1 传感器的概念
简述传感器定义
简述传感器定义传感器是一种能够感知和测量环境中各种物理量并将其转化为可供人类理解或机器处理的信号的设备。
传感器的作用类似于人类的感官系统，能够帮助我们感知世界并做出相应的反应。
传感器广泛应用于各个领域，如工业生产、医疗保健、环境监测、交通运输等，发挥着重要的作用。
传感器的工作原理基本上是通过将某种物理量转化为电信号，然后通过电路处理这些信号并输出结果。
传感器可以感知的物理量包括温度、压力、光线强度、声音等，不同的传感器可以感知不同的物理量。
传感器的种类也非常多样，包括光学传感器、压力传感器、温度传感器、声音传感器等等。
每种传感器都有其特定的工作原理和应用场景。
在工业生产领域，传感器被广泛应用于监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等，以确保生产过程稳定运行并提高生产效率。
在医疗保健领域，传感器被用于监测患者的生理参数，如心率、血压等，帮助医生及时了解患者的健康状况并采取相应的治疗措施。
在环境监测领域，传感器被用于监测大气污染、水质污染等环境参数，以帮助监管部门及时采取措施保护环境。
在交通运输领域，传感器被用于监测交通流量、道路状态等信息，以帮助交通管理部门优化交通流动并提高交通效率。
随着科技的不断发展，传感器技术也在不断创新和进步。
传感器不仅变得更加精确和灵敏，还变得更加智能化和多功能化。
例如，智能手机上的各种传感器可以实现重力感应、光线感应、陀螺仪等功能，为用户提供更加便利的体验。
随着物联网技术的普及，传感器还可以实现设备之间的互联互通，实现智能家居、智慧城市等应用，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
总的来说，传感器作为一种重要的感知设备，已经深入到人类社会的各个角落。
它不仅帮助人类更好地了解和控制周围的环境，还推动了社会的科技进步和发展。
随着科技的不断发展和创新，传感器技术也将不断进步，为人类创造出更加美好的未来。
传感器的定义可能会随着技术的不断发展而有所变化，但其作为一种感知和测量设备的基本作用将不会改变。
第1章 传感器的基本知识
几何量：
长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、 硬度、材料 缺陷等
燕山大学电气工程学院
第1章 传感器的基本知识
物体的性质和成分量 ：
空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、液体 的粘度、浊度、透明度、物体的颜色
状态量：
工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超 温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）
x
△Rmax1正行程的最大重复性偏差， △Rmax2反行程的最大重复性偏差。
重复性误差也常用绝对误差表示。检测时也可选取几个测试点， 对应每一点多次从同一方向趋近，获得输出值系列 yi1 ， yi2 ， yi3 ，…，yin ，算出最大值与最小值之差或 3σ作为重复性偏差 ΔRi，在几个ΔRi中取出最大值ΔRmax 作为重复性误差。
燕山大学电气工程学院
传感器依赖其结构参数变化 实现信息转换 传感器依赖其敏感元件物理 特性的变化实现信息转换 传感器直接将被测量的能量 转换为输出量的能量 由外部供给传感器能量，而 由被测量来控制输出的能量 输出为模拟量 输出为数字量
第1章 传感器的基本知识
1.1.3 传感器的物理定律
（ 1 ）守恒定律（能量、动量、电荷量等守恒定律）
燕山大学电气工程学院
第1章 传感器的基本知识
工业检测中涉及的物理量分类 热工量：
温度t（℃ 、K、℉ ） 3 压力（压强）p（Pa）、压差Δ p 、真空度、流量q（t、m ）、 流速v（m/s）、物位、液位h（m）
机械量：
直线位移x（m）、角位移α、速度、加速度a（ m/s ） 、转速n （r/min）、应变 ε （m/m ）、力矩T（Nm）、振动、噪声、质量 （重量）m（kg、t）
第一章 传感器的基本知识
第一章传感器的基本知识复习思考题1. 简述传感器的概念、作用及组成。
2. 传感器的分类有哪几种？各有什么优缺点？3. 传感器是如何命名的？其代号包括哪几部分？在各种文件中如何应用？4. 传感器的静态性能指标有哪些？其含义是什么？5. 传感器的动态特性主要从哪两方面来描述？采用什么样的激励信号？其含义是什么？1.1 传感器的作用与地位◆世界是由物质组成的，各种事物都是物质的不同形态。
人们为了从外界获得信息，必须借助于感觉器官。
◆人的“五官”——眼、耳、鼻、舌、皮肤分别具有视、听、嗅、味、触觉等直接感受周围事物变化的功能，人的大脑对“五官”感受到的信息进行加工、处理，从而调节人的行为活动。
◆人们在研究自然现象、规律以及生产活动中，有时需要对某一事物的存在与否作定性了解，有时需要进行大量的实验测量以确定对象的量值的确切数据，所以单靠人的自身感觉器官的功能是远远不够的，需要借助于某种仪器设备来完成，这种仪器设备就是传感器。
传感器是人类“五官”的延伸，是信息采集系统的首要部件。
电量和非电量◆表征物质特性及运动形式的参数很多，根据物质的电特性，可分为电量和非电量两类。
◆电量——一般是指物理学中的电学量，例如电压、电流、电阻、电容及电感等；◆非电量——则是指除电量之外的一些参数，例如压力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、转速、温度、浓度及酸碱度等等。
◆人类为了认识物质及事物的本质，需要对物质特性进行测量，其中大多数是对非电量的测量。
传感器的作用◆非电量不能直接使用一般的电工仪表和电子仪器进行测量，因为一般的电工仪表和电子仪器只能测量电量，要求输入的信号为电信号。
◆非电量需要转化成与其有一定关系的电量，再进行测量，实现这种转换技术的器件就是传感器。
◆传感器是获取自然或生产中信息的关键器件，是现代信息系统和各种装备不可缺少的信息采集工具。
采用传感器技术的非电量电测方法，就是目前应用最广泛的测量技术。
传感器的地位◆随着科学技术的发展，传感器技术、通信技术和计算机技术构成了现代信息产业的三大支柱产业，分别充当信息系统的“感官”、“神经”和“大脑”，他们构成了一个完整的自动检测系统。
简述传感器定义
简述传感器定义
传感器是一种能够感知、检测并接收外部环境信息的设备，它能够将物理量或化学量转换成电信号或其他可以辨识的形式。
传感器的作用在于将各种不同的物理量转换成电信号，从而实现对环境的监测和控制。
传感器在现代科技中扮演着至关重要的角色，它们被广泛应用于各个领域，如工业生产、医疗保健、环境监测、交通运输等。
通过传感器，人们可以实时地获取到各种环境参数，从而更好地了解和控制周围的环境。
传感器的种类繁多，根据其工作原理和应用领域的不同，可以分为多种类型。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光敏传感器、声音传感器等。
这些传感器能够实现对不同物理量的监测和检测，从而为人们提供了更多的信息和数据支持。
传感器的工作原理也各不相同，但基本原理是一致的：通过特定的传感元件将感知到的物理量转换成电信号，再通过信号处理电路将其转换成人们可以理解的形式。
这样，人们就可以通过传感器获取到所需的信息，从而实现对环境的监测和控制。
随着科技的不断发展，传感器的应用范围也在不断扩大。
人们不仅可以通过传感器监测环境的温度、湿度、压力等基本参数，还可以通过传感器实现对生物体的监测，如心率、血压等。
传感器的应用
不仅提高了生产效率，还为人们的生活带来了便利与安全。
总的来说，传感器作为一种能够感知、检测并接收外部环境信息的设备，在现代科技中扮演着至关重要的角色。
通过传感器，人们可以实时获取各种环境参数，从而更好地了解和控制周围的环境。
传感器的应用范围越来越广泛，其在各个领域的作用也越来越重要，可以说传感器已经成为现代社会不可或缺的一部分。
传感器的名词解释是什么意思啊
传感器的名词解释是什么意思啊在现代科技发展的浪潮下，我们常常听到“传感器”这个词。
它在日常生活中已经变得越来越常见，但是你是否真正理解传感器是什么意思呢？在这篇文章中，我们将深入探讨传感器的定义、原理、应用以及未来前景。
一、定义传感器是一种能根据感受到的外部物理量（例如温度、湿度、光强、压力等）或者化学、生物活性物质，并把感受到的信息转化为可输出的电信号的装置。
换言之，传感器就是一种将现实世界的物理量转化为电信号的器件。
二、原理传感器的工作原理基于各种物理现象或化学反应。
例如，温度传感器利用温度导致电阻值变化的特性，将温度转化为电压或电阻的变化，然后通过电路进行信号处理，最终输出温度值。
光敏传感器则利用光敏材料受光照射后电阻变化的特性，将光强转化为电信号。
不同种类的传感器原理千差万别，但它们的目的都是感受到外部物理量，并将其转化为电信号。
三、应用传感器在各个领域都有广泛的应用。
其中，工业领域是传感器应用最为广泛的领域之一。
例如，工业现场常用的压力传感器可以用于检测管道、容器的压力变化，实现工业过程的监测和控制。
温湿度传感器可用于环境监测，提供实时的温度和湿度数据。
在汽车行业，传感器同样扮演着重要的角色。
车辆上装配的各种传感器能够监测车速、引擎温度、轮胎压力等参数，保障驾驶安全。
除了传统工业和汽车领域，传感器在智能家居、医疗健康、物联网等领域的应用也逐渐崭露头角。
智能家居领域的传感器能够感知环境中的人体活动、光照强度等信息，实现智能家居系统的自动化和便捷性。
在医疗健康领域，传感器可以监测病人的生理参数，提供及时的医疗数据，帮助医生进行准确的诊断。
而物联网发展的推动下，传感器的应用也得到了极大的拓展。
通过传感器，物体可以实现互联互通，实现智能化的生产、生活和管理。
四、未来前景传感器作为现代科技的核心之一，其未来前景将会更加广阔。
随着人工智能、大数据、云计算等技术的迅速发展，传感器将会扮演更重要的角色。
1 传感器的基础知识-半导体传感器原理与应用-李新-清华大学出版社
线性模型： y=a0+a1x或y=ax ➢ 动态模型（输入信号随时间变化）： 微分方程
and n y / dtn a1dy / dt a0 y bmd mx / dtm b1dx / dt b0x c
当传感器的数学模型初值为0时，对其进行拉氏变换，可得
1、传感器的基础知识
取决于传感器本身，可通过传感器本身的改善来加以抑制， 有时也可以对外界条件加以限制。
冲振
外界影响
温度
电磁场
电源
输入
输出
Sensor
线性 迟滞 重复性
温漂 稳定性（零漂） 灵敏度
衡量传感器特性的主要技术指标
传感器的输入-输出关系
1、传感器的基本特性
➢ 传感器的数学模型 指传感器的输入输出关系。 ➢ 传感器的静态模型（输入信号不随时间变化）：
➢最小二乘法线性度
设拟合直线方程： y=kx+b
y
yi
若实际校准测试点有n个，则第i个校准
数据与拟合直线上响应值之间的残差为 0
Δi=yi-(kxi+b)
y=kx+b
xI
x
最小二乘拟合法
最小二乘法拟合直线的原理就是使 2i 为最小值，即
n
n
2
2i yi kxi b min
i 1
i 1
2i 对k和b一阶偏导数等于零，求出b和k的表达式
规定工作条件下，环境温度每变化1℃，零点输出变化（灵敏度变化） 与满量程输出（灵敏度）之比，称为零点温漂（灵敏度温漂）。
➢ 精度 表征测试系统的测量结果与被测量真值的符合程度。
方和根表示法：
教科版选修1《传感器及其应用》说课稿
教科版选修1《传感器及其应用》说课稿一、教材概述《传感器及其应用》是教科版选修1的一本教材，主要面向高中学生。
本教材围绕传感器的原理、分类、应用等方面内容展开，旨在帮助学生深入了解传感器技术在现代社会中的广泛应用，并培养学生的创新思维和动手能力。
二、教材结构与内容2.1 教材结构《传感器及其应用》教材共分为10个单元，每个单元包含教材内容、知识点总结和练习题等板块。
下面是各个单元的简要介绍：1.单元一：传感器的概念与分类。
教学重点在于学习传感器的定义、作用及分类，并通过实例介绍不同类型的传感器应用。
2.单元二：电流传感器。
介绍了电流传感器的原理和应用，培养学生对电流传感器的认识和应用能力。
3.单元三：温度传感器。
通过理论学习和实验操作，帮助学生理解温度传感器的工作原理和使用方法。
4.单元四：压力传感器。
重点讲解了压力传感器的原理以及在航空、汽车等领域的应用。
5.单元五：光传感器。
介绍了光传感器的种类、原理和应用，并通过实验让学生亲自操作光传感器。
6.单元六：声传感器。
通过学习声传感器的原理和特点，培养学生对声音信号的感知和处理能力。
7.单元七：湿度传感器。
引导学生认识湿度传感器的工作原理，探索湿度传感器在农业、气象等领域的应用。
8.单元八：加速度传感器。
介绍了加速度传感器的工作原理和使用场景，培养学生对加速度的理解和应用能力。
9.单元九：磁传感器。
通过实验讲解磁传感器的原理和应用，并引导学生进行相关实验操作。
10.单元十：气体传感器。
教学重点在于学习气体传感器的种类、工作原理和应用，培养学生的实践能力和创新思维。
2.2 教材内容教材以传感器为核心，以原理、分类、应用为主线，同时融入实验操作和练习题，旨在提高学生的动手能力和问题解决能力。
教材的主要内容包括：1.传感器的概念与分类：介绍传感器的定义和分类，并介绍不同类型传感器的工作原理和应用。
2.电流传感器：介绍电流传感器的工作原理和应用，并引导学生进行相关实验操作。
传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类
传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义与分类传感器的分类⽅法很多.主要有如下⼏种:(1)按被测量分类,可分为⼒学量、光学量、磁学量、⼏何学量、运动学量、流速与流量、液⾯、热学量、化学量、⽣物量传感器等。
这种分类有利于选择传感器、应⽤传感器(2)按照⼯作原理分类,可分为电阻式、电容式、电感式,光电式,光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。
这种分类有利于研究、设计传感器,有利于对传感器的⼯作原理进⾏阐述。
(3)按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、⽯英传感器、光导纤推传感器、⾦属传感器、有机材料传感器、⾼分⼦材料传感器等。
这种分类法可分出很多种类。
(4)按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。
其中数字传感器便⼲与计算机联⽤,且坑⼲扰性较强,例如脉冲盘式⾓度数字传感器、光栅传感器等。
传感器数字化就是今后的发展趋势。
(5)按应⽤场合不同分为⼯业⽤,农⽤、军⽤、医⽤、科研⽤、环保⽤与家电⽤传感器等。
若按具体便⽤场合,还可分为汽车⽤、船舰⽤、飞机⽤、宇宙飞船⽤、防灾⽤传感器等。
(6)根据使⽤⽬的的不同,⼜可分为计测⽤、监视⽤,位查⽤、诊断⽤,控制⽤与分析⽤传感器等。
主要特点传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、⽹络化,它不仅促进了传统产业的改造与更新换代,⽽且还可能建⽴新型⼯业,从⽽成为21世纪新的经济增长点。
微型化就是建⽴在微电⼦机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应⽤在硅器件上做成硅压⼒传感器。
主要功能常将传感器的功能与⼈类5⼤感觉器官相⽐拟:光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉⽓敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温敏、传感器(图1)流体传感器——触觉敏感元件的分类:物理类,基于⼒、热、光、电、磁与声等物理效应。
化学类,基于化学反应的原理。
⽣物类,基于酶、抗体、与激素等分⼦识别功能。
第一章传感器技术基础知识
时间常数：用时间常数τ来表征一阶传感器的动态特性。τ越小， 频带越宽。
固有频率：二阶传感器的固有频率ωn表征了其动态特性。
传感器的选用原则
与测量条件有关的因素 (1)测量的目的 (2)被测试量的选择 (3)测量范围 (4)输入信号的幅值，频带宽度 (5)精度要求 (6)测量所需要的时间
相应的响应曲线 ：
传感器存在惯性，它的输出不能立即复现输入信号，而是从零开 始，按指数规律上升，最终达到稳态值。 理论上传感器的响应只在t趋于无穷大时才达到稳态值，但实际上 当t=4τ时其输出达到稳态值的98.2%，可以认为已达到稳态。 τ越小，响应曲线越接近于输入阶跃曲线， 因此，τ值是一阶传感器重要的性能参数。
测量
测量是指人们用实验的方法，借助于一定的仪器或 设备，将被测量与同性质的单位标准量进行比较，
并确定被测量对标准量的倍数，从而获得关于被测
量的定量信息。
xnu或
x——被测量值；
n x u
u——标准量，即测量单位；
n——比值，含有测量误差。
测量过程
传感器从被测对象获取被测量的信息，建立起 测量信号，经过变换、传输、处理，从而获得 被测量量值的过程。
线性传感器
S y x
灵敏度是它的静态特性的斜率，即S为常数。
非线性传感器
它的灵敏度S为一变量，用下式表示。
S dy dx
传感器的灵敏度如图1-3所示。
Y
Y
S y - y0
Yo
x
X O
a）线形传感器
Байду номын сангаас
Y dy
dx S dy dx X
传感器技术-第一讲-绪论
y
2．迟滞：传感器在正(输入 量增大)反（输入量减小）行程中
yFS ⊿Hmax
输出输入曲线不重合称为迟滞。
迟滞特性如图所示，它一般是由
实验方法测得。迟滞误差一般以
满量程输出的百分数表示,即
H 1/ 2H max / yFS 100 %
0
x
迟滞特性
式中△Hmax正反行程间输出的最大差值。迟滞误差的另一名称 叫回程误差。回程误差常用绝对误差表示。检测回程误差时， 可选择几个测试点。对应于每一输入信号，传感器正行程及反
分析传感器动态特性，必须建立数学模型。线性系统的 数学模型为一常系数线性微分方程。对线性系统动态特 性的研究，主要是分析数学模型的输入量x与输出量y之 间的关系，通过对微分方程求解，得出动态性能指标。 动态特性的传递函数在线性或线性化定常系统中是指初 始条件为0时，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏 变换之比。
1.7 传感器的选用原则
一、与测量条件有关的因素 测量的目的；被测试量的选择；测量范围；输入信号的幅值， 频带宽度；精度要求；测量所需要的时间。 二、与传感器有关的技术指标 精度；稳定度；响应特性；模拟量与数字量；输出幅值；对 被测物体产生的负载效应；校正周期；超标准过大的输入信号 保护。 三、与使用环境条件有关的因素 安装现场条件及情况；环境条件(湿度、温度、振动等) 信 号传输距离；所需现场提供的功率容量。 四、与购买和维修有关的因素 价格；零配件的储备；服务与维修制度，保修时间；交货日 期。
1.5 传感器的发展趋势
传感技术的发展分为两个方面：提高与改善传感器的技术 性能、寻找新原理、新材料、新工艺及新功能等。
一、改善传感器的性能的技术途径 1．差动技术：差动技术是传感器中普遍采用的技术。它 的应用可显著地减小温度变化、电源波动、外界干扰等对传 感器精度的影响，抵消了共模误差，减小非线性误差等。不 少传感器由于采用了差动技术，还可使灵敏度增大。 2．平均技术：在传感器中普遍采用平均技术可产生平均 效应，其原理是利用若干个传感单元同时感受被测量，其输出 则是这些单元输出的平均值。 3．补偿与修正技术：针对传感器本身特性，针对传感器 的工作条件或外界环境补偿与修正，可以利用电子线路（硬件） 来解决，也可以采用微型计算机通过软件来实现。 4．屏蔽、隔离与干扰抑制。
第1章传感器概述
泡沫也是可以测量的，近年来使用相对便宜的红外线传 感器，通过记录红外光的衰减进行泡沫浑浊度测量。但 是，这一领域的最大进步还未到来。
LED 泡沫 管子
感光晶体管
浑浊度传感器测量泡沫质量的工作原理
外
感官
大脑
肌体
界
信
息
传感器
计算机
执行机构
第1章 传感器概述
1.1 什么是传感器
传感与检测技术
对于各种各样的被测量，有着各种各样的传感器。 下面请看几个传感器应用实例:
智 能 远 程 数 字 压 力 表 机械式弹簧压力表
第1章 传感器概述
1.1 什么是传感器
传感与检测技术
智 能 数 字 压 力 表
传感与检测技术
（3）烘干机： 温度 —— NTC 湿度 —— 电导传感器
（4）制冷机： 温度
（5）烤箱： 温度 —— pt100
（6）微波炉： 温度 —— NTC 湿度 —— 陶瓷传感器 气体
第1章 传感器概述 传感与检测技术
1.2 传感器技术的作用和地位
家用电器
( 7 ) 吹风机： 温度 —— NTC 温度（非接触）—— 红外线热电偶 气流
现代工业生产，尤其是自动化生产过程中，每个生产环 节都需要用各种传感器监视和控制生产过程的各个参数， 一是保证产品达到最好的质量，二是保证设备工作在最 佳状态。传感器是自动控制系统的关键基础器件，直接 影响到自动化技术的水平。
背投电视生产线
调试系统
空调生产线
网络产品生产线
液晶产品生产线
全国最大的插件机群
第1节 认识传感器 第2节 常见传感器的工作原理及应用
第1节认识传感器第2节常见传感器的工作原理及应用学习目标要求核心素养和关键能力1.知道传感器的概念和工作原理。
2.知道光敏电阻、热敏电阻的特性和应用。
3.了解霍尔元件的原理。
4.会分析传感器在生产生活中的应用。
1.科学思维通过对传感器工作原理的理解，体会将非电学量转化为电学量的方法。
2.关键能力科学探究能力。
一、认识传感器1．传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。
通常是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。
2．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
3．传感器的组成：传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成。
4．传感器应用的一般模式【判一判】(1)传感器可以把非电学量转换为电学量。
(√)(2)传感器可以把力学量(如形变量)转变成电学量。
(√)(3)传感器可以把热学量转变成电学量。
(√)(4)传感器可以把光学量转变成电学量。
(√)二、光敏电阻1．特点：光照越强，电阻越小。
2．原理：无光照时，载流子少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。
3．作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
三、金属热电阻和热敏电阻1．热敏电阻：用半导体材料制成。
可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻。
(1)正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大。
(2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小。
2．金属热电阻：金属的电阻率随温度升高而增大，利用这一特性，金属丝也可以制作成温度传感器，称为热电阻。
【判一判】(1)光敏电阻的阻值随光线的强弱变化，光照越强电阻越小。
(√)(2)热敏电阻在温度升高时阻值变小。
(×)(3)金属热电阻在温度升高时阻值变小。
(×)(4)热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低。
传感器知识点
传感器知识点一、什么是传感器？传感器是一种可以将环境中的物理量或化学量转换为电信号的装置。
它通过感受、测量和探测环境中的各种物理量，如温度、湿度、压力、流量等，并将其转化为可供电子设备处理的电信号。
二、传感器的分类1. 根据测量的物理量分类：- 温度传感器：用于测量环境或物体的温度。
- 压力传感器：用于测量气体或液体的压力。
- 湿度传感器：用于测量空气中的湿度水分含量。
- 光照传感器：用于检测环境中的光照强度。
- 加速度传感器：用于测量物体的加速度。
- 位置传感器：用于测量物体在空间中的位置。
2. 根据测量原理分类：- 电阻型传感器：利用物体电阻值与物理量之间的关系进行测量。
- 电容型传感器：利用物体电容值与物理量之间的关系进行测量。
- 压阻型传感器：利用物体阻值与物理量之间的关系进行测量。
- 磁阻型传感器：利用物体磁阻值与物理量之间的关系进行测量。
- 光电传感器：利用物体与光之间的相互作用进行测量。
三、传感器的应用1. 工业自动化领域：- 温度传感器被广泛用于测量工业过程中的温度，以控制物体的加热或冷却过程。
- 压力传感器用于测量管道中的液体或气体压力，以确保工业过程的正常运行。
- 光照传感器可用于在工业生产线上检测产品的正确定位和识别。
2. 环境监测领域：- PM2.5传感器用于测量空气中的颗粒物含量，以实时监测空气质量。
- 湿度传感器可用于测量土壤湿度，以帮助农民进行精确灌溉。
3. 医疗设备领域：- 心率传感器用于监测患者的心率情况。
- 血糖传感器可用于测量患者的血糖水平。
4. 智能家居领域：- 温度传感器和湿度传感器用于控制智能家居设备，如空调、加湿器等。
- 光照传感器可用于智能家居自动调节照明亮度。
四、未来发展趋势随着物联网技术的发展，传感器在各个领域的应用将越来越广泛。
传感器将更小、更智能化，能够实现更多的功能。
同时，传感器的精度和稳定性也将不断提高，使得测量结果更加准确可靠。
总结：传感器是现代科技发展中不可或缺的重要组成部分。
第5章 1 认识传感器-2常见传感器的工作原理及应用
随堂演练
1.(对传感器的理解)(2019·绵阳市高二期末)关于传感器工作的一般流程， 下列说法正确的是
√A.非电信息→敏感元件→处理电路→电信息
B.电信息→处理电路→敏感元件→非电信息 C.非电信息→敏感元件→电信息→处理电路 D.非电信息→处理电路→敏感元件→电信息
1234
2.(光敏电阻的应用)如图9所示，R3是光敏电阻(光照增强时电阻变小)， 当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势.当用光照射电阻R3 时，则(电源内阻不计)
例3 (多选)如图3所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电 阻，当入射光强度增大时
√A.电压表的示数增大 √B.R2中电流减小
√C.小灯泡的功率增大
D.电路的路端电压增大
图3
解析 当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻随R3的减小 而减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，R1两端电压增大， 电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正 确，D项错误；
判断下列说法的正误.
(1)传感器可以把非电学量转化为电学量.( √ ) (2)光敏电阻的阻值随光照的强弱而变化，光照越强电阻越大.( × )
(3)热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但
灵敏度低.( × ) (4)电阻应变片能够把物体的形变情况转变为电阻的变化.( √ )
重点探究 一、传感器 导学探究 干簧管结构：如图1甲所示，玻璃管内封入了两个软磁性材料 制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁体靠近干簧管时： (1)会发生什么现象，为什么？
(3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示 数为20 mA，这个人的体重是多少？(取g＝ 10 N/kg) 答案 55 kg
传感器1
每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低，以及传感器参数的高稳定性等原因，采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。
按测量目分类
组合型传感器：是由不同单个变换装置组合而构成的传感器。
应用型传感器：是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。
按作用形式分类
按作用形式可分为主动型和被动型传感器。
主动型传感器又有作用型和反作用型，此种传感器对被测对象能发出一定探测信号，能检测探测信号在被测对象中所产生的变化，或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的称为作用型，检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型。雷达与无线电频率范围探测器是作用型实例，而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型实例。
物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。
化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。
生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。
按其构成分类
基本型传感器：是一种最基本的单个变换装置。
用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。
热电阻传感器
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。 传感器（图6）
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
最新人教版高中物理选择性必修二第五章传感器第1节认识传感器 第2节常见传感器的工作原理及应用
2．动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象。图1是动圈式话筒的原理 图，图2是磁带录音机的录音、放音原理图，由图可知下列选项叙述错误的是 ()
(3)电路结构分析： 分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路 输出信号与输入信号间的规律。 (4)执行机构工作分析： 传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得 的信息控制执行机构进行工作的过程。
【典例示范】 (多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况。图甲为某工厂成品包 装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光。每当工件挡住A发出的光 时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图中乙所示。 若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下述说法正确的是( ) A.传送带运动的速度是0.1 m/s B．传送带运动的速度是0.2 m/s C．该传送带每小时输送3 600个工件 D．该传送带每小时输送7 200个工件
IB
UH＝__k__d__。 (3)作用：把磁感应强度这个磁学量转换为_电__压__这个电学量。
二、传感器的工作模式及几种传感器的实际应用 1．传感器的一般工作模式：
2．力传感器的应用——电子秤： (1)组成及敏感元件：由金属梁和_应__变__片__组成，敏感元件是_应__变__片__。 (2)工作原理。
【问题探究】 (1)在电子秤测力时，应变片是如何把物体形变这个力学量转换为电压这个电学 量的？
提示：在电子秤中有一个弹簧钢制成的梁形元件，在梁的上下表面各贴一个应变 片，在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应 变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。力F越大，弯曲形变越大，应变片 的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两 端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小。传感器把这两个电压的差值输 出。力F越大，输出的电压差值也就越大。这样就把物体形变这个力学量转换为 电压这个电学量。
传感器及其应用PPT教学课件(1)
SBA-70型生物传感 在线分析系统
我国第一种实用化的 生物传感器—SBA30型乳酸分析仪
应用领域： 最典型的应用是在医疗卫生行业，医院里各种进行生
化分析的仪器之中……
第三节 传感器及其应用
物理新教 材中增加实验 《传感器的简 单应用》，体 现加强对学生 科技意识和动 手等能力的培 养，有利于学 生的科学文化 素质。
6。将绘画、书法、篆刻和文学艺 术结为一体的是什么画 ？
文字题 1。中国戏曲的源头是什么？
2。哪种剧把中国戏曲推向成熟?
3。江苏昆山今天是国家的著名工业园，也是外商 钟爱的投资地之一，但是在清朝之前曾经产生过 一统戏曲界的剧种，你知道是什么吗？
4。康熙陪其母亲在看京剧？这种说法对吗？ 为什么？ 视听题 1。下列是什么剧？ 2。下列是京剧的什么行当？
第三节 传感器及其应用
科学技术的发展推动传感器技术的进步 上世纪实现的工业生产的自动化，几乎主要依靠传感 器来监视和控制生产过程的各个参数，使设备和系统正常 运行在最佳状态，保证生产的高效率和高质量。
“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点现在 已为全世界所公认。科学技术越发达、自动化程度越高， 对各种传感器的需求越大..
文字题
视听题
1。中国画的特点是什么？ 1。下列作品属于什么时 2。绘画注重以形写神的是谁？ 期？名称是什么？
3。“吴带当风”说的是谁的画 2。请辨认下列属于什 4。隋唐时期，宗教壁画盛极一时么，时期的绘画？ 当时哪个地方的壁画兴盛？
5。中国有这样一幅风俗画，被称为画苑 “国宝”之一。其最早收藏者是宋徽宗 （赵佶）。请问是什么画 ？
第三节 传感器及其应用
信息采集的关键是传感器，传感器的性能在很大程度上 决定着整个信息技术的性能，所以传感器技术已成为现代信 息技术的重要支柱之一，在当代科学技术中占有十分重要的 地位，是高新技术竞争的核心技术之一。其开发研究和生产 能力与应用水平直接影响到科学技术的发展和应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、传感器的概念
１、传感器：把特定的被测信息（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。
这里“可用信号”是指便于处理、传输的信号。
当今电信号最易于处理和便于传输，因此，可以把传感器狭义地定义为：
传感器（狭义定义）：能将外界非电信号转换成电信号输出的器件。
当人类进入光子时代，光信息成为更便于快速、高效地处理与传输的可用信号时，传感器的概念也可以变为：能把外界信息转换成光信号输出的器件。
２、传感器技术：是涉及传感（检测）原理、传感器设计、传感器开发和应用
的综合技术。
传感技术的含义则更为广泛，它是传感器技术、敏感功能材料科学、细微加工技术等多学科技术相互交叉渗透而形成的一门新技术学科——传感器工程学。
３、传感（检测）原理：是指传感器工作所依据的物理、化学和生物效应，并受相应的定律和法则所支配。
如：物理基础的基本定律包括：守恒定律（能量、动量、电荷等），场的定律（包括动力场运动定律、电磁场的感应定律等，其作用与物体在空间的位置及分布有关。
），物质定律（如虎克定律、欧姆定律、半导体材料的各种效应等，表示本身内在性质的定律），统计法则（它把微观系统与宏观系统联系起来的物理法则，它们常与传感器的工作状态有关）。
敏感材料：是传感技术发展的物质基础；此外，传感器的加工技术也是传感技术必不可少的组成部分，现代的微细加工技术、光学刻划技术、光学镀磨技术、扩散及各向异性腐蚀技术等新型加工方法的引入，使传感器的加工上了一个大台阶。
二、传感器的组成
传感器一般由三部分组成：敏感元件、转换元件、测量电路组成。
图0-1传感器的组成
其中，能把非电信息转换成电信号的转换元件，是传感器的核心。
敏感元件是传感器预先将被测非电量变换为另一种易于变换成电量的非电量，然后再变换为电量，如弹性元件。
因此，并非所有传感器都包含这两部分，对于物性型传感器，一般就只有转换元件；而结构型传感器就包括敏感和转换元件两部分。
测量电路，将转换元件输出的电量变成便于显示、记录、控制和处理的有用电信号的电路。
传感器的测量电路，经常采用电桥电路、高阻抗输入电路、脉冲
调宽电路、振荡电路等特殊电路。
三、传感器的分类
按基本效应分：物理型、化学型、生物型等。
按构成原理分：结构型、物性型。
按测量原理分：应变式、电容式、压电式、热电式等。
按能量关系分：能量转换型（自源型）、能量控制型（外源型）。
按输入量分：位移、温度、压力、流量、加速度等。
按输出量分：模拟式、数字式。
传感器，作为测量与控制系统的首要环节，必须具有快速、准确、可靠、经济实现信息转换的基本要求：
１、足够的容量――工作范围或量程足够大、有一定的过载能力。
２、与测量或控制系统匹配性好，转换灵敏度高。
３、精度适当，且稳定性高。
４、反应速度快、工作可靠性好。
５、适用性和适应性强。
对被测对象的状态影响小，不易受外界干扰的影响，使用安全。
６、使用经济，成本低，寿命长，且易于使用、维修和校准。
四、传感器的发展趋势
1、开发新型传感器
进一步探索具有新效应的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型传感器件，物性型传感器亦称固态传感器，它包括半导体、电解质和强磁性体三类。
其中利用量子力学诸效应研制的高灵敏阈传感器，用来检测微弱信号，是传感器技术发展的新趋势，例如，利用核磁共振吸收效应的磁敏传感器，可将检测限扩展到地磁强度的10的7次方，利用约瑟夫逊效应的热噪声温度传感器，可测量10的负6次方的超低温；以及由于光子滞后效应的利用，出现了响应速度极快的红外传感器。
目前最先进的固态传感器，在一块芯片上可同时集成差压、静压、温度三个传感器，使差压传感器具有温度和压力补偿功能。
2、传感器的集成化和多功能化
所谓集成化，就是将敏感元件、信息处理或转换单元以及电源等部分利用半导体技术将其制做在同一芯片上；多功能化则意味着传感器具有多种参数的检测功能，如半导体温湿敏传感器、多功能气体传感器等。
借助于半导体的蒸镀技术、扩散技术、光刻技术、精密加工及组装技术等，使得传感器的这种发展趋势得以实现。
3、传感器的智能化
传感器与微型计算机相结合就形成了智能传感器，它兼有检测和信息处理功能，同时还具有记忆、存储、解析、统计处理及自诊断、自校准、自适应等功能和远距离通讯。
将传感器和计算机的这些功能集成于同一芯片，就形成智能传感器。
4、研究生物传感器和开发仿生传感器
大自然是生物传感器的优秀设计师。
如狗的嗅觉（灵敏阈是人的一百万倍）、鸟的视觉（视力是人的8~50倍）、蝙蝠、飞蛾、海豚的听觉（主动型生物雷达—
—超声波传感器）、蛇的接近觉（分辨力达0.001度的红外测温传感器）等。
所以，这也是传感器的一个发展方向。
5、传感器的图像化
现代的传感器已不再仅限于对于一点的测量，而开始研究一维、二维甚至三维空间的测量问题。
现已研制成功的二维图像传感器，有MOS型、CCD型、CID型全固体式摄像器件等。