基本知识
1.1.3 传感器的物理定律
（ 1 ）守பைடு நூலகம்定律（能量、动量、电荷量等守恒定律）
（ 2 ）场的定律（运动场的运动定律，电磁场的感 应定律等） （3）物质定律（如虎克定律、欧姆定律等） （4）统计法则
第1章 传感器的基本知识
1.2 传感器的基本特性
传感器特性主要是指输出与输入之间的关系。
当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系称为静 态特性； 当输入量随时间较快地变化时，这一关系称为动态 特性。 传感器输出与输入关系可用微分方程来描述。理论 上，将微分方程中的一阶及以上的微分项取为零时， 即得到静态特性。因此，传感器的静态特性只是动态 特性的一个特例。
第1章 传感器的基本知识
y
(3)重复性(Repeatability)
重复性是指传感器在输入按同一方 向连续多次变动时所得特性曲线不 一致的程度。 重复性误差可用正反行程的最大偏 差表示，即 0
⊿Rmax2
⊿Rmax1
eR R max / yFS 100%
△Rmax1正行程的最大重复性偏差， △Rmax2反行程的最大重复性偏差。
转换元件：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成 电路参数（如电阻R，电感L，电容C）或电流、电压 等电量。
信号转换电路：将转换元件输出的电路参数接入信号 转换电路并将其转换成易于处理的电压、电流或频率 量。
第1章 传感器的基本知识
图示压力传感器的敏感元件、 转换元件各是什么？ 压力
1-弹簧管; 2-电位器;3－电刷；4－齿条、齿轮副
第1章 传感器的基本知识
研究传感器动态特性的方法及其指标
时域：瞬态响应法（Transient inputs） 输入信号：阶跃函数(step signal)、斜坡函数 (ramp signal)、脉冲函数(impulse signal) 指标：时间常数、上升时间、响应时间、超调量… 频域：频率响应法(Periodic inputs) 输入信号：正弦周期信号(sinusoidal signal) 指标： 频带宽度
【全文】智能传感器PPT课件 (1)
7
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 1) 研究与开发传感器的自由度大。 (2) 精度高。 (3) 具有一定的可编程自动化能力。 (4) 输出形式多。 (5) 功能价格比大。
8
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
• 近几年发展起来的无线传感器网络是智能传感器 的又一深层次研究，是又一个新的飞跃。
22
10.3
智能传感器的结构框图
第10章 智能传感器
10.3.1 μP主机模板
• 因此，在智能传感器设计时，应参照如下原则来选择 μP。
• (1) 根据任务选机型。
• 根据所研制的智能传感器是用于数据处理完成某些测 量任务，还是用于某种系统控制，对于不同的任务， 应选择不同的机型。
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10.3
智能传感器的结构框图
24
10.3
智能传感器的结构框图
10.3.2 模拟量输入模板
第10章 智能传感器
• 传感器的输出一般为毫伏数量级模拟量。要满足A ／D转换电路的要求，还必须经过模拟量输入模板 上有关电路的放大、处理，再经A／D转换电路传 输到主机板上。
25
10.3
智能传感器的结构框图
10.3.3 IEEE-488标准总线模板
3
第10章 智能传感器
• 迅速发展的微处理机技术推动和影响着其他技术
10.1
领智域能的传变感革器。及把无微线处传理感机器技网术络引入传感器，可以
使传感器实现过去实现不了的功能，具有智能本
领，这就是新一代的传感器——智能传感器
(Intelligent Sensor或Smart Sensor)。
• “Intelligent Sensor”是英国人对智能传感器 的称谓，而“Smart Sensor”是美国人对智能传 感器的俗称。
传感器标定课件 (一)
传感器标定课件 (一)传感器标定是自动化控制领域中一个重要的操作，它可以确保传感器能够准确地感知并输出正确的信号，从而保证控制系统的稳定性和精度。
而传感器标定课件则是一种教学工具，能够帮助学生更好地理解传感器标定的原理和方法。
下面将详细介绍传感器标定课件的基本内容。
一、传感器标定的基本原理传感器标定的基本原理是通过对传感器模型的参数进行测量和校准，使得传感器输出的信号与被测量量之间的对应关系更加准确和稳定。
这些参数包括灵敏度、非线性误差、零点偏移等。
通过标定，可以使传感器的输出信号更加精确地反映被测量物理量的实际变化。
二、传感器标定的方法和步骤传感器标定的方法和步骤可以分为以下几个方面：1. 选择合适的标准量：标准量应具有足够的准确度和稳定性。
2. 确定标准量与被测量之间的对应关系：可以采用线性回归等方法将标准量与被测量的输出信号建立数学模型。
3. 实验测量：通过多次测量得到传感器的输出信号和标准量之间的对应关系。
4. 参数估计：通过标定算法对传感器模型的参数进行估计。
5. 校准：根据参数估计结果，对传感器的输出进行校准。
三、传感器标定课件的内容传感器标定课件可以涵盖以下几个方面：1. 传感器工作原理：包括传感器种类、传感器的工作原理、传感器的性能指标等内容。
2. 传感器标定方法：简要介绍传感器标定的基本原理、方法和步骤，并详细讲解各项参数的含义及其计算方法。
3. 实验演示：提供实验测量数据，并演示如何通过标定算法对传感器模型进行参数估计和校准。
4. 标定结果分析：通过对标定结果的分析和评估，让学生了解传感器标定的效果和优化方向。
5. 应用案例：通过实际应用案例，让学生了解传感器标定在自动化控制领域中的应用，以及其对系统性能的提升作用。
四、传感器标定课件的教学意义传感器标定课件有着很大的教学意义，它可以：1. 提高学生的理论知识水平：通过丰富的理论内容和实验演示，学生能够更深入地了解传感器工作原理和标定方法，掌握相关技能。
第1章传感器概述
H max——正反行程输出值间的最大差值。 式中：
1.2 传感器的一般特性
4．重复性
重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量 程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程 度，如图所示:
图1-5 重复性
1.2 传感器的一般特性
重复性误差属于随机误差，常用标准偏差σ表示， 也可用正反行程中的最大偏差ΔRmax表示，即：
1.2 传感器的一般特性
以动态测温的问题为例说明传感器动态特性。 在被测温度随时间变化或传感器突然插入被测 介质中以及传感器以扫描方式测量某温度场的 温度分布等情况下，都存在动态测温问题，如 图所示:
动态测温
1.2 传感器的一般特性
传感器的种类和形式很多，但它们一般可以 简化为一阶或二阶系统。 高阶可以分解成若干个低阶环节。 对于正弦输入信号，传感器的响应称为频率 响应或稳态响应；对于阶跃输入信号，则称 为传感器的阶跃响应或瞬态响应。
1.1 基本概念
附：传感器组成示意图
敏感元件的输出作 为转换元件的输入
被测量
敏感 元件
转换 元件
转换 电路
电量
直接感受被测量
转化为电量参数
传感器组成示意图
1.1 基本概念
1.1.3 传感器的分类
按工作机理分类 可分为物理型、化学型、生物型 按构成原理又分为：结构型、物性型和复合型三大类 按能量的转换分类 可分为能量控制型和能量转换型 按输入量分类 常用的有机、光、电和化学等传感器 按输出信号的性质分类 可分为模拟式传感器和数字式传感器
图1-3 传感器的灵敏度
1.2 传感器的一般特性
3．迟滞
传感器在正（输入量增大）反（输入量减小） 行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象 称为迟滞，如下图所示:
传感器与检测技术-ppt课件第十章[1]
![传感器与检测技术-ppt课件第十章[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/539fbbbf534de518964bcf84b9d528ea81c72ff2.png)
执行机构C
转速传感器N
轴N
执行机构N
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10.3.4 传感器在伺服控制系统中的应用概述
伺服控制系统原理示意图
传感器
控制命令 控制器
驱动器
执行电动机
输出量 控制对象
传感器
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10.3.4 传感器在伺服控制系统中的应用概述
1. 开环控制数控机床
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第10章 传感器在工业中的应用
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引言
传感器作为获取信息的敏感元件，在现代信息社 会中扮演着越来越重要的作用。如果把一台工业 设备比拟做一个人的话，那么毫不夸张地说，传 感器就应该是他的眼睛。信息的采集通过传感器 来完成，传感器的正确使用与否直接关系到工业 设备能否正常运行。传感器的精度、稳定性直接 关系到系统的性能好坏。由此可见，作为现代信 息技术的三大基础之一的传感器技术，与通信技 术和计算机技术一样在信息社会中扮演者无可替 代的作用。
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10.3 传感器在工业中的应用概述
随着电子计算机、生产自动化、航空、 遥测、遥感等科学技术的发展，对传感 器的需求量与日俱增，其应用领域已渗 入到社会的各个领域，并起着巨大的作 用。下面仅将传感器在一些主要领域中 的应用作以简介。
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10.3.1 传感器在航天工业中的应用概述
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10.1 传感器测试系统简介
3. 测试软件的编写
便于测试数据的分析和显示，需要编
写专门的软件读取测试系统采集的数据， 并加以显示。测试软件中还可以加入信号 处理模块，以便数据的分析和处理。
传感器与检测技术ppt课件第一章
2024/2/29
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1.2检测技术理论基础
1.2.2 测量方法
1) 直接测量、间接测量和组合测量 (又称联立 测量)。经过求解联立方程组，才能得到被测物理量的最后
结果，则称这样的测量为组合测量。
2) 偏差式测量、零位式测量与微差式测量
3) 等精度测量与非等精度测量
4) 静态测量与动态测量
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1.1.3 传感器基本特性
当传感器的输入信号是常量，不随时间变化时，其 输入输出关系特性称为静态特性。
传感器的基本特性是指系统的输入与输出关系特性 ，即传感器系统的输出信号y(t)和输入信号（被测 量）x(t)之间的关系，传感器系统示意图如下图所 示。
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1.1.3 传感器基本特性
2．传感器的分类
（1）按照其工作原理，传感器可分为电参数式(如电阻式、 电感式和电容式)传感器、压电式传感器、光电式传感器及 热电式传感器等。
（2）按照其被测量对象，传感器可分为力、位移、速度、 加速度传感器等。常见的被测物理量有机械量、声、磁、温 度和光等。
（3）按照其结构，传感器可分为结构型、物性型和复合型 传感器。物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理性质的 变化来实现信号变换，如：水银温度计。结构型传感器是依 靠传感器结构参数的变化实现信号变换，如：电容式传感器。
敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量电信号 的元件。
测量电路(measuring circuit)： 将转换
元件输出的电信号进行进一步转换和处理的部分，如 放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特 性，便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功 能。
【物理】6.1 传感器及其工作原理 课件1(人教版选修3-2)
人教版选修3-2
第六章 传感器
第一节 传感器及其工作原理
列举生活中的一些自动控制实例，
遥控器控制电视开关 日光控制路灯的开关 声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门 等 安检门
一、什么是传感器
（1）什么是传感器？
（以干簧管为例引入）
干簧管可以控制灯的熄灭
磁感应强度的变化 电路的通断
簧片的磁化和去磁
（1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化 关系不相同。 金属导体的导电性能随温度升高而降低 半导体材料的导电性能随温度升高而变好 （2）热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，
测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性较 好，测量范围较大，但灵敏度较差。
（3）热敏电阻和金属热电阻能够将温度这个热学量转 化电阻量这个电学量。 （4）随着水温升高，多用表的指针偏角逐渐变大
例1、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图， 其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数 器的基本工作原理是（AC ） A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
例3、 如图所示，有电流I流过长方体金属块， 金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积 内的自由电子数为n，试问金属块上、下表面 哪面电势高？电势差是多少？
下。
插入电介质，电容增大 电容式传感器能够把位移这个力学 量转化为电容这个电学量。
四．霍尔元件
一个确定的霍尔元件 的d、k、为定值，再保 持I不变，则UH的变化 就与B成正比。这样，霍 尔元件能够把磁感应强 度这个磁学量转化为电 压这个电学量。
第六章 传感器
第一节 传感器及其工作原理
列举生活中的一些自动控制实例，
遥控器控制电视开关 日光控制路灯的开关 声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门 等 安检门
一、什么是传感器
（1）什么是传感器？
（以干簧管为例引入）
干簧管可以控制灯的熄灭
磁感应强度的变化 电路的通断
簧片的磁化和去磁
（1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化 关系不相同。 金属导体的导电性能随温度升高而降低 半导体材料的导电性能随温度升高而变好 （2）热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，
测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性较 好，测量范围较大，但灵敏度较差。
（3）热敏电阻和金属热电阻能够将温度这个热学量转 化电阻量这个电学量。 （4）随着水温升高，多用表的指针偏角逐渐变大
例1、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图， 其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数 器的基本工作原理是（AC ） A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
例3、 如图所示，有电流I流过长方体金属块， 金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积 内的自由电子数为n，试问金属块上、下表面 哪面电势高？电势差是多少？
下。
插入电介质，电容增大 电容式传感器能够把位移这个力学 量转化为电容这个电学量。
四．霍尔元件
一个确定的霍尔元件 的d、k、为定值，再保 持I不变，则UH的变化 就与B成正比。这样，霍 尔元件能够把磁感应强 度这个磁学量转化为电 压这个电学量。
第1章传感器概述
水的硬度与洗涤剂分配有关，水的硬度测量是利用测量 电导率的传感器来实现的。由于水中的盐类影响，测量 结果还不够精确。
泡沫也是可以测量的，近年来使用相对便宜的红外线传 感器，通过记录红外光的衰减进行泡沫浑浊度测量。但 是，这一领域的最大进步还未到来。
LED 泡沫 管子
感光晶体管
浑浊度传感器测量泡沫质量的工作原理
外
感官
大脑
肌体
界
信
息
传感器
计算机
执行机构
第1章 传感器概述
1.1 什么是传感器
传感与检测技术
对于各种各样的被测量，有着各种各样的传感器。 下面请看几个传感器应用实例:
智 能 远 程 数 字 压 力 表 机械式弹簧压力表
第1章 传感器概述
1.1 什么是传感器
传感与检测技术
智 能 数 字 压 力 表
传感与检测技术
（3）烘干机： 温度 —— NTC 湿度 —— 电导传感器
（4）制冷机： 温度
（5）烤箱： 温度 —— pt100
（6）微波炉： 温度 —— NTC 湿度 —— 陶瓷传感器 气体
第1章 传感器概述 传感与检测技术
1.2 传感器技术的作用和地位
家用电器
( 7 ) 吹风机： 温度 —— NTC 温度（非接触）—— 红外线热电偶 气流
现代工业生产，尤其是自动化生产过程中，每个生产环 节都需要用各种传感器监视和控制生产过程的各个参数， 一是保证产品达到最好的质量，二是保证设备工作在最 佳状态。传感器是自动控制系统的关键基础器件，直接 影响到自动化技术的水平。
背投电视生产线
调试系统
空调生产线
网络产品生产线
液晶产品生产线
全国最大的插件机群
泡沫也是可以测量的，近年来使用相对便宜的红外线传 感器，通过记录红外光的衰减进行泡沫浑浊度测量。但 是，这一领域的最大进步还未到来。
LED 泡沫 管子
感光晶体管
浑浊度传感器测量泡沫质量的工作原理
外
感官
大脑
肌体
界
信
息
传感器
计算机
执行机构
第1章 传感器概述
1.1 什么是传感器
传感与检测技术
对于各种各样的被测量，有着各种各样的传感器。 下面请看几个传感器应用实例:
智 能 远 程 数 字 压 力 表 机械式弹簧压力表
第1章 传感器概述
1.1 什么是传感器
传感与检测技术
智 能 数 字 压 力 表
传感与检测技术
（3）烘干机： 温度 —— NTC 湿度 —— 电导传感器
（4）制冷机： 温度
（5）烤箱： 温度 —— pt100
（6）微波炉： 温度 —— NTC 湿度 —— 陶瓷传感器 气体
第1章 传感器概述 传感与检测技术
1.2 传感器技术的作用和地位
家用电器
( 7 ) 吹风机： 温度 —— NTC 温度（非接触）—— 红外线热电偶 气流
现代工业生产，尤其是自动化生产过程中，每个生产环 节都需要用各种传感器监视和控制生产过程的各个参数， 一是保证产品达到最好的质量，二是保证设备工作在最 佳状态。传感器是自动控制系统的关键基础器件，直接 影响到自动化技术的水平。
背投电视生产线
调试系统
空调生产线
网络产品生产线
液晶产品生产线
全国最大的插件机群
第1章传感器的一般特性【PPT】
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七、零点漂移
传感器无输入（或某一输入值不变）时，每隔一段 时间进行读数，其输出偏离零值（或原指示值），即零 点漂移。
Y0 零漂 100% YFS
式中 Y — 最大零点偏差（或相应 偏差） 0
YFS — 满量程输出
23
八、温漂
温漂表示温度变化时，传感器输出值的偏离程度。 一般以温度变化1℃ 输出最大偏差与满量程的百分比来 表示。
传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之 间的关系称为静态特性。 输出量和输入量之间的关系可用下列方程式确定
Y a0 a1 X a2 X an X
2
n
（1—1）
式中
Y — 输出量； X — 输入量； a0 — 零位输入； a1 — 传感器的灵敏度，常用 K表示； a2 , a3 , , an — 非线性项待定常数。
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返
回
拟合基准直线方法一：端基法
以校准曲线的零点输出和满量程输出 值连成的直线为拟合直线。
Y a0 KX
式中 Y—输出量 X—输入量 a0—Y轴上截距 K—直线a0b0的斜率
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图1-4 端基线性度拟合直线
拟合基准直线方法二：最小二乘法
用最小二乘法原则拟合直线，可使拟合度 最高。 Y a0 KX 令直线方程： 实际校准点： n个 任意校准点Yi与拟合直线 Y a0 KX 间偏差：
只要对（1-21）式的微分方程求解，便可以得到动态响应及动 态性能指标。 绝大多数传感器输出与输入的关系均可用零阶、一阶、或二阶 微分方程来描述。
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（一）零阶传感器的数学模型
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第一章传感器原理与检测技术ppt课件
为了更好地掌握传感器, 需要对测量的基本概念 测量系统的特性, 测量误差及数据处理等方面的 理论及工程方法进行学习和研究, 只有了解和掌 握了这些基本理论, 才能更有效地完成检测任务
第1章 传感与检测技术的理念基础
测量概论
一、测量 测量是以确定被测量的值或获取测量结果
为目的的一系列操作。
由测量所获得的被测的量值叫测量结果。 测量结果可用一定的数值表示, 也可以用一条 曲线或某种图形表示。但无论其表现形式如何, 测量结果应包括两部分：比值和测量单位。 确 切地讲, 测量结果还应包括误差部分。
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 电位差计式测量：
UX：传感器信号 （未知量）
UK：标准量信号 （已知量）
D： 检零计 （电压表）
平衡：UK=UX
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 微差式测量是综合了偏差式测量与零位式测量的
传感器世界
中国传感器
第1章 传感与检测技术的理念基础 测量概论.
表征物质特性或其运动形式的参数很多，总的 可分为电量和非电量两大类，电量一般是物理 学中的电学量（电压、电流等）。非电量是指 电量之外的一些参数（压力、流量等）。
法测量; 根据被测量变化快慢可分为静态测量与 动态测量等。
测量概论 二、测量方法
1、直接测量、间接测量与组合测量
直接测量：
在使用仪表或传感器进行测量时, 对仪表读 数不需要经过任何运算就能直接表示测量 所需要的结果的测量方法称为直接测量。
例如,用磁电式电流表测量电路的某一支路 电流, 用弹簧管压力表测量压力等, 都属于 直接测量。直接测量的优点是测量过程简 单而又迅速, 缺点是测量精度不高
第1章 传感与检测技术的理念基础
测量概论
一、测量 测量是以确定被测量的值或获取测量结果
为目的的一系列操作。
由测量所获得的被测的量值叫测量结果。 测量结果可用一定的数值表示, 也可以用一条 曲线或某种图形表示。但无论其表现形式如何, 测量结果应包括两部分：比值和测量单位。 确 切地讲, 测量结果还应包括误差部分。
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 电位差计式测量：
UX：传感器信号 （未知量）
UK：标准量信号 （已知量）
D： 检零计 （电压表）
平衡：UK=UX
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 微差式测量是综合了偏差式测量与零位式测量的
传感器世界
中国传感器
第1章 传感与检测技术的理念基础 测量概论.
表征物质特性或其运动形式的参数很多，总的 可分为电量和非电量两大类，电量一般是物理 学中的电学量（电压、电流等）。非电量是指 电量之外的一些参数（压力、流量等）。
法测量; 根据被测量变化快慢可分为静态测量与 动态测量等。
测量概论 二、测量方法
1、直接测量、间接测量与组合测量
直接测量：
在使用仪表或传感器进行测量时, 对仪表读 数不需要经过任何运算就能直接表示测量 所需要的结果的测量方法称为直接测量。
例如,用磁电式电流表测量电路的某一支路 电流, 用弹簧管压力表测量压力等, 都属于 直接测量。直接测量的优点是测量过程简 单而又迅速, 缺点是测量精度不高
一、辨识常用传感器课件(15张PPT)
案例分析：
红外波 长信息
红外传 感器
电信号
酒精含 量信息
气敏传 感器
电信号
非电量
传感器
电信号
3、传感器的作用
不同的传感器可以收集不同的变化信息，并把它们转换为 电流、电压等电信号的变化，以便于传输、处理、存储和 输出。
马上行动（P22）
力敏传感器
接受 力 信息，并转换为电信号
声敏传感器
接受声信号，并转换为电信号
负温度系数热敏电阻 NTC
试验准备：
带防水型探头热敏电阻、定值电阻R、多用电表、面包板、 电源、开关、导线、烧杯、冷水、热水等
温度情况 电阻值/Ω
60℃ 500
47℃ 650
42℃ 700
29℃ 884
温度越高，热敏电阻阻值越小. NTC
温度越低，热敏电阻阻值越大
总结
传感器是将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出的一种装置。
光照情况 电压值/V
手遮盖大部分光线 手遮盖一部分光线
1.7v
1.3v
受光表面暴露灯光下 0.76v
环境光线越强：光敏电阻阻值越小 电路中光敏电阻两端的电压也越小
环境光线越弱：光敏电阻阻值越大 电路中光敏电阻两端的电压也越大
任务二 检测常见的传感器
试验2： 用多用电表检测热敏电阻的特性
正温度系数热敏电阻 PTC 分类
辨识常用传感器
电子控制系统的基本组成部分
输入量
输入 部分
控制（处理） 部分
输出 部分
被控 对象
电子控制系统的工作过程
信息
输入
采集信息 并转化为
电信号
控制 （处理）
分析、比较和 处理电信号并
传感器及其应用PPT教学课件(1)
SBA-70型生物传感 在线分析系统
我国第一种实用化的 生物传感器—SBA30型乳酸分析仪
应用领域： 最典型的应用是在医疗卫生行业，医院里各种进行生
化分析的仪器之中……
第三节 传感器及其应用
物理新教 材中增加实验 《传感器的简 单应用》，体 现加强对学生 科技意识和动 手等能力的培 养，有利于学 生的科学文化 素质。
6。将绘画、书法、篆刻和文学艺 术结为一体的是什么画 ？
文字题 1。中国戏曲的源头是什么？
2。哪种剧把中国戏曲推向成熟?
3。江苏昆山今天是国家的著名工业园，也是外商 钟爱的投资地之一，但是在清朝之前曾经产生过 一统戏曲界的剧种，你知道是什么吗？
4。康熙陪其母亲在看京剧？这种说法对吗？ 为什么？ 视听题 1。下列是什么剧？ 2。下列是京剧的什么行当？
第三节 传感器及其应用
科学技术的发展推动传感器技术的进步 上世纪实现的工业生产的自动化，几乎主要依靠传感 器来监视和控制生产过程的各个参数，使设备和系统正常 运行在最佳状态，保证生产的高效率和高质量。
“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点现在 已为全世界所公认。科学技术越发达、自动化程度越高， 对各种传感器的需求越大..
文字题
视听题
1。中国画的特点是什么？ 1。下列作品属于什么时 2。绘画注重以形写神的是谁？ 期？名称是什么？
3。“吴带当风”说的是谁的画 2。请辨认下列属于什 4。隋唐时期，宗教壁画盛极一时么，时期的绘画？ 当时哪个地方的壁画兴盛？
5。中国有这样一幅风俗画，被称为画苑 “国宝”之一。其最早收藏者是宋徽宗 （赵佶）。请问是什么画 ？
第三节 传感器及其应用
信息采集的关键是传感器，传感器的性能在很大程度上 决定着整个信息技术的性能，所以传感器技术已成为现代信 息技术的重要支柱之一，在当代科学技术中占有十分重要的 地位，是高新技术竞争的核心技术之一。其开发研究和生产 能力与应用水平直接影响到科学技术的发展和应用。
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第三章 传感器的工作原理
§3-3 电容传感器
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• 安 全 光 幕 电 开 光 关 纤 式 光 • 关槽 式 光 电 开 • 开对 关射 式 光 电 • 电镜 开反 关射 式 光 • 电漫 开反 关射 式 光 •
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第二章 传感器的分类，结构组成
§2-1 传感器的分类 结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包 括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。物理学中 的定律一般是以方程式给出的。对于传感器，这些方程 式就是许多传感器在工作时的数学模型。这类传感器的 特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变 化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础
第三章 传感器的工作原理
§3-1 电位器式传感器
U0 Usc R R0
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第三章 传感器的工作原理
§3-2电感式传感器
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第二章 传感器的分类，结构组成
§2-1 传感器的分类
能量转换型传感器，又称有源型或发生器型，传 感器将从被测对象获取的信息能量直接转换成输出信 号能量，主要由能量变换元件构成，它不需要外电源 。如基于压电效应、热电效应、光电动势效应等的传 感器都属于此类传感器。
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第一章 工业自动化中传感器的定义与应用
§1-2 传感器的应用
在自动化流程中，传感器是将信息传送给PLC ： 的先决条件。他们传递 关于位置、终点的信号，或 作为脉冲信号采集用于计数任务或用于检查转动速 度等。 它与传统的机械式接近开关相比，现代传感器 提供无接触和无磨损的工作方法及很高的开关频率 和开关精度。 此外，它们拥有良好的抗振荡、防灰尘、防潮 湿。
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第二章 传感器的分类，结构组成
§2-1 传感器的分类 按照物理原理分类：
★电参量式传感器：电阻式、电感式、电容式等； ★磁电式传感器：磁电感应式、霍尔式、磁栅式等； ★压电式传感器：声波传感器、超声波传感器； ★光电式传感器：一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导 纤维式、红外式、摄像式等； ★气电式传感器：电位器式、应变式； ★热电式传感器：热电偶、热电阻； ★波式传感器：超声波式、微波式等； ★半导体式传感器：霍耳器件、热敏电阻； ★其他原理的传感器：差动变压器、振弦式等。 有些传感器的工作原理具有两种以上原理的复合形式,如不少半导体 式传感器，也可看成电参量式传感器。
第二章 传感器的分类，结构组成
§2-1 传感器的分类
1、按传感器的工作机理，分为物理型、化学型、生物型等 2、按构成原理，结构型与物性型两大类
3、根据传感器的能量转换情况，可分为能量控制型传感器和 能量转换型传感器 4、按照传感器的用途分类 ：位移、压力、振动、温度传感器 5、根据转换过程可逆与否 ：单向和双向 6、根据传感器输出信号：模拟信号和数字信号 7、根据传感器使用电源与否：有源传感器和无源传感器
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第三章 传感器的工作原理
§3-1 电位器式传感器
线绕电位式传感器的结构 线绕电位式传感器的原理图 机械位移信号
精密电位器
转换元件
电信号
位移
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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。
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第二章 传感器的分类，结构组成
§2-2 传感器的结构组成
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第二章 传感器的分类，结构组成
§2-2 传感器的结构组成 实际上，有些传感器很简单，有些则较复杂，大多数是开 环系统，也有些是带反馈的闭环系统。
最简单的传感器由一个敏感元件 (兼转换元件 )组成，它感 受被测量时直接输出电量，如热电偶。有些传感器由敏感 元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传 感器，其中质量块m是敏感元件，压电片（块）是转换元 件。有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换 。 由于空间的限制或者其他原因,转换电路常装入电箱中。然 而，因为不少传感器要在通过转换电路后才能输出电信号 ，从而决定了转换电路是传感器的组成环节之一。
常规元器件介绍-传感器
上海通用东岳动力总成
工厂技术支持部
杨晓波
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绪论
现代信息产业的三大支柱 通讯技术、计算机技术、传感器技术 既是现代信息产业的源头，又是信息社会赖以存 在和发展的物质与技术基础。 如果没有高度保真和性能可靠的传感器，没有 先进的传感器技术，信息的准确获得与精密检测就 成了一句空话，通讯技术和计算机技术也就成了无 源之水，无本之木，现代测量与自动化技术随之变 成水中之月、镜中之花。
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过渡页
01 02
工业自动化中传感器的定义与应用 传感器的分类，结构组成 传感器的工作原理 传感器常规保养方法介绍 传感器常见失效模式及预防 传感器新技术的应用
03
04
05
06
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第三章 传感器的工作原理
第一章 工业自动化中传感器的定义与应用
§1-1传感器的定义
国家标准（GB7665-87）中传感器（Transducer/Sensor）的定义：
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。
①传感器是测量装置，能完成检测任务； ②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、 生物量等； ③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等， 可以是气、光、电物理量，主要是电物理量； ④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。
06 传感器新技术应用
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概述 传感器就像是人类五官的延长，又称之为电五官。 传感器是获取信息的主要途径与手段。 课程介绍—引出课程义 没有传感器，现代化生产就失去了基础。
“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已为全世界 所公认。以传感器为核心的检测系统就像神经和感官一 样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息 ，成为工业自动化控制不可缺少的一部分。
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第三章 传感器的工作原理
§3-5 光电传感器术语解释
1.检测距离: 动作距离是指检测 体按一定方式移动时，从基准位 置（光电开关的感应表面）到开 关动作时测得的基准位置到检测 面的空间距离。额定动作距离指 接近开关动作距离的标称值。 2.回差距离：动作距离与复位 距离之间的绝对值。 3.响应频率：按规定1秒的时间 间隔内，允许光电开关动作循环的 次数。
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第二章 传感器的分类，结构组成
§2-2 传感器的结构组成
敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的 某一物理量的元件。
转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成 电路参量。 基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换 电路），便可转换成电量输出。
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