传感器与检测技术最新版
传感器与检测技术课件3篇
传感器与检测技术课件第一篇：传感器与检测技术概述传感器是一种能够将物理、化学或生物量转化为电信号输出的检测设备，是检测技术中的重要组成部分。
传感器有着广泛的应用领域，如生产现场、环境监测、医疗卫生等。
传感器的工作原理一般分为两个步骤：第一步是将检测对象的物理、化学或生物量转化为能够感知的信号，第二步是将信号转化为电信号输出，用于数字化处理。
传感器按照测量量的种类可分为物理量测量的传感器、化学量测量的传感器和生物量测量的传感器。
按照检测信号输出的形式，传感器可分为模拟输出传感器和数字输出传感器。
模拟输出传感器输出的是模拟信号，在后续处理中需通过模数转换器进行数字化处理；数字输出传感器则直接输出数字信号，无需后续处理。
传感器的检测精度与灵敏度是影响其检测效果和应用范围的两个重要指标。
由于传感器检测的对象十分复杂多样，为了提高检测精度和灵敏度，传感器技术不断发展，如微型化、智能化、多参数检测等。
总之，传感器与检测技术的发展在很大程度上推动了各个领域的科学技术进步和高效生产，是实现智能化、数字化、网络化的重要手段。
第二篇：物理量测量传感器物理量测量传感器是将检测对象热、电、力、速、压、形状等物理量转化为电信号的传感器，广泛应用于工业控制、安全监测、航空航天、自动化等领域。
热量传感器是常用的传感器之一，其应用广泛，如温度计、热电偶等。
温度传感器可根据其测量方式分为接触式和非接触式，前者需直接贴附于被测物体表面，后者则通过红外线感应热量进行测量。
热电偶的测量原理是热电效应，通过两种金属的连接和温度差产生电势差输出。
电流传感器是电气检测中常用的传感器，其原理是利用电气量之间的联系进行检测。
电流传感器包括闭环和开环类型，闭环传感器结构简单但对被测物体有一定的装置要求；开环传感器在结构上更灵活，但灵敏度较低。
压力传感器是测量物体静态或动态压力变化的传感器，其应用广泛如汽车制造、工业生产等。
最常见的压力传感器是电容式和电阻应变式传感器，前者根据电容变化输出信号，后者根据应变程度变化输出信号。
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(周杏鹏)第一章
1.3 传感器与检测系统的分类
2. 按被测参量的检测转换方法分类
➢电磁转换 电阻式、应变式、压阻式、热阻式、电感式、互感式、电容
式、阻抗式、磁电式、 热电式、压电式、霍尔式、振频式、感 应同步器、磁栅等；
➢光电转换
光电式、激光式、红外式、光栅、光导纤维式等；
➢其他能/电转换 声/电转换、辐射能/电转换、化学能/电转换等。
目前七页\总数四十一页\编于十六点
1.1 传感器与检测技术的地位与作用
➢生活中化学成分的检测
利用化学反应机理检测成分，上图为酒精检测仪， 右图为空气质量检测仪。
目前八页\总数四十一页\编于十六点
1.1 传感器与检测技术的地位与作用
➢防火防盗和见用电器安全检测
左图为漏电报警器，上图为烟 雾报警器。
4. 信号处理 现代检测仪表、检测系统中的信号处理模块通
常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速数据处 理器（DSP）或为核心来直接采用工业控制计算机
构建。
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1.2 检测系统的组成
基于ARM9核的嵌入式 控制器
DSP处理芯片
目前二十页\总数四十一页\编于十六点
1.2 检测系统的组成
“工业用表”：是长期使用于实际工业生产现场的检测 仪表与检测系统。
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绪论
1.1 传感器与检测技术的地位与作用 1.2 检测系统的组成 1.3 传感器与检测系统的分类 1.4 传感器与检测技术的发展趋势
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1.4.1 传感器的发展方向
传感器技术的主要发展动向，一是深入开展基 础和应用研究，探索新现象、研发新型传感器；二 是研究和开发新材料、新工艺，实现传感器的集成 化、微型化与智能化。
(完整版)传感器与检测技术教案
(完整版)传感器与检测技术教案
课时授课计划
科目传感器与检测技术授课时数共页
课题：绪论
授课目的: 通过本节课的学习使学生了解传感器概念,组成,分类以及今后的发展趋势
授课重点：传感器的概念和组成
授课难点：对传感器概念的理解
教学类型：讲授教具与挂图：
复习提问：
引入新课：如果将人的大脑比作CPU,那么感觉器官便是敏感元件,大脑是转换元件，那么四肢根据大脑转换的信息去处理事件,就是一个完整的传感器的模型了。
今天我们来学习一个新的设备传感器。
讲授新课(附后）：
本课小结：通过本节课的学习，学生初步了解传感器的一般概念和组成.
作业布置：
改进措施：。
(完整版)传感器与检测技术-教案
第一章引言➢教学要求1．掌握传感器的基本概念。
2．掌握传感器的组成框图（p2，图1.1）。
3．掌握传感器的静态性能和动态性能。
4．了解传感器的课程性质和课程任务。
5．了解传感器的分类和发展趋势。
➢教学内容1.1 传感器的发展和作用了解。
1.2 什么是传感器传感器定义：能够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和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
顾名思义，传感器的功能是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。
根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即：敏感元件、转换元件、转换电路。
1.3 传感器的分类1．根据被测物理量分类速度传感器、位移传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等。
2．按工作原理分类应变式、电压式、电容式、涡流式、差动变压器式等。
3．按能量的传递方式分类有源的和无源的传感器。
1.4 传感器的性能和评价1.4.1传感器的静态特性传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性，称静态响应特性。
通常用来描述静态特性的指标有：测量范围、精度、灵敏度、稳定性、非线性度、重复性、灵敏阈和分辨力、迟滞。
• 稳定性传感器的稳定性，一是指传感器测量输出值在一段时间内的变化，即用所谓的稳定度表示；二是指在传感器外部环境和工作条件变化时而引起输出值的变化，即用影响量来表示。
•灵敏度传感器灵敏度是表示传感器的输入增量与由它引起的输出增量之间的函数关系。
更确切地说，灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比，是传感器在稳态输出输入特性曲线上各点的斜率。
用公式表示为：• 灵敏阈与分辨力灵敏阈是指传感器能够区分出的最小读数变化量。
对模拟式仪表，当输入量连续变化时，输出量只做阶梯变化，则分辨力就是输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小。
对于数字式仪表，灵敏度阈就是分辨力，即仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值。
从物理含义看，灵敏度是广义的增益，而灵敏度阈则是死区或不灵敏度。
高教社2024传感器与自动检测技术(第四版)教学课件模块4 发电传感器
EAB (T，T0 ) EAB E(T，T0 )
《传感器与自动检测技术（第四版）》吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
2. 热电偶回路的主要性质
（1）中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其
两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶 回路的总热电动势。
（2）解决办法
温度范围 （0C～100C）
热电特性相近的材料 自由端延长，用补偿导线相连
《传感器与自动检测技术（第四版）》吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
A’ B’
屏蔽层 保护层
补偿导线外形图
《传感器与自动检测技术（第四版）》吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
2. 热电偶热电动势的测量 测量方式：
动圈式仪表 电位差计 电子电位差计 微机识别，输出显示
《传感器与自动检测技术（第四版）》吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
1－热电偶 2－补偿导线 3－冷端补偿器 4－外接调整电阻 5－铜导线 6－动圈 7－张丝 8－磁钢（极靴） 9－指针 10－刻度面板
一般热电偶温度变送器放大转换为
4～20mA电流输出信号。 右图所示K型热电偶温度变送器测
温温度范围有0~400℃、0~600℃、0～ 800℃、 0～1100℃和0～1300℃几种； 输出信号为4～20mA；电源为24V直流 电；精度为0.5%FS。
作为新一代测温仪表可广泛应用于
冶金、石油、化工、电力、轻工、纺织、 食品、国防以及科研等工业部门。
一、热电偶传感器的工作原理
1. 热电势效应 ➢两种不同材料 ➢组成闭合回路 ➢结点温度不同
传感器与检测技术完整版本
.
1、线性度 也称为非线性误差，是指在全量程范围内实际
特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值 之
比。反映了实际特性曲线与拟合直线的不吻合度或偏离程
度。
L
Lmax10% 0 YFS
.
2.迟滞。传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程） 变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。即，对于同一大小的 输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。 传感器在全量程范围内最大的迟滞差值或最大的迟滞差值的一半与满量程输 出值之比称为迟滞误差，又称为回差或变差（最大滞环率）。
xmin 100% YFS
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．漂移。传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时 间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结 构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
.
1.1.2传感器的组成
1、敏感元件 敏感元件是指传感器中能灵敏地直接感受或响应被测量（非电量，如位移、 应变）器件或元件。 2．转换元件 转换元件也称传感元件，是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量 (非电量)转换成适于传输或测量的电量(电信号)的器件或元件。它通常不 直接感受被测量。 3.转换电路 作用是，将转换元件的输出量进行处理，如信号放大、运算调制等，使输 出量成为便于显示、记录、控制和处理的有用电信号或电量，如电压、电 流或频率等。 4．辅助电路 辅助电路就是指辅助电源，即交、直流. 供电系统。
《传感器与检测技术(胡向东第3版)》
传感器与检测技术(胡向东第3版)简介《传感器与检测技术(胡向东第3版)》是传感器与检测技术领域的经典教材，由胡向东教授撰写。
本书系统地介绍了传感器的基本原理、分类及其在各个领域的应用。
重点介绍了常见的传感器类型和检测技术，以及相关的原理、性能评价方法和设计要点。
本书内容丰富、实用，并结合了大量的应用实例，为读者提供了全面的传感器与检测技术知识。
目录本书共分为以下几个部分：第一部分：传感器基础知识1.传感器概述2.传感器的分类3.传感器的基本原理第二部分：常见传感器类型4.温度传感器5.压力传感器6.光学传感器7.振动传感器8.气体传感器9.液体传感器第三部分：传感器性能评价与设计10.传感器的性能评价方法11.传感器的设计要点12.传感器的接口电路设计第四部分：传感器应用技术13.传感器在环境监测中的应用14.传感器在工业自动化中的应用15.传感器在医疗领域中的应用16.传感器在农业领域中的应用17.传感器在安全监控中的应用第五部分：传感器发展趋势与展望18.传感器的发展历程19.传感器的未来发展趋势内容概述本书通过对传感器的基本原理、分类及其在各个领域的应用进行详细介绍，使读者对传感器与检测技术有一个全面的了解。
第一部分主要讲解传感器的基础知识，包括传感器的概述、分类和基本原理。
第二部分详细介绍了常见的传感器类型，如温度传感器、压力传感器、光学传感器、振动传感器、气体传感器和液体传感器等。
第三部分主要介绍传感器的性能评价方法、设计要点和接口电路设计等内容。
第四部分着重介绍了传感器在环境监测、工业自动化、医疗领域、农业领域和安全监控中的应用技术。
最后一部分讨论了传感器的发展历程和未来发展趋势。
本书强调理论与实践相结合，通过大量的实例和案例，让读者更好地理解传感器的应用。
同时，本书还对传感器的性能评价和设计进行了详细的介绍，帮助读者在实际应用中能够选择适合的传感器，并设计出满足要求的传感器接口电路。
传感器与检测技术课件第一章
本章将介绍传感器与检测技术的定义，传感器的分类与原理，以及常用传感 器的应用领域。
传感器与检测技术的定义
什么是传感器？
传感器是一种能够将感知到的物理量转变为可量化的电信号或其他形式的输出信号的装置。
什么是检测技术？
检测技术是使用不同的方法和工具来检测、测量和分析各种断和监测 疾病。
环境监测
检测技术用于测量和监测环境中的各种物理量。
质量控制
检测技术可用于检查和控制产品质量，确保符 合标准。
总结与展望
传感器与检测技术在现代社会中起着重要作用，随着技术的进步和创新，其 应用领域将不断扩展，并发挥更大的作用。
传感器的分类与原理
分类
传感器可以根据测量的物理 量、工作原理和应用领域进 行分类。
原理
传感器的原理包括电阻、电 容、电感、压力、温度等不 同的工作原理。
应用
传感器的应用非常广泛，可 用于环境监测、医疗设备、 汽车工业等领域。
常用传感器的应用领域
1 温度传感器
2 光传感器
广泛应用于空调、冰箱、热水器等家电产 品中。
3
多功能化
传感器具备多种功能，能够同时测量 多个物理量。
检测技术的基本原理
传感器选择
根据要测量的物理量选择合适的传感器，并了解其原理和测量范围。
信号处理
使用工具和技术来处理传感器的输出信号，并进行分析和测量。
检测技术在工业领域的应用案例
工业自动化
检测技术在工业生产线上的应用能够提高效率 和质量。
常用于照明控制、光敏开关和图像识别等 领域。
3 压力传感器
4 加速度传感器
被广泛应用于汽车制造、工业控制和机械 工程中。
《传感器与检测技术(第3版)》教学教案
传感器与检测技术是现代工程技术领域的重要课程之一，学生通过学习这门课程能够掌握传感器的原理、结构和应用，了解各种检测技术的工作原理及其在工程实践中的应用。
教师在教学过程中需要有一份完整的、系统的教案，来指导学生学习，本文将对《传感器与检测技朋(第3版)》的教学教案进行详细的阐述和讲解。
一、教学目标1.了解传感器的基本概念和分类，掌握传感器的工作原理和性能指标。
2.了解各种检测技术的原理和应用，能够选择合适的检测技术解决工程实践中的问题。
3.掌握传感器与检测技术在工程领域中的应用，能够进行传感器系统的设计和应用。
二、教学内容1.传感器的基本概念和分类2.传感器的工作原理和性能指标3.各种检测技术的原理和应用4.传感器与检测技术在工程领域中的应用5.传感器系统的设计与应用三、教学重点和难点1.传感器的工作原理和性能指标是教学的重点，学生需要仔细学习和掌握。
2.传感器与检测技术在工程领域中的应用是教学的难点，需要学生理解和应用灵活。
四、教学方法1.理论教学与实验教学相结合，引导学生深入理解传感器和检测技术的原理。
2.案例分析，引导学生了解传感器与检测技术在工程实践中的应用。
3.小组讨论，提高学生分析和解决问题的能力。
五、教学内容与教学步骤1.传感器的基本概念和分类(1)传感器的定义和作用(2)传感器的分类及特点(3)传感器的性能指标2.传感器的工作原理和性能指标(1)传感器的工作原理(2)传感器的灵敏度、分辨率、动态范围等性能指标的意义和计算方法(3)传感器的温度补偿和线性化技术3.各种检测技术的原理和应用(1)接触式检测技术(2)非接触式检测技术(3)图像检测技术(4)声波检测技术(5)其他新型检测技术的发展趋势4.传感器与检测技术在工程领域中的应用(1)传感器在工业自动化中的应用(2)传感器在航天航空中的应用(3)传感器在生物医学领域中的应用(4)传感器在环境监测中的应用5.传感器系统的设计与应用(1)传感器的选型原则(2)传感器系统的设计步骤与方法(3)案例分析：传感器系统在XXX领域中的应用六、教学评价与考核1.课堂小测验2.实验报告3.设计作业4.期末考试七、教学资源与参考书目1.实验室设备2.实验指导书3.参考书目：《传感器与检测技术(第3版)》4.网络资源通过以上教案的设计，可以帮助教师更好地指导学生学习传感器与检测技术这门课程，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
传感器与检测技术第四版
传感器与检测技术第四版在我们的日常生活中，传感器就像无处不在的隐形小助手，真的挺神奇的。
想象一下，你早上醒来，窗帘自动拉开，阳光洒进来，整个房间瞬间明亮。
这个场景的背后，可能就有传感器在默默工作。
哦，对了，传感器不仅仅是科技的产物，还是生活中不可或缺的一部分，真是个好帮手。
你可能会想，传感器到底是什么？简单来说，就是一种能够感知环境变化的设备，能把这些变化转换成电信号，让机器能“看见”“听见”或“感觉到”周围的世界。
感觉就像魔法一样，对吧？咱们聊聊传感器的种类，真是琳琅满目，眼花缭乱。
有温度传感器，能够感知周围的温度变化，让你在夏天时能享受到清凉的空调，不用担心被热浪包围。
再比如，光传感器，能根据光线的强弱自动调节灯光，这可真是为懒人量身定制的福利。
想想，如果你晚上懒得起床关灯，光传感器就会悄悄把灯关掉，简直是完美！还有压力传感器，用在汽车上可以监测轮胎压力，安全第一，开车就能更安心。
哎呀，真是让人赞不绝口！说到检测技术，真的是另一个神奇的领域。
你有没有听过“聪明的家”？现在的智能家居系统就是通过这些检测技术，让生活更加便捷。
比如说，家里的烟雾探测器，能够在火灾来临之前发出警报，真的是救命稻草。
再说那监控摄像头，利用传感器检测到动静，像个24小时不休息的保安，时刻守护着家里的安全，听起来是不是特别放心？生活中有这么多高科技的玩意儿，真让人感到无比幸福。
传感器和检测技术并不是一成不变的，科技在飞速发展，新的技术不断涌现。
比如，现在有些传感器不仅能感知温度、湿度，还能监测空气质量，真是多才多艺。
想象一下，你在家里，一台设备就能告诉你室内的空气是不是新鲜，呼吸是不是舒心，感觉就像有个小医生在身边，真是太棒了！这些技术的进步还带来了更多的便利，比如在农业上，传感器可以监测土壤湿度，帮助农民合理灌溉，提升产量，这可是老百姓的福音啊。
不过，传感器和检测技术也不是没有挑战的。
就拿隐私问题来说，监控摄像头虽然能保护我们的安全，但也让人觉得有点被窥探的感觉，真是让人又爱又恨。
传感器与检测技术简明教程习题及参考答案
《传感器与检测技术(第4版)》机械工业出版社)习题参考答案(完全版)第1章概述学习拓展：以智能手机为例，其所包含的传感器有：加速度传感器、重力传感器、光线传感器、距离传感器、磁（场）传感器、陀螺仪、GPS位置传感器、指纹传感器、霍尔传感器、气压传感器、心率传感器、血氧传感器、温度传感器、摄像头等。
1.1 什么是传感器？答：传感器是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，通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2 传感器的共性是什么？答：传感器的共性就是利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。
1.3 传感器一般由哪几部分组成？答：传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件。
此外，一般还包括信号调理电路、辅助电源等。
1.4 传感器是如何进行分类的？答：①按输入量分，包括位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等；②按输出量分，有模拟式传感器和数字式传感器；③按工作原理分，有应变式、电容式、电感式、压电式、热电式传感器等；④按基本效应分，可分为物理型、化学型和生物型三种传感器；⑤按构成分，分为物性型和结构型；⑥按能量变换关系分，可分为能量变换型和能量控制型传感器。
⑦按技术特征分，分为普通传感器和新型传感器；○8按传感器的尺寸大小可分为宏传感器和微传感器；○9按传感器的存在形式可分为硬传感器和软传感器。
1.5 传感器技术的发展趋势有哪些？答：总体上说，传感器技术的发展趋势可以概括为九个方面：一是提高与改善传感器的技术性能；二是开展基础理论研究，寻找新原理、开发新材料、采用新工艺或探索新功能等；最新的发展还包括传感器的无线化、微型化、集成化、网络化、智能化、安全化和虚拟化。
这些发展不是独立的，往往相辅相成、彼此关联、相互融合，从而推动传感器由分离器件向数字化、网络化、系统集成与功能复合和应用创新方向发展。
传感器与检测技术 第十章 智能传感技术(最新)
图10-13 零位温漂特性
13
第10章 智能传感技术
(2)灵敏度温度漂移的补偿
对于压阻式压力传感器，当输入压力保持不变的情况下，
其输出值U(T)将随温度的升高而下降，如图10-14所示。图中 温度T>T1，其输出U(T)<U(T1)。如果T1是传感器校准标定时 的时工的作输温入度(P)，—而输实出际(U工)特作性温进度行却刻是度T>转T换1，求若取仍被按测工输作入温量度压T 力的数值是P′，而真正的被测输入量是P，将会产生很大的 测量误差，其原因就是输入量P为常量时，传感器的工作温 度B点T升降高至，A点T>，T1输传出感电器压的减输少出量由ΔUU(T为1)降至U(T)，即工作点由
11
第10章 智能传感技术
1.自补偿 温度是传感器系统最主要的干扰量。在典型的传感 器系统中主要采用结构对称来消除其影响；在智能传感 器的初级形式中主要采用以硬件电路实现的“拼凑”补 偿技术，但补偿效果不能满足实际测量的要求。在传感 器与微处理器/微计算机相结合的智能传感器系统中， 可采用监测补偿法，它是通过对干扰量的监测由软件来 实现补偿的。如压阻式传感器的零点及灵敏度温漂的补 偿。
图10-5 传统仪器仪表中的硬件非线性校正原理
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第10章 智能传感技术
图10-6 智能仪器的非线性校正技术
6
第10章 智能传感技术
(二)自校零与自校准技术
ห้องสมุดไป่ตู้
假设一传感器系统经标定实验得到的静态输出(Y)与 输入(X)特性如下：
式中
Y=a0+a1X
(10-11)
a0—零位值，即当输入X=0时之输出值；
ΔU=U(T1)-U(T)
故
U(T1)=U(T)+ΔU
《传感器与检测技术》教案(模板1)
教案20 -20 学年第学期课程名称传感器与检测技术课程代码适用专业学时 56 学分 3.5 开课学院开课教研室授课教师职称授课班级《传感器与检测技术》课程说明一、课程基本情况课程类别：专业必修总学时： 56实验、上机学时：16学时二、学习者分析该课程的学习对象是大学第×学期×××专业的学生。
学生已具有了《模拟与数字电路》等课程的知识。
学生对模拟与数字电路等方面的知识点有了一定的认识。
该班学生普遍热爱专业知识的学习，思维活跃，对智能控制知识有一定的兴趣，能够较好的把模拟电路理论基础知识和传感器知识相结合，且具备一定学习能力，具有一定的理解与构建传感器系统的能力。
同时还能较主动地与老师和同学进行讨论学习。
三、课程性质必修课。
四、课程的教学目的和基本要求本课程是×××专业学生的一门专业课。
该课程主要介绍过程参数检测的基础知识和各类传感器的基本原理。
课程重点介绍参数获取过程中各类传感器的基本原理与基本结构。
本课程理论严谨,逻辑性强、运用了一定数学分析方法、结合实验来进行测控系统的分析和传感器的应用、同时和工程实际有一定的联系。
通过本课程的学习，应使学生掌握电阻传感器、电容传感器、电感传感器、温度传感器、以及光学传感器的基本原理、基本结构和工程应用等。
为后续课程的学习打下厚实的基础；并提高对测控系统进行分析和解决工程测量问题的能力；对学生毕业后迅速适应岗位需要、在工作岗位上具有可持续发展的再学习能力都具有重要作用。
基本要求：1. 具有测量控制系统、自动化仪表及仪器系统领域的基础知识和相关知识的运用能力及选择传感器及仪表的能力。
2. 组建一般测试系统的基本素质与能力。
3. 对一般测试过程中的技术问题进行分析和处理的能力和解决测量控制及仪器系统领域实际工程问题的初步能力。
4. 将测试系统应用于其他工程技术过程的能力，具有跟踪测控技术及仪器系统领域新理论、新知识、新技术的能力。
传感器与检测技术完整版
16.04.2020
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可设定温度的温度控制箱
旋转式机械 设定开关
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拨码式
设定开关
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55
16.04.2020
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热敏电阻
热敏电阻有负温度系数（NTC）和正温度 系数（PTC）之分。
NTC又可分为两大类： 第一类用于测量温度，它的电阻值与温度之
间呈严格的负指数关系； 第二类为突变型（CTR）。当温度上升到
1~2以及产生的电
阻增量正负号相间，
可以使输出电压Uo 成倍地增大。
16.04.2020
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四臂全桥
全桥的四个桥臂都为应变片， 如果设法使试件受力后，应变 片R1 ~ R4产生的电阻增量（或
感受到的应变1~4）正负号相
间，就可以使输出电压Uo成倍 地增大。上述三种工作方式中， 全桥四臂工作方式的灵敏度最 高，双臂半桥次之，单臂半桥 灵敏度最低。采用全桥（或双 臂半桥）还能实现温度自补偿。
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薄膜型及普通型铂热电阻
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小型铂热电阻
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49
防爆型铂热电阻
16.04.2020
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汽车用水温传感器及水温表
铜热电阻
16.04.2020
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51
学习查“铂热电阻分度表”
附录 铂热电阻分度表
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16.04.2020
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53
铂电阻温度显示、变送器
16.04.2020
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应变式力传感器
应变式力传感器
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3.测 量 ：从分开的 端子处，预先用 万用表测量应变 片的电阻，发现 端子折断和坏的 应变片。
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4.焊接： 将引线和端子用 烙铁焊接起来， 注意不要把端子 扯断。
11.08 固定： 焊接 后用胶布将 引线和被测 对象固定在 一起，防止 损坏引线和 应变片。
1. 去污： 采用手持砂轮工具 除去构件表面的油 污、漆、锈斑等， 并用细纱布交叉打 磨出细纹以增加粘 贴力 ，用浸有酒 精或丙酮的纱布片 或脱脂棉球擦洗。
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2.贴片： 在应变片的表面和处 理过的粘贴表面上， 各涂一层均匀的粘贴 胶 ，用镊子将应变 片放上去，并调好位 置，然后盖上塑料薄 膜，用手指揉和滚压， 排出下面的气泡 。
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箔式应变片的外形
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半导体应变片及金属 丝式应变片的结构
金属丝式应变片的 内部结构
半导体应变片 外形
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应变片主要性能指标举例
上表中，哪几个型号是半导体应变片？ 依据是什么？
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应变片的粘贴：
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电桥平衡的条件 ：R1/R2=R4/R3
调节RP，最终
可以使R1/R2=R4/R3 （ R1、R2是R1、R2并
联RP后的等效电阻），
电桥趋于平衡，Uo被预
调到零位，这一过程称
为调零。图中的R5是用
于减小调节范围的限流 电阻。
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单臂电桥
片的阻值R 的变化量仅为0.2，所以必须使用
不平衡电桥来测量这一微小的变化量。下面分
析该桥式测量转换电路是如何将R /R转换为
U 输出电压 的。 11.08.2020
o
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三、测量转换电路——不平衡电桥
U oU 4 i( R R 1 1 R R 2 2 R R 3 3 R R 4 4) 2 -3
能表示测量的准确程度。
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（2）相对误差 ①实际相对误差
②示值(标称)相对误差
③满度（引用）相对误差
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1.4.3 准确度
传感器和测量仪表的误差是以准确度表示的。准确 度常用最大引用误差来定义
它表示传感器的最大相对误差为±S%。
仪表引起的最大测量相对误差为
箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻、腐蚀等工艺制 成的。箔的材料多为电阻率高、热稳定性好的铜镍合金。箔 式应变片与片基的接触面积大得多，散热条件较好，在长时 间测量时的蠕变较小，一致性较好，适合于大批量生产。还 可以对金属箔式应变片进行适当的热处理，使其线胀系数、 电阻温度系数以及被粘贴的试件的线胀系数三者相互抵消， 从而将温度影响减小到最小的程度，目前广泛用于各种应变 式传感器中。
上节回顾:
1.检测技术的基本概念及方法 2.传感器的发展 3.传感器的分类和基本特性
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1.4.2 误差的表示方法
（1）绝对误差
Δ＝Ax－A0 当Ax＞A0时，为正误差；反之为负误差。
修正值C C=－Δ A0 ＝Ax+C
绝对误差和修正值的量纲必须与示值量纲相同。
绝对误差可表示测量值偏离实际值的程度，但不
全桥的四个桥臂都为应变
片，如果设法使试件受力后，
应变片R1 ~ R4产生的电阻增量 （或感受到的应变1~4）正负 号相间，就可以使输出电压Uo
成倍地增大。上述三种工作方
式中，全桥四臂工作方式的灵
敏度最高，双臂半桥次之，单
臂半桥灵敏度最低。采用全桥
（或双臂半桥）还能实现温度
自补偿。
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三、测量转换电路——不平衡电桥
金属应变片的电阻变化范围很小，如果直 接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难， 且误差很大。
例如，有一金属箔式应变片，标称阻值R0 为100，灵敏度K=2，粘贴在横截面积为
9.8mm2的钢质圆柱体上，钢的弹性模量
E=21011N/m2，所受拉力F=0.2t，受拉后应变
如压力传感器的准确度等级分别为0.05、0.1、0.2、0.3、 0.5、1.0、1.5、2.0等；我国电工仪表的准确度等级分 别为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。
某0.1级压力传感器的量程为100MPa，测量50MPa压力时，
±0.2%。 11.08.传202感0 器引起的最大相对误差为精品课件
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二、应变片的种类与结构
应变片可分为金属应变片及半导体应变片两大类。前者 可分成金属丝式、箔式、薄膜式三种。目前箔式应变片应用 较多。金属丝式应变片使用最早，有纸基、胶基之分。由于 金属丝式应变片蠕变较大，金属丝易脱胶，有逐渐被箔式所 取代的趋势。但其价格便宜，多用于应变、应力的大批量、 一次性试验。
R Al lr2
当沿金属丝的长度方向作用均匀拉力（或压
力）时，上式中、r、l都将发生变化，从而导致电
阻值R发生变化。例如金属丝受拉时，l将变长、r变
小，均导致R变大；又如，某些半导体受拉时，将
变大，导致R变大。
实验证明，电阻丝及应变片的电阻相对变化量R
KR线—与性电材的阻料，应力即变学片中的的灵轴敏向度应变x的RR关系K在很x 大范围2-内1是
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全桥的温度补偿原理
当环境温度 升高时，桥臂上的应 变片温度同时升高， 温度引起的电阻值漂 移数值一致，可以相 互抵消，所以全桥的 温漂较小；半桥也同 样能克服温漂。
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本节主要内容:
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第一节 电阻应变式传感器
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一、工作原理应变片的工作原理
金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大 。
R
l A
l r2
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二、应变片的工作原理
设有一长度为l 、截面积为A、半径为r、 电阻率为的金属单丝，它的电阻值R可表示为
全桥四 臂工作方式的 灵敏度最高， 双臂半桥次之， 单臂半桥灵敏 度最低。
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双臂电桥
R1、 R2 为应变片， R3、R4
为固定电阻 。应
变片R1 、R2 感受到 的应变1~2以及产
生的电阻增量正负
号相间，可以使输
出电压Uo成倍地增
大。
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四臂全桥