传感技术1PPT课件
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智能传感技术介绍课件
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IEEE1451逻辑
件
理
STIM
网络 适配器 （NCAP）
网络
网络传感器通用接口标准
10-3 网络传感器
基于IEEE1451.2和蓝牙标准的无线网络传感器体系结构
网络传感器通用接口标准
网络传感器测控系统体系结构
10-3 网络传感器
网络传感器发展形势
1、有线 无线 2、现场总线 互联网总线 3、分布式测控： 4、嵌入式网络
三) 噪声ห้องสมุดไป่ตู้制技术
二、功能实现
3、算术平均滤波法
对某一点连续采集N次，取平均值。数学期望。N小，灵 敏度高；N大，灵敏度低，更平滑。
三) 噪声抑制技术
二、功能实现
4、递推平均滤波法
测量N个点，多为一个长度为N的队列，每次进行一次新 的测量，把测量结果放到队尾，而扔掉对首都一次数据。
理想基线 实测基线
采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺技术，利用半导体 材料硅作为基本材料来制作敏感元件，将信号调理电路、微处 理器单元等集成在一块芯片上。
一、体系结构
(二) 集成化结构
10-1智能传感器的体系结构与功能实现
优点：
1) 微型化 2) 结构一体化 3) 精度高 4) 多功能 5) 阵列式 6) 全数字化 7) 使用方便，操作简单
对周期干扰有良好的抑制作用，但对偶然出现的脉冲性干 扰抑制作用差。
三) 噪声抑制技术
5、一阶惯性滤波法 6、复合滤波 7、相关技术
二、功能实现
四)自补偿、自检验、自诊断
二、功能实现
自补偿
零位温漂补偿
传感器技术 PPT课件
•传感器节点被用于各种不同的应用中，因此节点硬件和软件的设计必须
具有灵活性和扩展性
•节点的硬件设计需满足一定的标准接口，例如节点和传感板的接口统 一有利于给节点安装上不同功能的传感器
•软件的设计必须是可剪裁的，能够根据不同应用的需求，安装不同功能
的软件模块
大规模长时间部署传感器的设计需求
鲁棒性
•鲁棒性是实现传感器网络长时间部署的重要保障
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
号和通过数字信号，选择是否需要外部模数转 换器和额外的校准技术。
常用传感器及其关键特性
设计需求回顾
•低成本与微型化 •低功耗 •灵活性与扩展性 •鲁棒性
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
3.5 硬件平台
微处理器
微处理器是无线传感节点中负责计算的核心 ，目前 的微处理器芯片同时也集成了内存、闪存、模数转
低功耗
•在硬件设计上采用低功耗芯片
例如TelosB节点使用的微处理器，在正常工作状态下功率为3mW，而一
般的计算机的功率为200到300W
•软件节能策略来实现节能
软件节能策略的核心就是尽量使节点在不需要工作的时候进入低
功耗模式，仅在需要工作的时候进入正常状态
大规模长时间部署传感器的设计需求
灵活性与扩展性
•通信芯片的传输距离是选择传感节点的重要指标。
设计需求回顾
•低成本与微型化 •低功耗 •灵活性与扩展性 •鲁棒性
发射功率越大，接受灵敏度越高，信号传输距离越远。
•常用通信芯片： •CC1000：可工作在433MHz，868MHz和915MHz；
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
具有灵活性和扩展性
•节点的硬件设计需满足一定的标准接口，例如节点和传感板的接口统 一有利于给节点安装上不同功能的传感器
•软件的设计必须是可剪裁的，能够根据不同应用的需求，安装不同功能
的软件模块
大规模长时间部署传感器的设计需求
鲁棒性
•鲁棒性是实现传感器网络长时间部署的重要保障
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
号和通过数字信号，选择是否需要外部模数转 换器和额外的校准技术。
常用传感器及其关键特性
设计需求回顾
•低成本与微型化 •低功耗 •灵活性与扩展性 •鲁棒性
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
3.5 硬件平台
微处理器
微处理器是无线传感节点中负责计算的核心 ，目前 的微处理器芯片同时也集成了内存、闪存、模数转
低功耗
•在硬件设计上采用低功耗芯片
例如TelosB节点使用的微处理器，在正常工作状态下功率为3mW，而一
般的计算机的功率为200到300W
•软件节能策略来实现节能
软件节能策略的核心就是尽量使节点在不需要工作的时候进入低
功耗模式，仅在需要工作的时候进入正常状态
大规模长时间部署传感器的设计需求
灵活性与扩展性
•通信芯片的传输距离是选择传感节点的重要指标。
设计需求回顾
•低成本与微型化 •低功耗 •灵活性与扩展性 •鲁棒性
发射功率越大，接受灵敏度越高，信号传输距离越远。
•常用通信芯片： •CC1000：可工作在433MHz，868MHz和915MHz；
无线传感器组成
•传感器 •微处理器 •无线通信芯片 •电池
传感器PPT课件
中的性能。
阶跃响应
传感器对阶跃输入信号的响应 特性，反映传感器的动态跟踪
能力。
阻尼比
描述传感器动态系统阻尼特性 的参数，影响传感器的动态稳
定性。
固有频率
传感器动态系统的固有振动频 率，反映传感器对动态信号的
响应速度。
环境适应性指标评价
温度稳定性
传感器在不同温度下的输出稳 定性，反映传感器对温度变化
降低传感器制造成本，提高可靠性和 寿命是当前面临的挑战。
未来发展感器研究
探索新型传感材料，提高传感器的灵敏度 和响应速度。
借鉴生物感知机制，研发仿生传感器，拓 展应用领域。
多传感器融合技术
智能化传感器网络
利用多传感器融合技术，提高测量精度和 可靠性。
构建智能化传感器网络，实现传感器之间 的协同工作和自组织能力。
、电阻等。
测量电路对转换元件输出的电信 号进行放大、滤波、转换等处理 ，以便于后续的数据采集、传输
和处理。
信号转换与处理
信号转换
将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以便于计算机等数字设备进行处理。常见的信 号转换方式有A/D转换和V/F转换等。
信号处理
对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的信噪比和抗干扰能力 。常见的信号处理方式有放大电路、滤波电路和线性化电路等。
分类
根据输入物理量可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、 加速度传感器、光线传感器等。
发展历程及现状
发展历程
传感器的历史可以追溯到20世纪初，当时主要应用于军事领域。随着科技的不断进步，传感器逐渐应 用于民用领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备等。近年来，随着物联网、人工智能等技术的快 速发展，传感器技术也取得了巨大的进步。
阶跃响应
传感器对阶跃输入信号的响应 特性，反映传感器的动态跟踪
能力。
阻尼比
描述传感器动态系统阻尼特性 的参数，影响传感器的动态稳
定性。
固有频率
传感器动态系统的固有振动频 率，反映传感器对动态信号的
响应速度。
环境适应性指标评价
温度稳定性
传感器在不同温度下的输出稳 定性，反映传感器对温度变化
降低传感器制造成本，提高可靠性和 寿命是当前面临的挑战。
未来发展感器研究
探索新型传感材料，提高传感器的灵敏度 和响应速度。
借鉴生物感知机制，研发仿生传感器，拓 展应用领域。
多传感器融合技术
智能化传感器网络
利用多传感器融合技术，提高测量精度和 可靠性。
构建智能化传感器网络，实现传感器之间 的协同工作和自组织能力。
、电阻等。
测量电路对转换元件输出的电信 号进行放大、滤波、转换等处理 ，以便于后续的数据采集、传输
和处理。
信号转换与处理
信号转换
将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以便于计算机等数字设备进行处理。常见的信 号转换方式有A/D转换和V/F转换等。
信号处理
对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的信噪比和抗干扰能力 。常见的信号处理方式有放大电路、滤波电路和线性化电路等。
分类
根据输入物理量可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、 加速度传感器、光线传感器等。
发展历程及现状
发展历程
传感器的历史可以追溯到20世纪初，当时主要应用于军事领域。随着科技的不断进步，传感器逐渐应 用于民用领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备等。近年来，随着物联网、人工智能等技术的快 速发展，传感器技术也取得了巨大的进步。
《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）。
超声波传感器(传感技术课件)
脉冲在被测件中所经历的来回距离，再除以2，就得到厚度 ：
1
=
2
超声波测厚石料测厚
某超声波测厚仪指标
显示方法∶128*32 LCD
点阵液晶显示（带背光）
显示位数：四位
测量范围：0.8~200mm
示值精度：0.1mm
声速范围：1000 ~ 9999m/s
测量周期：2次/秒
自动关机时间：90秒
超声波的指向性为超声波能量集中在一定区域并向一个方向辐射的现象。
频率越高，指向角越小，越适合检测。
超声波传感器的特性
3、超声波传感器的温度特性：
一般说温度越高，中心频率、灵敏度、输出声压电平越低。
宽范围环境温度使用时，需温度补偿。
应用：超声波物位传感器
超声波物位传感器是利用超声波在两种介质的分界面上的反射特性而制
泡或液面发生波动，便会有较大的误差。在一般使用条件下, 它的
测量误差为±0.1%, 检测物位的范围为10-2～104m。
应用：超声波测厚度
探头中的压电晶片发射超声振动脉冲，超声脉冲到达试件底面时，被
反射回来，并被另一只压电晶片所接收。只要测出从发射超声波脉冲
到接收超声波脉冲所需的时间t，再乘以被测体的声速常数c，就是超声
A型探伤超声探伤的计算
设：显示器的x轴为10s/div (格)，现测得B
波与T波的距离为6格，F波与T波的距离为2格。
已知纵波在钢板中的声速CL=5.9×103m /s。
求：1）t 及tF ；
2）钢板的厚度及缺陷与表面的距离xF。
解：
1）t = 10s/div×6div=0.06ms
A型探伤的结果以二维坐标图形式给出。它的横坐标为时间轴，纵坐标为
《检测与传感技术》课件
域。
压阻式传感技术
总结词
利用压力作用来检测和感知物质的技术。
详细描述
压阻式传感技术通过测量压力作用下材料的 电阻变化，来检测和感知物质的存在、性质 和浓度。该技术具有高灵敏度、高精度和高 可靠性等优点，广泛应用于压力、重量、位 移等物理量的测量。
磁电阻式传感技术
总结词
利用磁场作用来检测和感知物质的技术。
催化性能等，使其在检测与传感领域具有广泛的应用前景。
02 03
纳米材料在检测方面的应用
利用纳米材料的特性，可以实现对气体、液体和生物分子等物质的快速 、灵敏和准确地检测。例如，纳米孔传感器可以用于DNA测序和蛋白 质检测。
纳米材料在传感方面的应用
纳米材料可以用于制造高灵敏度的传感器，用于监测各种物理、化学和 生物量。例如，纳米压阻传感器可以用于监测压力、应变和温度等参数 的变化。
应用领域与发展趋势
应用领域
检测与传感技术在工业自动化、环境监测、医疗诊断、安全防范等领域有着广泛的应用。
发展趋势
随着科技的不断发展，检测与传感技术正朝着智能化、微型化、集成化、网络化的方向发展。同时， 随着新材料的不断涌现，新型的检测与传感技术也不断涌现，为未来的科技发展提供了更多的可能性 。
02
生物技术在检测与传感中的应用
生物技术的特点
生物技术利用生物分子的特性和反应，可以实现高度特异 性和灵敏的检测与传感。
生物技术在检测方面的应用
利用生物技术的特性，可以实现对生物分子、细胞和组织的快速 、准确地检测。例如，生物芯片和生物传感器可以用于检测基因
、蛋白质和细胞等物质。
生物技术在传感方面的应用
微纳加工技术在传感方面的应用
微纳加工技术还可以用于制造各种类型的传感器，如压力传感器、温度传感器和加速度传 感器等。这些传感器具有高灵敏度、快速响应和低成本等特点，广泛应用于汽车、医疗和 航空等领域。
压阻式传感技术
总结词
利用压力作用来检测和感知物质的技术。
详细描述
压阻式传感技术通过测量压力作用下材料的 电阻变化，来检测和感知物质的存在、性质 和浓度。该技术具有高灵敏度、高精度和高 可靠性等优点，广泛应用于压力、重量、位 移等物理量的测量。
磁电阻式传感技术
总结词
利用磁场作用来检测和感知物质的技术。
催化性能等，使其在检测与传感领域具有广泛的应用前景。
02 03
纳米材料在检测方面的应用
利用纳米材料的特性，可以实现对气体、液体和生物分子等物质的快速 、灵敏和准确地检测。例如，纳米孔传感器可以用于DNA测序和蛋白 质检测。
纳米材料在传感方面的应用
纳米材料可以用于制造高灵敏度的传感器，用于监测各种物理、化学和 生物量。例如，纳米压阻传感器可以用于监测压力、应变和温度等参数 的变化。
应用领域与发展趋势
应用领域
检测与传感技术在工业自动化、环境监测、医疗诊断、安全防范等领域有着广泛的应用。
发展趋势
随着科技的不断发展，检测与传感技术正朝着智能化、微型化、集成化、网络化的方向发展。同时， 随着新材料的不断涌现，新型的检测与传感技术也不断涌现，为未来的科技发展提供了更多的可能性 。
02
生物技术在检测与传感中的应用
生物技术的特点
生物技术利用生物分子的特性和反应，可以实现高度特异 性和灵敏的检测与传感。
生物技术在检测方面的应用
利用生物技术的特性，可以实现对生物分子、细胞和组织的快速 、准确地检测。例如，生物芯片和生物传感器可以用于检测基因
、蛋白质和细胞等物质。
生物技术在传感方面的应用
微纳加工技术在传感方面的应用
微纳加工技术还可以用于制造各种类型的传感器，如压力传感器、温度传感器和加速度传 感器等。这些传感器具有高灵敏度、快速响应和低成本等特点，广泛应用于汽车、医疗和 航空等领域。
《智能传感技术》课件
1
智能工厂
2
通过智能传感技术实现生产过程自动
化、信息化和智能化，提高生产效率Hale Waihona Puke 和质量，降低成本。3
智能医疗
4
智能传感技术可应用于医疗器械、健 康监测、诊断和治疗等多个方面，为
人们的健康保驾护航。
智能家居系统
可实现自动控制照明、门窗、温度、 烟雾报警等功能。
智能农业
利用物联网和大数据技术，实现智能 环境、自动控制、精准施肥等相关技 术，提高生产效率、降低成本。
智能传感技术的发展趋势
5G和物联网的结 合
使得智能传感技术能够更 快速、更大规模的运用， 能为人们创造更可靠、更 高效的连接和体验。
人工智能在智能 传感技术中的应 用
运用深度学习、模式识别 和数据挖掘等技术，实现 对环境和物体更深入的理 解和应用。
数据隐私和安全 问题
安全性问题是智能传感技 术发展过程中必须面对和 解决的问题之一。
不断加强研发，始终站在创新 的前沿，才能推动智能传感技 术的发展，为人们的未来带来 更加美好的生活。
智能传感技术
智能传感技术的应用已经广泛，从智能家居到智能工厂再到智能农业、医疗 等领域。这个PPT课件将着重介绍智能传感技术的基础知识、特点、应用、 发展趋势，以及总结未来方向。
引言
什么是智能传感技术？
基于传感器、数据采集、信息处理和控制策略等技术的综合应用。
为什么需要智能传感技术？
提高生产效率、降低成本、优化资源利用、增强安全、保护环境，改善人类生活质量等。
总结
智能传感技术的优势和 不足
优势：提高生产效率和质量， 节约资源和成本，优化环境和 生活方式；不足：复杂性高、 隐私保护需要提升、标准化和 技术集成问题等。
现代智能传感技术及应用ppt课件
工业自动化领域应用
生产过程监控
利用压力、温度、流量等传感器，实 时监测生产过程中的各种参数，确保
产品质量和生产安全。
工业机器人
通过安装多种传感器，如距离传感器 、角度传感器等，实现机器人的自主
导航、避障和精准操作。
工业物联网
借助智能传感器对设备进行远程监控 和数据采集，实现工业设备的互联互
通和智能化管理。
04
加强国际合作与交流，提升我国智能传感 器产业的国际竞争力。
THANKS。
04
现代智能传感技术应用实例分 析
智能家居领域应用
1 2
智能照明
通过光线传感器和人体红外传感器，实现室内光 线的自动调节和人来灯亮、人走灯灭的智能化控 制。
智能安防
利用门窗磁传感器、红外幕帘传感器等，实时监 测家庭安全状况，并通过手机APP远程报警。
3
智能家电
结合温度传感器、湿度传感器等，实现家电设备 的自动调节和远程控制，提高家居舒适度和节能 效果。
市场机遇与挑战并存局面分析
物联网市场蓬勃发展
智能传感器作为物联网感知层的核心元器件，市场需求持续增长， 为智能传感器产业带来巨大机遇。
新能源汽车市场崛起
新能源汽车对智能传感器的需求日益旺盛，为智能传感器产业提供 了新的增长点。
国际竞争压力加剧
国际智能传感器技术竞争日益激烈，国内企业需要加强自主创新，提 高核心竞争力。
警和应急救援提供支持。
05
挑战与未来发展趋势预测
技术挑战及解决方案探讨
传感器小型化与集成化
提高传感器灵敏度、降低功耗、实现 微型化设计，同时解决集成化过程中
的信号干扰、热管理等问题。
传感器智能化
《光纤传感技术》课件
发展历程
追溯了光纤传感技术从非线性效应研究开始的 发展历程和里程碑事件，以及吸引人才和投资
光纤传感技术分类
光纤光栅传感技术
介绍光栅的原理和各种方 案，以及光纤光栅传感技 术在结构健康监测、生物 医学、石油勘探和环境监 测等方面的应用。
基于光纤拉曼效应的 传感技术
介绍拉曼散射等原理，以 及拉曼散射和光纤相互作 用的技术，包括其在温度、 压力、化学物质探测和医 学诊断中的应用。
光纤传感技术不受电磁干扰和化学物质影 响，具有极高的抗干扰能力。
光纤传感技术的未来发展
1
光学器件的进一步改进
随着科技的发展，光学器件的性能不
传感器的小型化和集成化
2
断提升，为光纤传感技术带来了更多 可能性。
随着智能物联设备越来越多地应用于
生活和工业领域，传感器的小型化和
集成化将是发展的一个重要趋势。
《光纤传感技术》PPT课 件
介绍光纤传感技术的定义，应用领域和优势，以及介绍本次课件将要探索的 内容分类和应用领域。让我们一起了解这项重大的技术进步！
光纤传感技术原理
基本原理
介绍了光纤传感技术的光波传输原理、光纤的 制作、以及光纤中不同波长的色散特性。
工作原理
讲解了光纤传感技术与不同物质之间的交互作 用原理，包括对温度、压力、声音、气体和液 体等的响应。
液位和流量检测
在化工和供水等行业中，使 用光纤传感技术来监测液位 和流量变化。
光纤传感技术的优势ຫໍສະໝຸດ 1 精度高2 可靠性强
光纤传感技术具有高灵敏度和高分辨率， 可提供精确的量测结果。
光纤传感技术在极端环境中依然可以工作 正常，并具有长时间的稳定性。
3 长寿命
4 抗干扰能力强
《传感器技术说课》课件
优势：提高医疗效 率，降低医疗成本 ，提高患者生活质 量
基于传感器的环境监测系统
传感器类型： 温度传感器、 湿度传感器、 空气质量传感
器等
应用领域：气 象监测、空气 质量监测、水
质监测等
工作原理：通 过传感器采集 环境数据，传 输至数据处理 中心进行分析
和处理
应用案例：智 能温室、智能 城市、智能交
智能化：能够实现自动采集、处理 和分析数据，提高自动化程度
传感器技术与传统技术的比较
传感器技术：实时监测， 数据准确，智能化程度高
传统技术：人工监测，数 据误差大，智能化程度低
传感器技术：适应性强， 可应用于各种环境
传统技术：适应性差，只 能在特定环境下使用
传感器技术：维护成本低， 使用寿命长
传统技术：维护成本高， 使用寿命短
少污染
安全性：传感 器技术将更加 安全性，能够 提高系统的安 全性和可靠性
传感器技术面临的挑战和问题
技术瓶颈：传感器技术需要突破现有技术瓶颈，提高精度、稳定性和可靠性 成本问题：传感器技术需要降低成本，提高性价比，以适应市场需求 应用领域：传感器技术需要拓展应用领域，如物联网、智能交通、智能家居等 信息安全：传感器技术需要解决信息安全问题，保护用户隐私和数据安全
传感器技术说课
,
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 传 感 器 技 术 概 述
03 传 感 器 技 术 的 应 用
领域
05 传 感 器 技 术 的 实 际 应用案例
04 传 感 器 技 术 的 特 点 和优势
06 传 感 器 技 术 的 未 来 发展前景和挑战
Part One
单击添加章节标题
传感与检测技术ppt课件
（2）数据融合的空间性
数据融合的空间性表示对同一时刻不同空间位置的多传感器观测值进行数据融合。
利用多传感器在同一时刻的观测结果进行数据融合时，要考虑数据融合的空间性。
15
实际应用中，为获得观测目标的准确状态，往往需要同时考虑 数据融合的时间性与空间性。具体情况有： 1)先对每个传感器在不同时间的观测值进行融合，得出每个传感器 对目标状态的估计，然后将各个传感器的估计进行空间融合，从而 得到目标状态的最终估计。 2)先对同一时间不同空间位置的各传感器的观测值进行融合，得出 各个不同时间的观测目标估计，然后对不同时间的观测目标估计按 时间顺序进行融合，得出最终状态。 3)同时考虑数据融合的时间性与空间性，即上述(a)、(b)同时进行， 这样可以减少信息损失，提高数据融合系统的实时性。但同时进行 的难度大，只适合于大型多计算机的数据融合系统。
数据融合可分为三个层次：像素级融合17、特征级融合和决策级融合: （1）像素级融合
直接在采集到的原始数据层上进行的融合为像素级融合。这种融合在各种传感 器的原始观测信息未经预处理之前就进行数据综合分析，是最低层次的融合。 （2）特征级融合
6
看门狗电路 （NE555）
+5V稳压电源 （7805）
电磁干扰 滤波器
图11.2 由智能温度传感器构成温度测控系 统的电路框图
220V 50Hz电源
2. 分布式光纤温度传感器系统9
分布式光纤温度传感器系统是一种能实时测量空间温度场的高新 科技产品。它能连续测量光纤沿线所在处的温度，信号传输距离 可达几千米，空间定位精度为1m。它具有精度高、数据传输速度 快、自适应能力强等优点，可取代传统的电缆式温感火灾探测系 统。最近，我国自行开发的分布式光纤温度传感器系统采用先进 的半导体激光技术、光纤光学滤波技术、高速光电转换和信号采 集技术。其测量原理是在给光纤注入一定能量和宽度的激光脉冲 时，它就在传输的同时不断产生后向散射光波。这些后向散射光 波的状态与所在光纤散射点的温度有关，将散射回来的光波经过 波分复用、检测、解调后，再进行信号处理便可获得温度信号， 最终显示出实时温度值。
《传感器技术》PPT课件
传感器的静态特性是指在稳态条件下 （传感器无暂态分量）用分析或实验方法所 确定的输入—输出关系。这种关系可依不同 情况，用函数或曲线表示，有时也用数据表 格来表示。
表征传感器静态特性的主要指标有线性 度、灵敏度、迟滞、重复性等。
ppt课件
20
1. 线性度 是以一定的拟合直线作基准与校准曲
线作比较，其不一致的最大偏差与理论满量程输出 值的百分比来进行计算：
❖ 射击游戏
❖ 电子地图、导航
❖ ……
ppt课件
❖ 重力感应传感器 ❖ 加速度传感器 ❖ 光线感应器
❖ 三轴陀螺仪 ❖ GPS/电子罗盘
4
1、传感器在工业检测和自动控制系统中的应用
超声波检测
电容指纹识别 ppt课指件 纹形成电容器,凹凸不同 5
ppt课件
6
这种遥控器所利用的是一种肉眼看不见的 红外光，又称为红外线。 2、传感器与家用电器
的响应（输出）特性。
2. 频率特性及其与动态品质之间的关系
线性系统在正弦输入作用下的输出幅值与输入幅值 的比值称为系统的幅频特性，以 H ( j ) 或 A ( ) 表示；
输出与输入之间随频率而变的相位特性称为相频特 性，以 ( ) 表示。两者统称为频率特性。
ppt课件
26
3. 传感器的动态时域特征
指尖力/力矩传感器
温度传感器
手指关节力矩传感器 关节位置传感器
基关节力矩传感器
ppt课件
电机霍尔传感器
11
仿人灵巧手的精细抓取操作
ppt课件12来自仿生控制（EEG）ppt课件
13
§5-1 概述
❖ 传感器：获取信息（视觉、力觉、触觉、听觉、嗅 觉、味觉等），实现机器人自动化
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➢1.2 传感器的分类
传感器一般都是根据物理学、化学、生物学等特性、规律 和效应设计而成的。一种被测量可以用不同的传感器来测量；而同
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罗邵屏 主讲 5
一原理的传感器，通常又可测量多种非电量。因此传感器的分类方 法有很多，但最流行的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分； 另一种是按传感器的工作原理来分。了解传感器的分类，旨在加深
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第 1 章 传感技术概论
传感器中包含着两个必不可少的部分： 其一，拾取信息； 其二，把拾取到的信息变换成与被测量有确定函数关系且便
于传输和处理的电学量（如电压、电流、电阻、电感、电容等）。 比如，应变式力传感器，就是将应变片贴在弹体上，力以及可转 换成力的物理量（如扭矩、位移、速度、加速度等）均可使弹性 体产生应变，引起贴片电阻变化；利用压阻效应制成的压阻式传 感器把压力转换成相应的电阻变化；利用温度传感器把温度值转 变成与被测温度有确定关系的电阻或电流的变化；利用化学传感 器把被测液体中的pH值转换成电压的变化；利用生物传感器将被 测生物功能物质（如酶、抗体、原核生物细胞等）转换成相应的 便于处理的电信息等等。
按工作原理之不同，传感器大体上可分为物理型、电化学型及 生物型三大类。
物理型传感器是利用某些变换元件的物理性质以及某些功能材
1.电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的传感器，常 用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感 器及电涡流式传感器等。
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第 1 章 传感技术概论
1.1 传感技术有关的定义
1.2 传感器的分类
1.3 传感技术与新型敏感材料
➢1.3.1 半导体敏感材料 ➢1.3.2 ➢1.3.3
1.4 传感技术与自然规律 ➢1.4.1 ➢1.4.2 场的定律 ➢1.4.3 物质定律
1.6 传感器的一般性能指标
➢1.6.1 静态特性 ➢1.6.2
3. 光电式传感器是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的。
它在非电量电测及自动控制技器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制
成的。主要用于温度、磁通、电流、速度、光强及热辐射等参数的 测量。
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5. 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，它主要用于力及加速
6. 半导体传感器利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、
半导体与气体接触产生物质变化等原理制成。主要用于温度、湿度、
7. 谐振式传感器利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的
在物理传感器中又可分为物性型传感器和结构型传感器。所谓 “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。如利用压电晶体本身所具有
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电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原 理制成的。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变 片式及压阻式等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、
电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸、极板相对位置或改 变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成的。它主
电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变自感 或互感的电感量或压磁效应原理制成的。它主要用于位移、压力、 力、振动、加速度等参数的测量。
电涡流式传感器是利用金属在磁场中运动切割磁力线，在金属 内形成涡流的原理制成的。它主要用于位移及厚度等参数的测量。
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2.磁学式传感器 磁学式传感器利用铁磁物质的一些物理效应而制成，主要用于 位移、转矩等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理把被测非电量转换主要用于
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也可以称之为“热敏元件”。但在某些情况下则只能用概括性的 “传感器”一词来称谓，比如利用压敏元件做为敏感元件的并具有 质量块、弹簧和阻尼等结构的加速度传感器，则很难用“敏感元件” 类的词来称谓，而只能用“传感器”更合适。
从技术角度而言，传感器发展极为迅速，已经逐渐成为一门 新的学科。以传感器为核心的传感技术逐渐外延，它与测量学、微 电子学、材料科学、信息处理技术以及计算机技术相互结合而形成 一种新的综合、密集型技术。所以，用“传感技术”更能恰当的表 示其技术内涵。
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的正压电效应而制成的压电晶体传感器可以测量压力。又如利用半 导体材料的光电导效应可制成光敏电阻传感器。“结构型传感器” 是以材料的结构（如形状、尺寸等）为基础，利用某些物理规律实 现把被测信息转换为电量。如气隙型电感式传感器以及电动式传感 器等属于结构型传感器。近些年来，随着材料科学的飞速发展，物
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在我国往往有把“传感器”和“敏感元件”等同使用的情况。 从仪器仪表学科的角度强调，传感器是一种感受外界信号的装置， 故称之为“传感器”；从电子学的角度则强调，它是一种能感受信 号的电子元件，故称之为“敏感元件”。两种不同的提法在多数情 况下并不矛盾，比如热敏电阻即可以称其为“温度传感器”，
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➢1.1 传感技术有关的定义
与传感技术有关的定义有传感器、敏感元件、转换元件等。根 据中华人民共和国国家标准，传感器（transducer/sensor）的定 义为：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。其中，敏感元 件（sensing element）是指传感器中能直接感受或响应被测量的 部分；转换元件（transduction element）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。它 包含着三层函义：(1) 传感器是一个测量装置；(2) 在规定的条件 下感受外界信息；(3) 按一规律转换成易于传输和处理的电信息。 有时也使用“变换器”一词，它和传感器虽有少许差别，但往往把 二者作为同意语来使用。传感器一词是使用最广泛的概括性用语。