传感器原理以及应用ppt课件
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传感器原理及应用PPT教程课件专用
湿度传感器
湿度传感器能够监测室内湿度变化，与加湿器、除湿器等设备配合，保持室内湿度在适宜 范围内，避免潮湿或干燥对家居环境和人体健康的影响。
光照传感器
光照传感器能够感知室内光线强弱，与照明设备联动，实现室内光线的自动调节。同时， 还可用于窗帘、百叶窗等设备的自动控制，提高室内采光效果。
未来发展趋势预测
传感器应用领域
医疗领域
用于监测人体生理参数，如体 温、血压、心率等，以及医疗 设备中的控制和检测。
智能家居
用于实现家庭环境的智能化控 制，如温度控制、照明控制等。
工业自动化
用于检测和控制生产过程中的 各种参数，如温度、压力、流 量等。
环保领域
用于监测大气、水质等环境参 数，为环境保护提供数据支持。
传感器与通信接口的电路 设计
介绍传感器与通信接口之间的 电路设计，包括信号调制、解 调、编码、解码等。
接口电路设计的实例分析
通过具体案例，分析接口电路 设计的实现过程及效果。
06 传感器在物联网和智能家 居中应用展望
物联网中传感器作用及发展趋势
物联网中传感器的作用
物联网中的传感器是实现万物互联的基础， 它们能够感知和测量各种物理量，如温度、 湿度、压力、光照等，并将这些数据转换为 可处理和传输的数字信号，为物联网应用提 供实时、准确的数据支持。
新型传感器的研发
针对特定应用场景和需求，未来将研发更多新型传感器。例如，柔性传感器、生物传感器、化学传感器 等，它们将具有更高的灵敏度、选择性和稳定性，为物联网和智能家居等领域的发展提供有力支持。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
牌和型号。
注意传感器的尺寸、重量、 安装方式等是否符合应用场
湿度传感器能够监测室内湿度变化，与加湿器、除湿器等设备配合，保持室内湿度在适宜 范围内，避免潮湿或干燥对家居环境和人体健康的影响。
光照传感器
光照传感器能够感知室内光线强弱，与照明设备联动，实现室内光线的自动调节。同时， 还可用于窗帘、百叶窗等设备的自动控制，提高室内采光效果。
未来发展趋势预测
传感器应用领域
医疗领域
用于监测人体生理参数，如体 温、血压、心率等，以及医疗 设备中的控制和检测。
智能家居
用于实现家庭环境的智能化控 制，如温度控制、照明控制等。
工业自动化
用于检测和控制生产过程中的 各种参数，如温度、压力、流 量等。
环保领域
用于监测大气、水质等环境参 数，为环境保护提供数据支持。
传感器与通信接口的电路 设计
介绍传感器与通信接口之间的 电路设计，包括信号调制、解 调、编码、解码等。
接口电路设计的实例分析
通过具体案例，分析接口电路 设计的实现过程及效果。
06 传感器在物联网和智能家 居中应用展望
物联网中传感器作用及发展趋势
物联网中传感器的作用
物联网中的传感器是实现万物互联的基础， 它们能够感知和测量各种物理量，如温度、 湿度、压力、光照等，并将这些数据转换为 可处理和传输的数字信号，为物联网应用提 供实时、准确的数据支持。
新型传感器的研发
针对特定应用场景和需求，未来将研发更多新型传感器。例如，柔性传感器、生物传感器、化学传感器 等，它们将具有更高的灵敏度、选择性和稳定性，为物联网和智能家居等领域的发展提供有力支持。
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牌和型号。
注意传感器的尺寸、重量、 安装方式等是否符合应用场
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图1-3 传感器的重复性
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（3）重复性 重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量
程连续多次变动时所得到的特性曲线的不一致程 度，如图1-3所示，用公 式表示为
x
mmax ymax
100%
（1-5）
式中，⊿mmax取⊿ m1、 ⊿ m2中最大的计算，ymax为满 量程输出值。
传感器输出特性的不重复性主要是由传感器的机械
定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由
对被测量敏感的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，如应
变式压力传感器中的弹性膜片，就是敏感元件；转换
元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应到的被测
量转换成适于传输或测量的电信号（电压、电流）部
分，如电阻应变片就是转换元件。
要，传感器必须向小型化、微型化方向发展，以便减小体积 和质量。
4. 向多功能化方向发展 传感器多功能化也是传感器今后发展的一个重要方向，
在一块集成传感器上综合多个传感器的功能，可以同时测量 多个被测量，它可以借助于敏感元件中的不同物理结构或化 学物质及其不同的表征方式，用单独一个传感器系统来同时 实现多种传感器的功能。
组成网络直接通信，实现数据的实施发布、共享，以 及网络控制器对节点的控制操作。另外，通过 Internet网，传感器与用户之间可异地交换信息，厂 商能直接与异地用户交流，能及时完成传感器故障诊 断，指导用户维修或交换新仪器改进的数据，软件升 级等工作。另外，在微机电技术、自组织网络技术、 低功耗射频通信技术及低功耗微型计算机技术的共同 促进下，传感器朝微型化和网络化的方向迅速发展， 产生了无线传感器网络。
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传感器原理及应用PPT课件(共8单元)第7章 智能传感器
应满足
yx
y0
x xR
( yR
y0 )
（7-5）
智能传感器采用模型方法进行自诊断。
图7-9 智能传感器自诊断流程
智能传感器应用案例
7.3.1 智能传感器在智能窗户中的应用
智能窗户是智能家居的一个重要组成部分，在防盗、通 风、采光和防跌落等方面都有着重要的作用。
它的主要功能包括：利用雨滴传感器检测是否有雨；利 用光敏传感器检测光线强度；通过红外检测功能，判断是否 有异物；手动、自动开（关）窗户功能。
智能窗户一般是由单片机、智能传感器、执行结构和报 警电路组成的。
智能传感器是智能窗户采集环境数据的核心器件，常用 的传感器包括雨滴传感器、红外传感器和限位开关等。
图7-10 智能窗户硬件电路
智能雨滴传感器它主要用于检测是否下雨及雨 量的大小。
智能雨滴传感器是混合结构的智能传感器，雨 滴传感器和信号调理电路通过串行线连接。
（a）
（b）
（c）
图7-5 A/D转换芯片
（a）ADC0809芯片 （b）AD9220芯片 （c）ADS1015芯片
7.2.2 智能传感器的软件设计
智能传感器的软件部分可分为系统软件和应用软件两种。系统软件一般由微处理器 厂家提供；而应用软件则是面向用户的程序，
在智能传感器中，软件的最主要功能是完成数据处理任务，其主要内容包括标度变 换、非线性校正及误差的自校准、自诊断和自补偿等。
在智能传感器校零过程中，多路选择开关首先接通零点标准值（ x0 0 ），此时的
输出 y0 a0 ；然后，多路选择开关接通标准值 xR （标定），此时的标定输出 yR 为
yR y0 a1xR
（7-3）
即
a1
传感器原理及应用压电式传感器.完美版PPT
§6.1 压电效应
二、压电效应的基本原理
z
3、石英晶体压电效应作用力与电荷关系
若从晶体上沿y方向切下一块晶片，当沿 电轴x方向施加应力时，晶片将产生厚度变形，
O
y
并发生极化现象。在晶体线性弹性范围内，极
x
化强度与应力成正比。
在垂直于x轴晶面上产生的电荷量为
b
z
q1 1d1 1 Fx
x
y
d11—压电系数。下标的意义为产生电荷的 面的轴向及施加作用力的轴向；a、b、c—石
这些自由电荷与陶瓷片内的束缚 电荷符号相反而数量相等，屏蔽和抵消 了陶瓷片内极化强度对外界的作用。
电极
自由电荷
-----
＋＋＋＋＋
极化方向
- - - - - 束缚电荷
＋＋＋＋＋
陶瓷片内束缚电荷与电极上 吸附的自由电荷示意图
因此，无外力或外场 作用时，极化处理后的压 电陶瓷也表现不出来对外 界的电场或应力。
产生电荷q11和q12的符号，决定于受压力
c a
还是受拉力。
§6.1 压电效应
二、压电效应的基本原理 4、石英晶体压电效应特点
§6.1 压电效应
二、压电效应的基本原理 5、压电陶瓷的压电效应
压电陶瓷是人工制造的多晶体 压电材料。
材料内部的晶粒有许多自发极 化的电畴，有一定的极化方向，从 而存在电场。
英晶片的长度、厚度和宽度。
c a
§6.1 压电效应
二、压电效应的基本原理
z
3、石英晶体压电效应作用力与电荷关系
若在同一切片上，沿机械轴y方向施加应 力，则仍在与x轴垂直的平面上产生电荷为
O
y
a q 12 d 12 b F y
传感器原理及应用49020ppt课件
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6
一、传感器的定义
1、定义
所谓传感器是来自“感觉”一词
传感器技术属现代高新技术（电五官）
根据GB7665-87，【传感器】（Transducer ／Sensor）的定义为：
能感受规定的被测量并按一定规律转换成 可用信号输出的器件或装置，通常由敏感元件 和转换元件组成。
我国往往把“传感器”和“敏感元件”等同使 用
如：位移传感器、速度传感器、加速 度传感器、力传感器、压力传感器、 流速传感器、温度传感器、光强传感 器、湿度传感器、粘度传感器、浓度 传感器、…。
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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。
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传感器的分类
2、按传感器工作机理分类－续1
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烟尘浊度测量
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传感器与遥感技术
飞机及航天飞行器：近紫外线、可见光、远红外线、微波 船舶：超声波传感器
微波
红外接收传感器
地面
红外线分布差异 矿藏埋藏地区
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二、传感器的分类
1、按传感器输入量（用途）分类
生产厂家往往按输入量分类，以向户 提供基本的使用信息。
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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。
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石化企业输油管道、储油罐等压力容器的 破损和泄露检测
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新型传感器原理及应用ppt课件
半导瓷材料的表面电阻下降。由此可见，不论是N型还是P型 半导瓷，其电阻率都随湿度的增加而下降。
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
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反射型Sensor应用
Work stage之sensor應用:
Work Stage
Panel是否有放置在stage 上,Stage什麼时候可以启动真 空吸付工作.是这个sensor之主 要工作!!!
玻璃有无检测
选用适当的sensor可增加机台 之稼动率及减少破片机率.
Stage
反射型Sensor应用
受光量
受光量最大 ON
设定值 OFF 受光量最小
时间
设定值=(受光量最大+受光量最少)/2
A.1. 设定方法的基本操作 1. 2点设定
分别检测有工件和没有工件的2点，将其中间点作为设定值。 操作步骤 (1) 确认画面上是否有显示设定值、当前值。 (2) 在没有工件的状态轻按SET按钮。※(2)和(3)的顺序可以颠倒。
设定值
按此键 ，设 定值减小。
按此键 ，设 定值增大。
A.1. 设定方法的基本操作 5.定位设定 当工件的顶端确实到达设定的位置时，检测工件。 操作步骤 （1）确认画面是否显示设定值、当前值。 （2）在没有工件的状态轻按SET按钮。
工 件
检测结束后，显示器点亮。
(3)放好希望检测的工件部分（顶端），按设定扭钮3秒以上。
设定完成后， 设定值以绿色显示
(3) 放置工件，轻按SET扭钮。设定完成
检测结束后， 显示器点亮。
A.1. 设定方法的基本操作 2. 全自动设定
将一定时间内受光量的最大和最小的中间值作为设定值。 比光轴直径还小的工件连续通过时，如何进行灵敏度调整呢。 此时，采用全自动调整可以使检测更加稳定。
操作步骤 （1）一边使工件通过，一边按住设定按钮3秒以上。 根据按下设定按钮期间的受光量设定灵敏度。
机械手上的sensor:
Load unit Panel
Load unit有一个快速之机 器传动机械,而sensor在这 机构上是以眼睛的功用,让 PLC知道Panel之位置!!!
吸咀 玻璃有无检测
Transfer arm
选用适当之传感器可有效 提高稼动率及降低大量破 片之机率.
反射型Sensor应用
光纤线束直径 （透镜直径）
A.2. 设定技巧 1.透过型 定位检测 Q:请看下图。用透过型的传感器进行定位。 在①②③的哪个位置定位最好？ 答案 工件的检测点与光轴的中心一致。 光轴中心的光量变化大，精度提高。 ①②③
D.光 纤 传 感 器
光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一门新技 术, 它是伴随着光纤及光通信技术的发展而逐步形成的。
光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列优点， 如不受电磁干扰, 体积小, 重量轻, 可挠曲, 灵敏度高, 耐腐 蚀,电绝缘等
E. 激光 传 感 器
光纤传感器已经满足于一般检测上,可是在一些场合要 求检测距离长.这时就需要比光纤要远的激光传感器. 激光传感器是发射光比较集中,距离远光点小等.
传感器原理以及 应用
目 录
第1章 传感器的概术 (光电,光纤,激光) 第2章 在液晶行业传感器应用 第3章 传感器的基本设定 第4章 传感器使用时出现的问题和解决方法
1. 概述
A.定义 传感器是将力、温度、位移、速度等量 转 换成电信号的元件。 物理传感器 B.分类 按能量变换的功能分: 化学传感器
(1) 确认画面是否显示设定值、当前值。 (2)【透过型】在光纤单元之间有工件的状态，按设定 按钮3秒以上。 【反射型】在没有工件的状态按设定扭钮3秒以上。
【反射型】
【透过型】 3秒以上 设定完成后，显示器闪 烁后，显示设定值。
A.1. 设定方法的基本操作 4.微调
手动设定设定值。
操作步骤 (1) 确认画面是否显示设定值、当前值。 (2) 观察当前值的画面，用手动按钮对设定值进行微调
2.在液晶行业传感器的应用
TFT-LCD模组设备常用Sensor简介
常见之传感器种类
对射型Sensor
Sensor
反射型Sensor
对射型Sensor应用
Punch unit
对射型
Punch unit之Sensor應用: 对於不同大小之芯片 (COF/TAB/FPC)之冲压制 程,Sensor之使用可有效的分 辨各不同大小元件!!!
工 件 设定完成后，显示器闪 烁后，显示设定值。
3秒以上
A.2. 设定技巧 1.透过型 检测物体的大小与检测范围 Q:请看下图。工件将透过型的传感器的光轴遮住。 工件在到达①②③的哪个位置会ON？ 答案: ① ② ③ 透过型的灵敏度调整 透过型:如果工件比光纤线束直径（透镜直径）大， 则完全遮光。
设定完成后， 3秒以上 显示器闪烁。
设定完成后，设定值在数字显示器上以绿色显示。
设定值（绿色） 当前值（红色）
A.1. 设定方法的基本操作 3.设定最大灵敏度 【透过型】如果工件比光纤线束直径（透镜直径)大， 则完全遮光。是工件足够大时的灵敏度设定方法。 【反射型】不检测背景的最大灵敏度设定方法。 操作步骤
按输出的信号分:
非电量型 有接点型(微动开关，接触开关， 行程开关) 无接点型(光电开关，接近开关) 电阻型（电位器，电阻应变片） 电量 模拟型 电压，电流型（热电偶,Cds电池） 电感，电容型（可变电容） 计数型（二次型+计数型） 数字型 代码型（旋转编码器，磁尺）
传感器
二值型
C.光电传感器 光电开关是一种利用感光元件对变化的入射光 加以接收, 并进行光电转换, 同时加以某种形式的 放大和控制 , 从而获得最终的控制输出“开”、 “关”信号的器件。
物料用完之感知:
机台上之物料用完前,PLC 该马上通知人员/机构进行 更换工作正确的传感器可有效 减少因换料/备料而造成之 产量损失.
ACF用完检测 ACF
3. 传感器的基本设定
A. 数字光纤传感器
FS-V30系列
A.1. 传感器检测物体的原理
IC有无检测 COF Punch定位
选用正确的传感器可有效保 持Punch良率及稼动率.
COF/TAB/FPC
对射型Sensor应用
对射型
Main bonding unit之Sensor應用: 一般对射型传感器广泛使用在緩衝材 狀況之检测功能!!!使用正确可有效的 防止因緩衝材之異常而影响机台之嫁 动率及良率之可能性.