《传感器技术应用》全册PPT课件
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《传感器技术及应用》课件——项目9-电机转速检测—霍尔传感器
典型应用：无触点开关、位置 控制、转速检测、隔离检测、 直流无刷电机、电流传感器、 汽车点火器、安全报警装置。
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项目分析
传感器采用霍尔传感器AH3144,它是一种磁传感器，当电机带叶轮转动 时，我们在叶轮上固定一块小磁铁，将传感器靠近小磁铁时，叶轮上小 磁铁每经过一次霍尔传感器，就会产生一个脉冲信号，并通过单片机端 口位将脉冲信号传递给单片机。单片机在将数据处理后，就通过串口上 传数据。
霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、 输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。 取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达55℃～150℃。
10:27 / 6
霍尔传感器的应用
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。
直接应用
//定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体 //开启霍尔相关的GPIO外设时钟 //选择要控制的GPIO引脚 //设置引脚的输出类型为推挽 //设置引脚模式为输入模式 //设置引脚为下拉模式 //设置引脚速率为2MHz //初始化GPIO配置
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项目实现
获取霍尔传感器状态
10:27 / 9
AH3144霍尔传感器
AH3144E、AH3144L高灵敏度单极霍尔开关电路是由电压调整器，霍尔 电压发生器，差分放大器，斯密特触发器和集电极开路的输出级组成的 磁敏传感电路，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压讯号。
它是一种单磁极工作的磁敏电路，适合于矩形或者柱形磁体下工作。的 工作温度范围为-40~150℃，可应用于汽车工业和军事工程中。
10:27 / 16
谢谢观看！
《传感器技术与应用》
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项目分析
传感器采用霍尔传感器AH3144,它是一种磁传感器，当电机带叶轮转动 时，我们在叶轮上固定一块小磁铁，将传感器靠近小磁铁时，叶轮上小 磁铁每经过一次霍尔传感器，就会产生一个脉冲信号，并通过单片机端 口位将脉冲信号传递给单片机。单片机在将数据处理后，就通过串口上 传数据。
霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、 输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。 取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达55℃～150℃。
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霍尔传感器的应用
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。
直接应用
//定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体 //开启霍尔相关的GPIO外设时钟 //选择要控制的GPIO引脚 //设置引脚的输出类型为推挽 //设置引脚模式为输入模式 //设置引脚为下拉模式 //设置引脚速率为2MHz //初始化GPIO配置
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项目实现
获取霍尔传感器状态
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AH3144霍尔传感器
AH3144E、AH3144L高灵敏度单极霍尔开关电路是由电压调整器，霍尔 电压发生器，差分放大器，斯密特触发器和集电极开路的输出级组成的 磁敏传感电路，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压讯号。
它是一种单磁极工作的磁敏电路，适合于矩形或者柱形磁体下工作。的 工作温度范围为-40~150℃，可应用于汽车工业和军事工程中。
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《传感器技术与应用》
传感器应用技术完整版课件全套ppt教程
在科学技术高度发达的现代社会中，人类已进入瞬息 万变的信息时代。人们在从事工业生产和科学实验等活动 中，主要依靠对信息资源的开发、获取、传输和处理。传 感器是人类感官的延长。它处于研究对象与测控系统的接 口位置，是感知、获取与检测信息的窗口。一切科学实验 和生产过程，都需要大量的信息，特别是自动检测和自动 控制系统要获取的信息，都要通过传感器将其转换为容易 传输与处理的电信号。没有传感器，科学实验和生产过程 就无法实现现代化。传感器的工作原理涉及很多学科领域， 它的开发带动了边缘学科的发展。
【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。
【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PPT课件
风速，流速，流量；
声： 声压，噪声
温度： 温度，热量，比热
磁： 磁通，磁场
光： 亮度，色彩
2.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
1.传感器在工业检测和自动控制系统中的应用
压力传感器
流量传感器
2.传感器与家用电器 麦克风是一种将声音信号转换为电信号的传感器
声-----电磁感应-------电流
传感器技术
sensor Technology
目录/Contents
01 本课程的特点和教学内容 02 什么是传感器 03 传感器作用和地位 04 传感器现状和国内外发展趋势 05 传感器检测系统组成原理 06 传感器定义、组成和分类
01
本课程的特点和教学内容
1 本课程的特点 2 本学期授课计划及教学内容
红外传感器---能看到人眼看不到的东西
04 3
传感器现状和国内外发展趋势
需求和生产呈上升趋势 在尖端领域，与世界其他国家差距还是很大 传感器是光学、力学等多学科综合性课程
05 传感器检测系统的组成原理
被测 非电量
有用 敏感元件 非电量
转换元件
有用 电量
基本转换电 路
输出 电量
转换元件
输出量为电量的传感器，一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路 三部分组成。
的原理确定。
电子秤—压力传感器 电子秤—传感器
空调—温度传感器
电视机、遥控—红 烟雾报警器—对烟雾敏 指纹考勤器—电容/光
外传感器
感传感器
学传感器
• 电子秤：精确地、快速的测量，内有一个压力传感器，把压力编程电信号 • 数码相机：能把光学影像变成数字化影像，内有一个光学的图像传感器， • 空调-为什么能吹出设定的温度的风？因为内出风口有温度传感器，能实现实时监控 • 电视机遥控器---遥控器按下按钮能发射一束编码了的红外限号，电视机或空调接受相应的信号，有一个红外传感器。 • 烟雾报警器---消防上应用广泛，有一个队烟雾比较敏感的传感器。 • 指纹考勤机---有一个图像传感器，可以是光学传感器，也可以是一个电容传感器，能把电容信号变化成数字化的信号。
传感器技术及应用ppt课件
传感器的分类及对它的一般要求
传感器的分类
1. 按传感器的工作机理：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； 结构型：依靠传感器结构参数的变化实现信号转变，如：电容 式压力传感器 物性型：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
3. 根据传感器的能量转换情况：能量控制型和能量转换型两大类； 能量转换型：直接由被测对象输入能量使其工作。如：热电偶 温度计。
课程教材和参考书
教材： 唐文彦主编《传感器》第四版 机械工业出版社 参考书： 1. 强锡富主编《传感器》第三版 机械工业出版社 ，2002 2. 余瑞芬主编.传感器原理.北京:航空工业出版社,1995 3. 王化祥，张淑英编著.传感器原理及应用.天津大学出版社，1999 4. 刘迎春，叶湘滨编著.传感器原理设计与应用，国防科技大学出版 社，1997
包含的意思：
1. 传感器是测量装置，能完成检测任务；
2. 他的输入时某一种被测量，可能是物理量，也可能是化学量、 生物量等。 3. 他的输出量是某种物理量，这种量便于传输、转换、处理、 显示等等，这种量不一定是电量，还可以是气压、光强等物理 量，但主要是电物理量
2.组成：传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路 三部分组成，组成框图见图0-1.
发开新型传感器：利用物理现象、化学反应和 生物效应是各种传感器工作的基本原理，所以发现 新现象与新效应是研制新型传感器的重要基础，其 意义极为深远。例如日本夏普公司利用超导技术研 制成功高温超导 磁传感器，是传感器技术的重大突 破，其灵敏应比霍尔器件高，仅次于超导量子干涉器 件．而其制造工艺远比超导量子干涉器件简单，它可 用于磁成像技术，具有广泛推广价值。 开发新材料：传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学的进步．人们在制 造时，可任意控制它们的成分，从而可以设计制造用于各种传感器的功能材料。 采用新工艺：主要指微细加工技术，又称为微机械加工技术 集成化、多功能化与智能化： 传感器体积更小，功能更多，自动分析处理信号（数 据） 的能力更强。
传感器的应用完整版课件
2．农业生产中的传感器 (1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停 水。 (2)温度传感器和湿度传感器，可对上百个点进行温度和湿 度监测。由于有了十分先进可靠的测试技术，有效地减少了霉 变现象。
3．工业生产中的传感器 (1)生产的自动化和半自动化。用机器人、自动化小车、自 动机床、各种自动生产线或者系统，代替人完成加工、装配、 包装、运输、存储等工作。各种传感器使生产的自动运行保持 在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料 等。
(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1 与 A 端的距离 x1；
(2)托盘上放有质量为 m 的物体时，P1 与 A 端的距离 x2；
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节 P2，使 P2 离 A 端的距离也为 x1，从而使 P1、P2 间的电压为零。 校准零点后，将物体 m 放在托盘上，试推导出物体质量 m 与 P1、P2 间的电压 U 之间的函数关系式。
课堂情景切入
在日常生活中，我们经常见到电子秤。例如，在超市里， 当我们购买水果时，售货员把水果放在表面平整的电子秤上， 电子秤就可显示出所购水果的质量及应付的钱数。你想探究一 下它的工作原理吗？
知识自主梳理
知识点 1 传感器应用的一般模式
知识点 2 传感器应用的几个实例
1.力传感器的应用——电子秤 (1)组成及敏感元件：由__金__属__梁__和__应__变__片__组成，敏感元
“嫦娥三号”卫星上携带多种探测仪器，其中可能有 ()
A．味觉传感器 C．听觉传感器 答案：D
B．气体传感器 D．视觉传感器
三、传感器的应用实例 1．力传感器的应用——电子秤 (1)常用的一种力传感器是由金属梁和应变片组成的，应变 片是一种敏感元件，现在多用半导体材料制成。 (2)此种力传感器的工作原理
《传感器技术与应用》 ppt课件
§ 2.1.1 智能传感器
三、智能传感器的功能
由于智能传感器引入了微处理器进行信息处理、逻辑思维、推理判断 ，使其除了传统传感器的检测功能外，还具有数据处理、数据存储、数据 通信等功能，其功能已经延伸至仪器的领域。具体功能包括：
(1) 自校零、 自标定、 自校正、自适应量程功能； (2) 自补偿功能； (3) 自诊断（自检）功能； (4) 信息处理与数据存储记忆功能； (5) 双向通信和数字输出功能； (6) 组态功能。
§ 2.1.2 模糊传感器
一、模糊传感器概述
模糊传感器是在经典传感器数值测量的基础上经过模糊推理与知识集成，以自 然语言符号的描述形式输出的传感器。具体地说，将被测量值范围划分为若干个区间 ，利用模糊集理论判断被测量值的区间，并用区间中值或相应符号进行表示，这一过 程称为模糊化。对多参数进行综合评价测试时，需要将多个被测量值的相应符号进行 组合模糊判断，最终得出测量结果。模糊传感器的一般结构下图所示。信息的符号表 示与符号信息系统是研究模糊传感器的核心与基石。
普通传感器
信号调理电路 外壳
微处理器 总线接口 数字总线
§ 2.1.1 智能传感器
五、智能传感器的实现
(1) 模块化方式 目前，国内外已有不少此类产品。此类智能传感器各部件可以封装在一个外 壳中，也可分开设置，其集成度不高、体积较大。智能传感器的模块化实现方式 一般采用SMBus总线、RS-232、RS-422、RS-485、USB、CAN等总线，目 前ZigBee、WiFi、蓝牙等无线传输方式也广泛应用于智能传感器。
§ 2.1.3 微传感器
三、典型微传感器
（1）压阻式微传感器 压阻式微压力传感器的原理结构及其截面 分别如右图所示。在硅基框架上形成有硅薄膜 层，通过扩散工艺在该膜层上形成半导体压敏 电阻，并用蒸镀法制成电极，构成电桥。根据 所采用蚀刻工艺不同，压阻式微压力传感器中 的硅膜片可做成圆形或方形结构。膜片一侧与 被测系统相连接，称为“高压腔”，另一侧为 “低压腔”，低压腔可与大气相连，可以参考 气压，也可抽成真空。根据压阻效应，膜片受 压力作用时，在膜片两侧形成压差，导致膜片 变形，引起压敏电阻的阻值变化，经与之相联 的电桥电路可将这种阻值变化转换为电桥输出 电压的变化（一般为几个毫伏）。
绪论 《传感器技术与应用》课件
数字式仪表 的特点： 准确，但最 后一位经常 跳动不止。
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。
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
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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。
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传感器的漂移是指在外界干扰下，输出 量出现与输入量无关的变化。漂移有很多种， 如时间漂移和温特性：传感器测量动态信号时，输出输入之间的关系。 动态特性常用的描述方法：
阶跃信号：包括最大偏离量，延滞时间，上升时间，峰值 时间，响应时间
频率响应：包括幅频特性，相频特性
（4）传感器的重复性
传感器在输入量按同一方向做全 量程多次测试时，所得特性曲线不 一致的程度。
（5）传感器的迟滞
传感器在正向行程（输入量增 大）和反向行程（输入量减小） 期间，特性曲线不一致的程度。
（6）传感器的稳定性与漂移
传感器的稳定性有长期和短期之分，一 般指一段时间以后，传感器的输出和初始标 定时的输出之间的差值。通常用不稳定度来 表征其输出的稳定的程度。
注意：并 不是所有 的传感器 必须同时 包括敏感 元件和转 换元件
传感器有很多种分类方法，但目前对传感器尚无
一个统一的分类方法，比较常用的有如下几种：
1．按传感器的被测物理量分类 2．按传感器工作原理分类 3．按传感器输出信号的性质分类 4．按传感器转换能量供给形式分类 5．按传感器的工作机理分类
项目一 传感器及测量基本知识
任务一 传感器的基本知识 一、任务描述 二、任务实施 （一）传感器的定义 （二）传感器的组成 （三）传感器的分类 （四）传感器的命名和代号 （五）传感器的特性 （六）传感器的选用 （七）传感器的应用及发展趋势 任务二 测量的基本知识 一、任务描述 二、任务实施 （一）测量的定义和分类 （二）误差的定义与分类
1.传感器的静态特性
传感器 的灵敏
度
01
传感器 的线性
度
02
（2）传感器的线性度 拟合直线方法：
（3）传感器的分辨力
分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力，也就是 说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化，当变化值未超过某一数值时， 传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来 的。只有当输入量的变化值超过分辨力时，其输出才会发生变化。
（5）第四级修饰语——主要技术指标（量程、精确度和灵敏度等）。 命名法的使用：
（1）题目中的用法。在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机 汉字处理等特殊场合，应采用传感器的命名构成顺序。如：传感器，位移，应变 计[式]，100mm。
（2）正文中的用法。在技术文件、产品样本、学术论文、教材及书刊的陈述 句子中，作为产品名称应采用与传感器的命名构成相反的顺序，如100mm应变 计式位移传感器。
项目一 传感器及测量基本知识
知识 教学 目标
01
1.掌握传感器的定 义、组成和特性；
2.了解传感器的分 类、命名和选用；
3.掌握测量的定义； 4.了解测量的分类； 5.理解误差的分类
技能 培养 目标
02
1.能了解和认识生活中的传 感器；
2.能熟练运用常用的测量仪 器；
3.能够进行简单的误差计算； 4.能对测量得到的数据进行 分析整理；
1.传感器的命名 命名的构成：传感器的名称由主题词加四级修饰语构成，包括：
（1）主题词——传感器； （2）第一级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语； （3）第二级修饰语——转换原理，一般可后续加“式”字； （4）第三级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特 征、敏感元件及其他必要的性能特征，一般可后续加“型”字；
任务一 传感器的基本知识
（二）传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成，
有时还需外加辅助电源来提供转换能量。传感器的组成框图如 图1-1所示。
1.敏感元件：敏感元件是传感器中能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部分。 2．转换元件：转换元件是传感器中将敏感元件输出的非电量转换为适于 传输和测量的电信号部分。 3．转换电路：转换电路将电量的参数转换成便于测量的电压、电流、频 率等电信号。
5.能根据实际使用条件选择 适用的传感器。
任务一 传感器的基本知识
任务 描述
01
现代信息技术
包括计算机技术、 通信技术和传感器 技术等，计算机相 当于人的大脑，通 信相当于人的神经， 而传感器则相当于 人的感觉器官。如 果没有各种精确可 靠的传感器去检测 原始数据并提供真 实的信息，即使是 性能非常优越的计 算机，也无法发挥 其应有的作用。
（四）传感器的命名和代号
2．传感器的代号
国家标准中规定，用大写汉语拼音字母和阿拉伯数字构成 传感器完整的代号。包括4个部分：依次为：
（1）主称——传感器，代号C； （2）被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母 标记； （3）转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字 母标记； （4）序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表 征产品设计特性、性能参数和产品序列等。
2.传感器的未来发展趋势
开发新 型传感
器
开发 新材 料
01 02
多功能 集成化 传感器 的开发
03
智能 传感 器的 开发
04
多学 科交 叉融 合
05
加工 技术 微精 细化
06
任务二 测量的基本知识
任务 描述
任务 实施
02
（一）传感器的定义 传感器是一种能感受规定的被测
量并按照一定的规律转换成可用输 出信号的器件或装置。 这一定义包含了以下几方面的意思： 1．传感器是一种测量装置，能完成 检测任务。 2．传感器的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．传感器定义中所谓的“可用输出 信号”是指便于传输、转换及处理 的信号。 4．传感器的输入和输出信号要有一 定的对应关系，并且要保证一定的 精度。
（六）传感器的选用
根据测量 对象与测 量环境确 定传感器 的类型
灵敏 度的 选择
频率 线性 响应 范围
特性
稳 定 性
精 度
01 02 03 04 05 06
（七）传感器的应用及发展趋势
1.传感器在各领域中的应用 （1）在工业生产过程的测量与控制方面的应用 （2）在现代医学领域的应用 （3）在汽车电控系统中的应用 （4）在环境监测方面的应用 （5）在军事方面的应用 （6）在学科研究方面的应用 （7）在智能建筑领域中的应用 （8）在家用电器方面的应用
阶跃信号：包括最大偏离量，延滞时间，上升时间，峰值 时间，响应时间
频率响应：包括幅频特性，相频特性
（4）传感器的重复性
传感器在输入量按同一方向做全 量程多次测试时，所得特性曲线不 一致的程度。
（5）传感器的迟滞
传感器在正向行程（输入量增 大）和反向行程（输入量减小） 期间，特性曲线不一致的程度。
（6）传感器的稳定性与漂移
传感器的稳定性有长期和短期之分，一 般指一段时间以后，传感器的输出和初始标 定时的输出之间的差值。通常用不稳定度来 表征其输出的稳定的程度。
注意：并 不是所有 的传感器 必须同时 包括敏感 元件和转 换元件
传感器有很多种分类方法，但目前对传感器尚无
一个统一的分类方法，比较常用的有如下几种：
1．按传感器的被测物理量分类 2．按传感器工作原理分类 3．按传感器输出信号的性质分类 4．按传感器转换能量供给形式分类 5．按传感器的工作机理分类
项目一 传感器及测量基本知识
任务一 传感器的基本知识 一、任务描述 二、任务实施 （一）传感器的定义 （二）传感器的组成 （三）传感器的分类 （四）传感器的命名和代号 （五）传感器的特性 （六）传感器的选用 （七）传感器的应用及发展趋势 任务二 测量的基本知识 一、任务描述 二、任务实施 （一）测量的定义和分类 （二）误差的定义与分类
1.传感器的静态特性
传感器 的灵敏
度
01
传感器 的线性
度
02
（2）传感器的线性度 拟合直线方法：
（3）传感器的分辨力
分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力，也就是 说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化，当变化值未超过某一数值时， 传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来 的。只有当输入量的变化值超过分辨力时，其输出才会发生变化。
（5）第四级修饰语——主要技术指标（量程、精确度和灵敏度等）。 命名法的使用：
（1）题目中的用法。在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机 汉字处理等特殊场合，应采用传感器的命名构成顺序。如：传感器，位移，应变 计[式]，100mm。
（2）正文中的用法。在技术文件、产品样本、学术论文、教材及书刊的陈述 句子中，作为产品名称应采用与传感器的命名构成相反的顺序，如100mm应变 计式位移传感器。
项目一 传感器及测量基本知识
知识 教学 目标
01
1.掌握传感器的定 义、组成和特性；
2.了解传感器的分 类、命名和选用；
3.掌握测量的定义； 4.了解测量的分类； 5.理解误差的分类
技能 培养 目标
02
1.能了解和认识生活中的传 感器；
2.能熟练运用常用的测量仪 器；
3.能够进行简单的误差计算； 4.能对测量得到的数据进行 分析整理；
1.传感器的命名 命名的构成：传感器的名称由主题词加四级修饰语构成，包括：
（1）主题词——传感器； （2）第一级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语； （3）第二级修饰语——转换原理，一般可后续加“式”字； （4）第三级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特 征、敏感元件及其他必要的性能特征，一般可后续加“型”字；
任务一 传感器的基本知识
（二）传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成，
有时还需外加辅助电源来提供转换能量。传感器的组成框图如 图1-1所示。
1.敏感元件：敏感元件是传感器中能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部分。 2．转换元件：转换元件是传感器中将敏感元件输出的非电量转换为适于 传输和测量的电信号部分。 3．转换电路：转换电路将电量的参数转换成便于测量的电压、电流、频 率等电信号。
5.能根据实际使用条件选择 适用的传感器。
任务一 传感器的基本知识
任务 描述
01
现代信息技术
包括计算机技术、 通信技术和传感器 技术等，计算机相 当于人的大脑，通 信相当于人的神经， 而传感器则相当于 人的感觉器官。如 果没有各种精确可 靠的传感器去检测 原始数据并提供真 实的信息，即使是 性能非常优越的计 算机，也无法发挥 其应有的作用。
（四）传感器的命名和代号
2．传感器的代号
国家标准中规定，用大写汉语拼音字母和阿拉伯数字构成 传感器完整的代号。包括4个部分：依次为：
（1）主称——传感器，代号C； （2）被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母 标记； （3）转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字 母标记； （4）序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表 征产品设计特性、性能参数和产品序列等。
2.传感器的未来发展趋势
开发新 型传感
器
开发 新材 料
01 02
多功能 集成化 传感器 的开发
03
智能 传感 器的 开发
04
多学 科交 叉融 合
05
加工 技术 微精 细化
06
任务二 测量的基本知识
任务 描述
任务 实施
02
（一）传感器的定义 传感器是一种能感受规定的被测
量并按照一定的规律转换成可用输 出信号的器件或装置。 这一定义包含了以下几方面的意思： 1．传感器是一种测量装置，能完成 检测任务。 2．传感器的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．传感器定义中所谓的“可用输出 信号”是指便于传输、转换及处理 的信号。 4．传感器的输入和输出信号要有一 定的对应关系，并且要保证一定的 精度。
（六）传感器的选用
根据测量 对象与测 量环境确 定传感器 的类型
灵敏 度的 选择
频率 线性 响应 范围
特性
稳 定 性
精 度
01 02 03 04 05 06
（七）传感器的应用及发展趋势
1.传感器在各领域中的应用 （1）在工业生产过程的测量与控制方面的应用 （2）在现代医学领域的应用 （3）在汽车电控系统中的应用 （4）在环境监测方面的应用 （5）在军事方面的应用 （6）在学科研究方面的应用 （7）在智能建筑领域中的应用 （8）在家用电器方面的应用