传感技术1PPT课件

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
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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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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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
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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。
➢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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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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➢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。
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
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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”，
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术中有着重要的地位，主要用于测量
4.电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、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
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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。
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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