传感器的基本概念 ppt课件

地位：传感器技术与通信技术、计算机技术并列成为支撑整个现
代信息产业的三大支柱。 传感器技术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。如果没有先进的传感器技术，那么信息的 准确获取就成为一句空话，通信技术和计算机技术就成了无源之水。
“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，对传感器的依赖性 就越大。所以国内外都将传感器技术列为重点发展的高技术。
第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)
第1章 传感器的基本概念
➢ 什么是传感器
➢ 传感器的作用和地位 ➢ 传感器应用领域 ➢ 传感器的定义和组成 ➢ 传感器分类 ➢ 传感器技术的特点 ➢ 传感器的需求、水平、现状 ➢ 传感器与传感器技术发展趋势 ➢ 传感器的一般特性
第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)
作用：
传感器的作用和地位
自动测控系统
传感器位于系统之首，其作用相当于人的五官，直接敏感外 界信息。是信息采集系统的首要部件，是实现现代化测量和自动 控制的主要环节，一切科学研究和生产过程要获取的信息，都要 通过它转换成便于传输、处理、记录、显示和控制的可用信号 （一般为电信号）。
第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)
此，敏感元件和转换元件两者合一的传感器是很多的。例如：压电 晶体、热电偶、热敏电阻、光电器件等都是这种形式的传感器。
第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)
1. 敏感元件（预变换器）：是指传感器中能直接感受或响应被测量（非
电量）并输出与之成确定关系的其他量（非电量）的部分。
（在完成非电量到电量的变换时，并非所有的非电量都能利用现有 手段直接变换为电量，往往是将被测非电量预先变换为另一种易于变换 成电量的非电量，然后再变换为电量。能够完成预变换的器件称为敏感 元件）。
第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)
其它分类：
1) 按输出信号的传送方式：电传送、气传送（易燃、易爆环境） 和光传送（抗干扰、绝缘能力强）；
2) 位式作用（开关作用）和连续作用；
3) 有触点及无触点（利用晶体管或晶闸管的通断发出信号）；
4) 常规式及灵巧式（Smart， 处理电路使用单片机，功能丰富、使 用灵活）；
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传感器分类
传感器种类繁多，功能各异。 由于同一被测量可用不同转换原理实现 探测，利用同一种物理法则、化学反应或生物效应可设计制作出检测不同 被测量的传感器，而功能大同小异的同一类传感器可用于不同的技术领域， 故传感器有不同的分类法。
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4. 辅助电路：通常指电源，即交、直流供电系统。
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例如，应变式压力传感器是由弹性膜片和电阻应变片组成。其中弹 性膜片就是敏感元件，它能将压力转换成弹性膜片的应变（形变）；弹 性膜片的应变施加在电阻应变片上，它能将应变量转换成电阻的变化量， 电阻应变片就是转换元件。
什么是传感器
传感器是获取信息的工具。 传感器（ Transducer 或 Sensor ），俗称探头，有时
亦被称为换能器、变换器、变送器或探测器。 是指那些对某一确定的信息具有感受（或响应）与
检出功能，并按照一定规律转换成与之对应的有用输出 信号的元器件或装置。
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传感器技术的特点
传感器技术包括传感器的研究、设计、试制、生产、检测与应用。它 已逐渐形成了一门相对独立的专门学科。与其它学科相比，它具有如下技 术特点:
1. 内容范围广且离散
传感器可涉及到的内容广而离散的特点主要体现在传感器技术可利 用的物理学、化学、生物学、电子学等学科中的基础“效应”、“反 应”、“机理”不仅为数甚多，而且它们往往彼此独立、甚至是完全不 相关。
也可以说，传感器已几乎应用到各个领域。
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传感器定义和组成
国家标准GB 7665-87对传感器下的定义是： 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用
输出信号的器件或装置, 通常由敏感元件和转换元件组 成。
传感器定义：传感器是将各种非电量（包括物理量、
化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输 的另一种物理量（一般为电量）的装置。
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传感器应用领域
传感器的应用范围很广，从航天、航空、兵器、 船舟、交通、冶金、机械、电子、化工、轻工、能 源、环保、煤炭、石油、医疗卫生、生物工程、宇 宙开发等领域至农、林、牧、副、渔业，甚至人们 日常生活的各个方方面面，几乎无处不使用传感器， 无处不需要传感器技术。
压阻式压力传感器
密封型压力变送器
电容式差压变送器
电涡流传感器
电感式接近开关
旋转差动变压器
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热电偶 光敏三极管
热敏电阻
光敏电阻
压电加速度传感器
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霍尔电压传感器 旋转编码器
激光位移传感器 超声物位开关
第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)
第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)
组成：
被测量 非电量
其他量
电信号
标准信号
敏感元件
转换元件
信号调理电路
非电量
电量
电量
辅助电路
传感器一般由敏感元件、转换元件、信号调理电路和辅助电路组 成。
❖ 并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元件。 如果敏感元件直接输出的是电量，它就同时兼为转换元件，因
2. 转换元件：是指传感器中能将敏感元件感受或响应到的被测量转换成适
于传输或测量的可用输出信号（一般为电信号）的部分。
3. 信号调理电路：是能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、
处理和控制的有用电信号的电路。
类型视转换元件的分类而定，经常采用的有电桥电路、放大器、 振荡器、阻抗变换、补偿及其它特殊电路，如高阻抗输入电路、脉冲调 宽电路等。
5) 接触式（敏感元件必须和被测物质接触）及非接触式；
6) 普通型、隔爆型（在内部电路和周围易燃气体之间采取了隔离 措施，允许使用在有一定危险性的环境里）及本安型（本质安 全型，依靠特殊设计的电路保证在正常工作及故障状态下都不 会引起燃爆事故，可用在十分易燃易爆的场所）。
第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)