传感器原理与应用技术 刘爱华第二版 1 概述【精选】
传感器原理与应用第二版课后答案
传感器原理与应用第二版课后答案1. 传感器原理与应用概述。
传感器是一种能够感知、检测并转换物理量或化学量等非电信号到电信号的装置，它是现代自动化领域中不可或缺的重要组成部分。
传感器的原理与应用涉及到物理学、化学、电子学等多个学科领域，对于各种自动化系统的测量、控制和监测起着至关重要的作用。
2. 传感器的分类及工作原理。
传感器根据其测量原理和测量对象的不同可以分为多种类型，比如光电传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。
不同类型的传感器有着各自独特的工作原理，比如光电传感器是利用光电效应实现光信号到电信号的转换，而温度传感器则是通过测量物体的热量来获取温度信息。
3. 传感器在工业控制中的应用。
传感器在工业控制中有着广泛的应用，比如在自动化生产线上，各种传感器可以用来检测产品的尺寸、形状、颜色等信息，从而实现自动化的生产控制。
此外，传感器还可以用于监测工业设备的运行状态，实现设备的远程监控和故障诊断。
4. 传感器在智能家居中的应用。
随着智能家居的发展，各种传感器也开始在家居领域得到广泛应用。
比如温湿度传感器可以用来监测室内的温度和湿度，光敏传感器可以用来实现智能照明控制，人体红外传感器可以用来实现智能安防监控等。
5. 传感器的未来发展趋势。
随着物联网、人工智能等新技术的发展，传感器也将迎来新的发展机遇。
未来的传感器将更加智能化、多功能化，能够实现更加精准的测量和控制，同时还将更加节能环保，更加适应多样化的应用场景。
6. 结语。
传感器作为现代自动化系统中的重要组成部分，其原理与应用对于各种领域的发展都具有重要意义。
我们需要不断学习和掌握传感器的相关知识，不断创新和完善传感器技术，以推动传感器行业的发展，为人类社会的进步做出贡献。
传感器技术及应用(第二版)检测与传感技术基础
1）偏差式测量法
•
在测量过程中，用仪表指针相对于刻度线的
检 位移（偏差）来直接表示被测量，这种方法称为 测 偏差式测量法，广泛应用于工程测量。
与
传
感
技
术
基
础
传 感 器 技 术 及 应
用•
2）零位式测量法 零位式测量法是在测量过程中，用指零仪
表的零位指示来检测测量系统是否处于平衡状
态，当测量系统达到平衡时，用已知的基准量
用
•
根据测量数据中的误差所呈现的规律及产
生的原因可将其分为系统误差、随机误差和粗
检 大误差。
测
与
传
感
技
术
基
础
传
感
器 技
术 及
1）随机误差
应 用
•
在同一测量条件下，多次测量被测量时，
其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差
称随机误差。
•
检
测•
与 传 感 技 术 基 础
随机误差表示为
随机误差 xi x
检 测 与 传 感 技 术 基 础
传
感
器
技
术
及 应
1.2.3 测量误差
用
• 测量误差是测得值减去被测量的真值。
检 1. 测量误差的表示方法
测
与 • 测量误差的表示方法有多种，含义各异。
传 感 技 术 基 础
传 感 器 技 术 及 应
用•
检 测
•
与
传
感
技
术
基
础
1）绝对误差 绝对误差可定义为
X L
式中：——绝对误差；
感
技
图1-1 检测系统组成框图
《传感器原理与应用》课程教学大纲
《传感器原理与应用》课程教学大纲英文名称 Principles and Applications of Sensor一、课程说明1.课程的性质传感器原理与应用是电子科学与技术等专业的一门重要的技术基础课。
本课程可为工程技术人员从事工程设计、科学研究提供必要的技术手段。
2.课程的目的和任务本课程主要介绍传统传感器的传感机理、结构、测量电路和应用方法，并对当代新型传感器的发展状况与应用作以简要介绍。
本课程的任务是使电子科学与技术专业学生在传感技术方面具有较广的知识，了解工程检测中常用传感器的结构、工作原理、特性、应用及当代传感器的发展方向。
使学生掌握传感器静态、动态的数学模型的推导以及系统的分析方法，并结合实际应用例，培养和锻炼学生去组建非电测量和控制系统的实际能力。
3.适应专业电子信息专业、机械电子工程专业4.学时与学分36学时，2学分5.先修课程高等数学、普通物理、工程力学、模拟电子电路、数字电子电路等。
6.推荐教材传感器原理与应用（第二版）黄贤武、郑筱霞编著电子科技大学出版社，2001年9月参考教材：1）唐贤远等编著.传感器原理及应用 .西安：电子科技大学出版社，2000年12月2）郁有文等编著.传感器原理及工程应用. 西安：西安科技大学出版社，2000年8月3）王化祥等编著.传感器原理及应用.天津：天津大学出版社，1998年3月第二版7.主要教学方法与手段本课程在内容上应尽量联系实际，在讲解上着重物理概念的阐述，讲清结构、原理、特性，不进行复杂的数学推导，必要时直接引用公式。
力求做到重点突出，由浅入深，便于学生理解、掌握和选用。
在应用方面介绍相关典型物理量测量的例子，使学生对传感器有一个实用的概念。
对于更深入的问题，学生可参阅相关参考资料。
教学应以课堂讲授为主，为使学生在较少的学时内获取更多的信息，教学中应辅之以多媒体、电视教学片及各类传感器、测试仪器、测试装置等实物。
为培养学生的操作技能，本课程共开设实验课8学时，具体实验内容与所需实验仪器、设备见《传感器原理与应用》课程实验教学大纲。
传感器技术及应用(第二版)思考题与习题参考答案
思考题与习题参考答案第1章1-1 什么叫传感器？它由哪几部分组成？它们的相互作用及相互关系如何？ 答：传感器是把被测量转换成电化学量的装置，由敏感元件和转换元件组成。
其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
由于传感器输出信号一般都很微弱，需要信号调理与转换电路进行放大、运算调制等，此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助电源，因此信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
1-2 什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？分别说明这些指标的含义？答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输入与输出的关系。
衡量静态特性的重要指标是线性度、 灵敏度，迟滞和重复性等。
灵敏度是输入量∆y 与引起输入量增量∆y 的相应输入量增量∆x 之比。
传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。
迟滞是指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。
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。
漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随时间变化的现象。
精度是用来评价系统的优良程度。
1-3 某线性位移测量仪，当被测位移X 由3.0mm 变到4.0mm 时，位移测量仪的输出电压V 由3.0V 减至2.0V ，求该仪器的灵敏度。
解：该仪器的灵敏度为10.30.40.30.2X V -=--=∆∆=S （V/mm ） 1-4 用测量范围为-50～150KPa 的压力传感器测量140KPa 压力时，传感器测得示值为142KPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。
解：绝对误差：X L ∆=-=142-140=2 相对误差100%L δ∆=⨯=2100% 1.4285%140⨯= 标称相对误差即%100⨯∆=x ξ=2100% 1.4084%142⨯= 引用误差100%-γ∆=⨯测量范围上限测量范围下限 =22100%1%150(50)200=⨯=--1-5 某传感器给定精度为2%F·S ，满度值为50mV ，零位值为10mV ，求可能出现的最大误差δ(以mV 计)。
《传感器原理及应用(第2版)》教辅2：综合练习答案
! # $ % $ & "选择填空
"#选择以下传感器填入空内 每空填两项 可重复填写 电阻应变片 磁敏电阻 霍尔传感器 气敏传感器 压电传感器 电容传感器 热释电 器件 热敏电阻 光纤传感器 磁敏晶体管 电动式磁电传感器 光电二极管 差动变压 器 红外传感器 色敏传感器 电涡流传感器 超声波传感器 光电开关 核辐射探测器 压阻式传感器 光电池 热电偶 0 0 1电荷耦合器件 集成温度传感器 " 选择合适小位移测量的传感器 % 可用于磁场检测的传感器 感器! 热敏电阻! 光纤传感器! 电涡流传感器! 压电传感器! $ 便于检测机械振动或加速度的传感器 & 适用于家用电器的温度检测传感器 电动式磁电传感器! 霍尔传感器! 集成温度传
" 负温度系数热敏电阻也称为 6 ! 热敏电阻 在常温下其阻值随温度上升而 1 ! 7 # 8 0 !!!!!!6 # / 8 0 !!!! !!!0 #增大!!!!!!1 #减小 $ 硅光电池的结构类似一只半导体 7 ! 属于 0 ! 器件 7 #二极管!!!! 6 #三极管!!!!!!0 #有源!!!!!!1 #无源 % 热释电元件属于 7 ! 红外线传感器 它可检测红外线的 0 ! 波长 7 #热电型 6 #光量子型 0 #全波段 1 #有限段 & 通常我们用绝对湿度 相对湿度和露点温度表示环境中的水蒸气含量 其中相对湿 度表示为 7 ! 量纲为 0 ! 7 # 9 : ; 6 # 7 : 0 #无
"'#超声波传感器的发射与接收换能器是利用压电效应 其中超声波发射换能器是将 能转换为 机械! 能 它是利用压电材料的 逆! 压电效应 电! "(#半导体材料在光线作用下 入射光强改变物质导电率的现象称 光电导 ! 效应 基于 这种效应的器件有 光敏电阻! 半导体材料吸收光能后在 . /结上产生电动势的效应称 光 生伏特效应! 效应 基于这种效应的器件有 光敏晶体管 光电池!
传感器原理及其应用(第二版)部分习题答案
传感器应用
1 工业自动化
传感器在工业自动化中起到关键作用，用于 监测生产过程、控制机械设备，并提高生产 效率。
2 汽车工业
传感器在汽车工业中广泛应用，例如安全气 囊传感器、转向角传感器和发动机传感器等， 提供安全和性能优化。
3 智能家居
传感器技术在智能家居中发挥作用，实现自 动化控制、能源管理和便利性。
传感器原理及其应用(第 二版)部分习题答案
在这个习题答案部分，我们将回顾传感器原理及其应用的重点内容，并提供 详细的答案，以帮助您更好地理解与应用传感器技术。
前言
了解传感器原理及其应用的基础知识对于现代科技发展至关重要。本书将深 入探讨各类传感器的工作原理，及其在工业、汽车、智能家居和医疗设备等 领域的应用。
传感器原理
压力传感器
通过测量介质的压力变化来检测压力值，广泛应 感器
基于物质的热特性，测量目标物体的温度值，广 泛应用于各个行业。
位移传感器
通过测量目标物体的位置变化来得到位移值，常 用于机械控制和测量应用。
速度传感器
用于测量物体的运动速度，常见应用于机械控制 和航空领域。
4 医疗设备
传感器在医疗设备中应用广泛，如血压传感 器、心电图传感器和体温传感器，提供更准 确的诊断和治疗。
习题答案
以下是本书后部分的习题答案。通过答题练习，您可以巩固对传感器原理及 其应用的理解，并检验自己的学习成果。
参考文献
在进行传感器研究和应用时，参考文献是非常重要的资源。以下是一些经典的传感器原理及应用领域的参考文 献。
传感器原理与应用技术 第2版 2010山东省精品课程教材 作者 刘爱华 满宝元 1-
4. 按能量的关系分类：根据能量观点分类，可将传
感器分为有源传感器和无源传感器两大类。
有源传感器是将非电能量转换为电能量，称之为能量 转换型传感器，也称换能器。通常配合有电压测量电 路和放大器。 如:压电式、热电式、电磁式等。
n n 1 m m 1 Y s a s a s a X s b s b s b n n 1 0 m m 1 0
定义输出y(t)的拉氏变换Y(S)和输入x(t)的拉氏变换 X(S)的比为该系统的传递函数H(S)，则
信号调节与转换电路：能把传感元件输出的电信号
转换为便于显示、记录、处理、和控制的有用电信
号的电路。
常用的电路有电桥、放大器、变阻器、振荡器等。 辅助电路通常包括电源等。
1.2.3
传感器的分类
1．按工作机理分类：根据物理和化学
等学科的原理、规律和效应进行分类
2．按被测量分类：根据输入物理量的
性质进行分类。
an,an-1…a0和bm,bm-1…b0 为传感器的结构 参数。除b0 0外，一般取b1,b2…bm为零.
n
n1
2. 传递函数
如果y(t)在t≤0时， y(t) =0，则y(t) 的拉氏变换可定 义为
Y s t e dt y
st 0
（ 1 3 ）
式中s=σ+jω，σ>0。 对微分方程两边取拉氏变换，则得
3 5 5
（ 1 10 ）
三种形式所呈现的非线性程度
（ 1） 图1-2
（ 2） 三种特殊形式的特性曲线
《传感器原理与应用技术》复习要点
《传感器原理与应用技术》复习要点
传感器原理与应用技术，一般可以归纳为以下几个基本要点：
一、传感器的概念及其作用：传感器是将一种物理量（温度、压强、
电压、加速度等）转换为另一种物理量（电流、电压、力等）的装置，从
而实现检测环境或机械参数变化的目的。
它的作用是将外界的信息转换为
可测量的信号，这些信号可以用于系统控制、测量和分析。
二、传感器的分类：传感器大致可以分为电气传感器、机械传感器、
光学传感器、化学传感器、电子传感器等几大类。
电气传感器是指将物理或化学变化转化为电压（或电流）变化的装置，如温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。
机械传感器是指以机械变化为基础的传感器，它可以感知和检测物体
的运动、位置、频率、位移等，如磁传感器、编码器、传送器、力矩传感
器等。
光学传感器是指利用光学或光电的原理，通过感受光的位移、亮度、
颜色等特征，来检测物体的位置、形状、运动、温度等特性。
例如光学编
码器、光纤传感器等。
化学传感器是指以化学反应为基础的传感器，它可以检测温度、pH
值、电导率、湿度、氧气浓度等参数的变化，如气体浓度传感器、pH传
感器等。
电子传感器是指以电子技术为基础的传感器。
传感器原理及其应用(第二版)部分习题答案
24.875
精品
第1章 传感器的一般特性
4、何为传感器的静态特性？静态特性的主要技术指标有 哪些？ 答：传感器的静态特性是在稳态信号作用下的输入输出 特性。 衡量静态特性的重要指标有灵敏度、线性度、迟滞、重 复性、稳定性等。
精品
第1章 传感器的一般特性
5、何为传感器的动态特性？动态特性的主要技术指标有 哪些？ 答：传感器的动态特性是传感器在被测量随时间变化的 条件下输入输出关系。动态特性有分为瞬态响应和频率 响应。
答：金属应变片在外力的作用下，应变片的几何尺寸（长度和截面积 ）发生变化（机械形变）而引起应变片的电阻改变，运用它们的对应 关系实现测量目的；其灵敏系数（k≈1+2μ）主要是材料几何尺寸变化 引起的。半导体应变片受到作用力后，应变片的电阻率ρ发生变化，而 引起应变片的电阻值改变。其灵敏系数（k=△ρ/ρε）主要是半导体材 料的电阻率随应变变化引起的。 当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种 现象称为金属的电阻应变效应。 应变片是利用金属的电阻应变效应，将金属丝绕成栅形，称为敏感栅 。并将其粘贴在绝缘基片上制成。精品
精品
第2章 电阻应变式传感器及其应用
解：(1)如图a，当重力F作用梁短部后，梁上表面R1和R3产生正
应变电阻变化而下表面R2和R4则产生负应变电阻变化，其应变的
绝对值应相等，即：
1 ＝ 3 ＝ 2 4 b 6 h F 2 L E 6 b m h 2 g E L
电阻相对变化量为：
R1R3R2 R4 Rk
R1 R3
R2
R4 R
现将四个电阻应变片按照图b所示接入等臂全桥电路，其输出电
桥电路电压为:
U0
R R
U
传感器原理及应用
传感器的分类
2、按传感器工作机理分类
此种分类方法能表示输入变量和输出 变之间的关系。
传感器的分类
2、按传感器工作机理分类－续1
（1）物性型传感器 是利用某些功能材料本身所具有的内 在特性及效应把被测量直接转换为电量 的传感器。如：各种压电晶体传感器。 （2）结构型传感器 是以结构（如形状、尺寸）为基础， 利用某些物理规律实现把被测量转换为 电量。如：气隙型电感式传感器。
一、传感器的静态特性
4、线性度（非线性误差）
在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间最 大偏差与满量程（F.S）输出值的百分比称为线性度。 线性度： 拟合方法有基端线性拟合、最佳直线拟合和最小二 乘法拟合。
一、传感器的静态特性
5、最小检测量和分辨率
是指传感器能确切反映被测量的最低极限量 Δx，小于这个量的区域称为死区。对于数字传感 器，常用分辨率来表示。 最小检测量(或感度)的影响因素二： (1) 输入的变动量Δx在传感器内部被吸收 如：带有螺纹或齿条传递的传感器，由于螺纹和 螺母间、齿轮和齿条间存在间隙，当输入变量Δx 小于这一间隙时，便被传感器内部吸收。
由于示强变量X与示容变量x的乘积为能量W （或功率），则有 能量或功率：
被测量与能量变换
5、传感器的输入与输出特性
可知：① 当被测量为示强变量时（如：被测量为力、 压力、温度等），传感器广义输入阻抗越大，从被 测对象吸收的能量就越小，误差也就越小。 ② 当被测量为示容变量时（如：位移、速度、 加速度等），传感器广义输入阻抗则越小越好。 ③ 当被测示容变量为0时（如：用力传感器测量 静态力时），此时被测点处于力平衡状态，速度为 0，此时输入特性应用静态刚度来表示 F2 静态刚度： ，此时被测力的功：W
传感器技术及应用第二版课程设计
传感器技术及应用第二版课程设计一、引言近年来，传感器技术在各个领域得到了广泛应用，如工业制造、医疗、环境保护等。
传感器的发展已经从简单的测量转变为高级技术的应用，并且如今在大数据和人工智能的背景下，其应用将迎来更大的发展。
为了让学生深入了解传感器的工作原理和应用场景，本课程旨在为大学生提供一系列的课程学习，包括传感器的基础知识、传感器的种类、传感器的选型原则、传感器的数据采集与处理、传感器的应用案例等内容。
二、课程设计内容2.1 课程大纲（1）传感器基础知识•传感器的概念和基本组成结构•传感器的工作原理•常见传感器的分类及代表性传感器（2）传感器的选型原则•传感器的基本性能指标•选型的指导原则和方法（3）传感器的数据采集与处理•传感器数据采集的方式•数据采集系统及整理分析方法•数据采集系统的调试与实验（4）传感器的应用案例•工业控制领域的传感器应用•其他领域的传感器应用•案例分析2.2 教学方法本课程采用面授、实验教学相结合的方式，课程设置了相应的实验环节，加强了课程的实践能力，提高了学生综合素质。
2.3 课程实验设计（1）实验一：传感器的测试和特性分析任务：测量和分析两个传感器的特性并对它们进行比较。
步骤：•了解传感器的基本特性，比较不同类型的传感器的特点。
•材料准备，如传感器、模块等。
•实验测试中记录数据并进行实验分析。
•报告撰写和评估。
（2）实验二：数据采集系统的设计和实现任务：设计和实现基于传感器的数据采集系统。
步骤：•了解数据库和传感器原理。
•设计数据采集系统并建立相应的数据库。
•程序编写和实现。
•数据分析和报告撰写和评估。
（3）实验三：传感器应用案例研究任务：以某个行业领域为例研究传感器的应用，并撰写报告。
步骤：•以某个行业为背景，选取相应的传感器进行研究。
•调研并撰写报告。
•报告交流和评估。
2.4 课程评估本课程考核采用综合考评的方式，主要包括平时成绩、实验报告、考试等内容。
具体评估比例参见下表：评估内容占比平时成绩20%实验报告40%期末闭卷考试40%三、教师参考资料-《传感器技术及应用（第二版）》/王选民等 -《传感器的应用与开发实例讲解》/朱洪蔚等四、学生参考资料-《传感器技术与应用》/王勇 -《传感器技术及应用的研究》/张紫薇 -《传感器应用的研究与设计》/胡军五、结语本课程旨在让学生了解传感器的基本知识、选型原则、数据采集与处理和应用案例等，使学生在实验中深入了解传感器，并能通过实践锻炼实验能力和实际操作能力，提高综合素质。
传感器原理与应用技术第二版课后答案刘爱华
传感器原理与应用技术第二版课后答案刘爱华【篇一：半导体传感器应用电路设计】程设计2012年6 月 25任务书课程传感器课程设计题目半导体传感器应用电路设计专业测控技术与仪器姓名学号主要内容：利用温度传感器和热电偶设计制作一个温度测量系统。
参考利用半导体温度传感器ad590和单片机技术设计制作一个显示室温的数字温度计的设计提示与分析。
进一步了解有关温度传感器的工作原理，制定设计方案，确定温度传感器的型号等参数，掌握温度的检测方法。
基本要求：1、详细了解所选用的温度传感器的工作原理，工作特性等2、设计合理的信号调理电路，并列出制作该装置的元器件。
主要参考资料：[1]刘爱华，满宝元.传感器原理与应用技术[m].北京：人民邮电出版社，2006.45-48.[2]王雪文，张志勇.传感器原理及应用[m].北京：航空大学出版社，2004.27-34.[3]张福学.现代实用传感器电路[m].北京：中国计量出版社，1997.16-24.[4]缪家鼎，徐文娟，牟同升.光电技术[m].杭州：浙江大学出版社，1987.22-27.完成期限2012.6.25—2012.6.29指导教师专业负责人2012年 6 月 25 日摘要传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传感器之首。
半导体传感器是利用某些半导体的电阻随温度变化而变化的特性制成的。
半导体具有很宽的温度反应特性,各种半导体的温度反应区段不同。
利用半导体温度传感器ad590 设计制作一个温度测量系统,ad590是一种集成温度传感器，其实质是一种半导体集成电路。
集成温度传感器的线性度好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便，得到广泛应用。
集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。
关键词：关键词传感器；半导体；温度传感器；ad590目录一、设计要求 (1)二、方案设计 (1)1、方案说明 (1)2、方案论证 (2)三、传感器工作原理 (2)四、电路的工作原理 (2)五、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、单元电路设计 (4)2、参数计算 (6)3、器件选择 (6)六、总结 (7)半导体传感器应用电路设计一、设计要求参考下面的利用半导体温度传感器ad590和单片机技术设计制作一个显示室温的数字温度计的设计提示与分析。
2024年传感器原理与应用技术全书电子教案
2024年传感器原理与应用技术全书电子教案一、教学目标1.了解传感器的基本概念、分类及特点。
2.掌握传感器的原理、性能参数及选用方法。
3.熟悉传感器在各个领域的应用案例。
4.培养学生分析问题、解决问题的能力。
二、教学内容1.传感器概述2.传感器原理3.传感器性能参数4.传感器选用方法5.传感器应用案例三、教学重点与难点1.教学重点：传感器的原理、性能参数及选用方法。
2.教学难点：传感器的原理分析及应用案例。
四、教学方法1.采用案例分析、小组讨论、实物演示等教学方法，激发学生的学习兴趣。
2.结合实际应用，让学生在实践中掌握传感器的基本知识。
3.鼓励学生提问，引导学生主动探究，培养学生的创新意识。
五、教学步骤第一课时：传感器概述1.导入新课通过展示生活中的传感器应用案例，引发学生对传感器的兴趣。
2.讲解传感器的基本概念、分类及特点（1）传感器定义：能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装置。
（2）传感器分类：按照被测量类型、转换原理、输出信号类型等进行分类。
（3）传感器特点：微型化、智能化、网络化、多功能化等。
第二课时：传感器原理1.讲解传感器的工作原理（1）传感器的基本组成：敏感元件、转换元件、信号处理电路等。
（2）传感器的工作原理：敏感元件感受到被测量变化，转换元件将感受到的变化转换为电信号，信号处理电路对电信号进行处理，输出可用信号。
2.分析常见传感器的原理（1）热敏电阻：利用半导体材料的温度特性实现温度测量。
（2）光敏电阻：利用光生伏特效应实现光强测量。
（3）压力传感器：利用弹性元件的形变实现压力测量。
第三课时：传感器性能参数1.讲解传感器的主要性能参数（1）灵敏度：传感器输出信号与输入信号之比。
（2）线性度：传感器输出信号与输入信号之间的线性关系。
（3）精度：传感器输出值与实际值之间的误差。
（4）响应时间：传感器从输入信号变化到输出信号稳定所需的时间。
2.分析传感器性能参数在实际应用中的重要性第四课时：传感器选用方法1.讲解传感器选用的基本原则（1）根据测量对象和测量范围选择合适的传感器。
传感器原理及应用第二版
传感器原理及应用第二版
传感器原理及应用第二版是一本关于传感器原理和应用方面的参考书，其主要内容如下：
1、介绍了传感器的类型，对传感器类型进行了详细分析，包括物理传感器、光学传感器、电子传感器等。
2、详细介绍了传感器的工作原理，包括传感器能量转换原理、传感器信号处理原理、传感器精准测量原理等。
3、介绍了传感器的应用领域，分析了在机器人、汽车、航空航天、农业等领域中传感器的具体应用情况。
4、介绍了传感器的前沿技术，包括智能传感器、多功能传感器、调制传感器、微小型传感器等新型传感器技术。
5、介绍了传感器的安装、调试、使用及维护等信息，为用户提供了丰富实用的帮助。
传感器原理与应用
传感器原理与应用传感器是一种能够将物理量转化为电信号的装置或设备。
它通过感受物理量的变化，并将其转换为可测量的电信号，从而实现对物理量的测量、控制和监测。
传感器的原理和应用非常广泛，包括在科学研究、工业生产和日常生活中都有各种各样的应用。
传感器的原理主要包括光电、磁电、压电、热电、化学电和生物电等。
其中，光电传感器是通过光敏元件来感知和测量光线的强度、颜色和位置的传感器。
磁电传感器是利用磁敏元件来感知和测量磁场的强度和方向的传感器。
压电传感器是利用压电效应将机械变形转化为电信号的传感器。
热电传感器是利用温度差产生的热电势来测量温度的传感器。
化学电传感器是通过化学反应将被测量的化学物质转化为电信号的传感器。
生物电传感器则是利用生物体产生的电信号来感知和测量生物体内部的生理参数的传感器。
传感器的应用非常广泛。
在科学研究中，传感器被广泛应用于测量和探测物理量，如温度、压力、湿度、光照等。
在工业生产中，传感器被用于检测和控制工艺参数，如流量、液位、浓度等，以实现自动化生产。
在环境监测中，传感器被用于监测大气污染物、水质、土壤湿度等环境参数，以保障环境质量。
在智能家居中，传感器被用于控制和感知家居设备，如温度、湿度、照明、安全等。
在医疗领域中，传感器被广泛应用于体温、脉搏、血压等生理指标的监测。
传感器的发展也得益于科技的进步。
随着微电子技术、光电技术和纳米技术的发展，传感器体积变小、性能提高、成本降低。
传感器也朝着多功能、微型化、智能化和网络化的方向发展。
例如，现代手机中的各种传感器，如陀螺仪、加速度计、光线传感器，使得手机能够实现智能屏幕旋转、自动调节亮度等功能。
智能家居中的各种传感器可以通过互联网实现远程控制和智能管理。
医疗器械中的生物传感器可以实时监测生理参数，并通过无线传输传送给医生，实现远程诊断和医疗。
总之，传感器作为一种用于感知和测量物理量的装置或设备，具有广泛的应用前景。
它不仅在科学研究和工业生产中发挥着重要作用，也在日常生活中发挥着越来越重要的作用。
传感器原理与应用技术_刘爱华第二版_1 概述
而当前由信息技术发展推动的军事革命把重点从作 战平台转向如何观察战场、怎样传递所观察到的战场情 况、怎样运用那些性能优越的精确武器的问题上来，从 重视军舰、坦克和飞机转为重视信息获取技术和信息获 取装置的作用，传感器、通信以及精确制导武器等已在 战争中至关重要的作用。
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基本物理量 位移 线位移
角位移 速度 线速度
角速度 加速度 线加速度
派生物理量 长度、厚度、应变、振动、磨损、不平
度等 旋转角、偏转角、角振动等 速度、振动、流量、动量等
转速、角振动等 振动、冲击、质量等
角加速度
角振动、扭矩、转动惯量等
力
压力
时间 频率
温度
光
重量、应力、力矩等 周期、记数、统计分布等 热容量、气体速度、涡流等 光通量与密度、光谱分布等
同学们好！
课程概述
主要内容
传感器基础知识 应变式传感器 电容式传感器 电感式传感器 压电式传感器 热电式传感器 磁敏式传感器 光电式传感器 其他传感器 传感器与微机接口技术
教学基本要求
学会传感器的基础知识。 掌握各类传感器的基本特性和工作 原理、典型测量电路。 了解各类传感器的典型应用。
第1章 传感器的基本概念
海湾战争中，伊拉克在科威特战区部署了4280辆坦克，多国部队只有 3800辆坦克。
但结果是伊拉克的坦克89％被毁，而多国部队的坦克仅损失20辆。 这种悬殊的损毁比，正是由于双方信息优势及精确制导武器方面的明显差 距造成的。
由近期的几场高技术条件下的局部战争可以看到，随着新军 事革命浪潮的到来，高度信息化的武器平台已经开始发挥战场主 导作用。
传感器 教案(教材第二版,第三版)
传感器技术与应用教案（第二版）2014.2.14教案教案可见传递函数H(s)是描述传感器本身传递信息的特性，即传输和变换特性。
由输入激励和输出响应的拉普拉斯变换求得。
1.4 传感器的特性与技术指标1.4 传感器的特性与技术指标传感器测量静态量表现为静态特性，测量动态量表现为动态特性。
1.4.1静态特性传感器的静态特性主要由下列几种性能来描述。
1.线性度：是传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度，又称非线性误差。
图1-5 传感器的线性度由图可见，除（a）为理想特性外，其它都存在非线性，都应进行线性处理。
常用的方法有：理论直线法、端点线法、割线法、最小二乘法和计算程序法等。
2. 灵敏度灵敏度是传感器在稳态下输出增量与输入增量的比值。
对于线性传感器，其灵敏度就是它的静态特性的斜率，如图1-6（a）所示，其sn=y/x图1-6 传感器的灵敏度非线性传感器的灵敏度是一个随工作点而变的变量，如图1-6（b）所示，其sn=dy/dx=df(x)/dx 3. 重复性重复性是传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度，如图1-7所示。
传感器输出特性的不重复性主要由传感器的机械部分的磨损、间隙、松动，部件的内磨擦、积尘，电路元件老化、工作点漂移等原因产生。
图1-7 传感器的重复性不重复性极限误差由下式表：EZ=∆MAX/yFS·100%4. 迟滞现象传感器在正向行程（输入量增大）和反向行程（输入量减小）期间，输出-输入特性曲线不一致的程度，如图1-8所示。
在行程环中同一输入量xi对应的不同输出量yi和yd的差值叫滞环误差，最大滞环误差与满量程输出值的比值称为大滞环率EMAX：EMAX=∆m/yFS·100%图1-8 传感器的迟滞现象5. 分辨力传感器的分辨力是在规定测量范围内所能检测的输入量的最小变化量。
有时也用该值相对满量程输入值的百分数表示。
6. 稳定性稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。
化工社出版的传感器原理与应用技术
化工社出版的传感器原理与应用技术传感器是一种可以感知并测量物理量的装置，它可以将被测量物理量转化为电信号或其他可识别形式的信号输出。
传感器的原理和应用技术在化工社出版的书籍中被广泛探讨和介绍。
本文将从传感器的原理和应用两个方面来进行阐述。
一、传感器的原理传感器的原理是基于物理效应和传感器内部的结构设计而建立的。
常见的传感器原理包括：1. 压阻效应：利用材料的电阻值随受压变化的特性，实现对压力、力量等的测量。
2. 压电效应：利用压电材料在外加压力下会产生电荷分离的现象，实现对压力、加速度等的测量。
3. 磁电效应：利用材料在磁场中会产生电荷分离的现象，实现对磁场、磁力等的测量。
4. 温度效应：利用材料的电阻、电容、热电势等特性随温度变化的特点，实现对温度的测量。
5. 光电效应：利用光电材料的光电导、光电流等特性，实现对光强、光谱等的测量。
二、传感器的应用技术传感器的应用技术涵盖了许多领域，下面将介绍其中几个典型的应用：1. 环境监测：传感器可以用于监测环境中的温度、湿度、气体浓度等指标，以帮助人们了解环境状况并采取相应的措施。
例如，通过温湿度传感器可以实时监测室内温湿度，从而调节空调、加湿器等设备。
2. 工业自动化：传感器在工业生产中起到了至关重要的作用。
例如，在流程控制中，压力传感器可以实时监测管道中的压力，从而控制流量阀门的开关，确保生产过程的稳定性。
3. 医疗诊断：传感器在医疗领域中广泛应用，可用于监测患者的体温、心率、血压等生理指标，为医生提供准确的诊断信息。
例如，通过心电传感器可以记录患者的心电图，帮助医生分析心脏状况。
4. 智能家居：传感器是智能家居系统的重要组成部分，可以实现对家庭环境的智能化管理。
例如，通过人体红外传感器可以感知到人的存在，从而自动控制灯光、空调等设备的开关。
5. 农业领域：传感器在农业生产中起到了重要的作用，可以用于监测土壤湿度、光照强度、气温等指标，为农民提供决策依据。
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1、自动检测与自动控制系统
在电力、冶金、石化、化工等流程工业中， 生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通 常建立24小时在线监测系统。
石化企业输油 管道、储油罐 等压力容器的 破损和泄露检 测。
在汽车、机床、电机、发动机等产品出厂时， 必须对其性能质量检测。
需要量
111 110 103
111
93
81
78
76
70
55
59 61
47
61 47
36
27
34 31 31
26 21 24 20 14
信 电 科 设 交 输 机 机 家 照 汽 飞 船 气 海 环 医 防 光 热 机 土 农 货食
息 信 技 备 通 电 床 器 用 相 车 机 舶 象 洋 境 疗 火 能 能 械 木 林 币品
3、传感器与家用电器
自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、 风干器、电熨斗、电风扇、洗衣机、洗碗机、 照相机、电冰箱、电视机、录像机、家庭影院
全自动洗衣机中的传 指纹传感器 感器：衣物重量传感 器，衣质传感器，水 温传感器，水质传感 器，透光率光传感器 (洗净度) 液位传感器， 电阻传感器(衣物烘干 温湿度传感器 检测)。
第1章 传感器的基本概念
1.1 学习传感器的重要性 1.2 传感器的组成与分类 1.3 传感器的数学模型概述
1.4 传感器的基本特性 1.5 传感器的标定与校准
1.1 学习传感器的重要性
传感器处于研究对象与测试系统的接 口位置,即检测与控制系统之首。因此， 传感器成为感知、获取与检测信息的窗 口，一切科学研究与自动化生产过程要 获取的信息，都要通过传感器获取并通 过它转换为容易传输与处理的电信号。 所以，80年代以来，世界各国都将传感 器技术列为重点发展的高技术，倍受重 视。
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课程概述
主要内容
传感器基础知识 应变式传感器 电容式传感器 电感式传感器 压电式传感器 热电式传感器 磁敏式传感器 光电式传感器 其他传感器 传感器与微机接口技术
教学基本要求
学会传感器的基础知识。 掌握各类传感器的基本特性和工作
原理、典型测量电路。 了解各类传感器的典型应用。
传感器技术与通信技术、计算机技术构 成信息科学技术的三大支柱。
21世纪是人类全面进入信息电子化的 时代，随着人类探知领域和空间的拓展， 使得人们需要获得的自然信息的种类日益 增加，需要信息传递的速度加快，信息处 理能力增强，因此要求与此相对应的信息 获取技术即传感技术必须跟上信息化发展 的需要。
传感器的主要应用
透光率传感器 温度传感器
PC机中的测试技术应用
鼠标:光电位移传感器 摄象头:CCD传感器
声位笔:超声波传感器
麦克风:电容传声器
声卡:A/D卡 + D/A卡 软驱:速度,位置伺服
楼宇控制与安全防护
为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工 作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。 在楼宇中应用了许多测试技术，如闯入监测、空气监 测、温度监测、电梯运行状况。
图示为某公司楼宇自动化系统。 该系统分为：电源管理、安全 监测、照明控制、空调控制、 停车管理、水/废水管理和电 梯监控。
烟雾传感器 亮度传感器 人体探测器
4、传感器在机器人上的应用
机械手、机器人中 的传感器
转动/移动位置传 感器、力传感器、 视觉传感器、听觉 传感器、接近距离 传感器、触觉传感 器、热觉传感器、 嗅觉传感器。
图示为汽车出厂检验原理框图， 测量参数包括润滑油温度、冷却 水温度、燃油压力及发动机转速 等。通过对抽样汽车的测试，工 程师可以了解产品质量。
汽车扭距测量 机床加工精度测量
2、汽车与传感器
汽车需要用传感器对温度、压力、位置、距离、
转速、加速度、湿度、电磁、光电、振动等进行
实时准确的测量，一般需要几十种传感器。
运动监测，接收任何手机的通知信 息，心率检测，
2014年04月
LG
运动监测，心率检测，显示手机通
2014年06月
知信息，来电提醒，高度计。
华为
运监测测、睡眠监测、蓝牙耳机、 收听音乐、来电显示、语音播报、 蓝牙通话、时间显示。
2014年06月
中兴
运动监测、睡眠监测和智能闹钟、 来电提醒
2014年07月
传感器技术是材料学、力学、电学、磁学、 微电子学、光学、声学、化学、生物学、精密 机械、仿生学、测量技术、半导体技术、计算 机技术、信息处理技术、乃至系统科学、人工 智能、自动化技术等众多学科相互交叉的综合 性高新技术密集型前沿技术，广泛应用于航空 航天、兵器、信息产业、机械、电力、能源、 交通、冶金、石油、建筑、邮电、生物、医学、 环保、材料、灾害预测预防、农林渔业、食品、 烟酒制造、汽车、舰船、机器人、家电、公共 安全等领域。
机器狗
机器人服务员
AGV自动送货车
超声波测距传感器、判断建筑物内人和物所 在位置；红外线色彩传感器运动轨迹和AGV小车 位置识别；条形码传感器，货品识别。
香港理工AGV模型
5、传感器在生物医学上的应用
对人体的健康状况进行 医学 诊断需要进行多种生理 参数的测量。
国内已经成功地开 发出了用于测量近红外 组织血氧参数的检测仪 器。人类基因组计划的研究也大大促进了对酶、 免疫、微生物、细胞、DNA、RNA、蛋白质、 嗅觉、味觉和体液组份以及血气、血压、血流 量、脉搏等传感器的研究。
手环产品
Fuel Band SE Gear Fit
Life band
Talk Band
GrandBand 小米手环
市售智能手环产品还有：
微软 Fitbit Flex Misfit UP24
产品
功能
上市时间
Nike
运动健身，支持活动类型追踪，时 间显示，蓝牙4.0，仅支持IOS。
2013年11月
三星
小米
运动监测，睡眠监测，免密解锁手 机，电子ID。
2014年07月
运动监测、睡眠监测、健康监测、智能提醒、安全定位 、 手机伴侣、社交、运动数据云储存、时间显示、电子ID
SONY
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麦克风、3轴加速计、陀螺仪、光线感应 器、体温计、紫外线传感器，电容传感器 、光学心率计、GPS、可测量紧张程度的 皮肤电反应探测器以及新增加的气压计