模块一--传感器基本知识
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第一章 第6页
任务一 认识传感器
想一想： 手机哪些功能与传感器有关？
序号 功能用途
描述
1 屏幕自由旋转 可以切换手机的横屏与竖屏方向 2 计数器功能 计算出人所移动的步数 3 屏幕自动关屏 通话时屏幕接近耳朵就黑屏 4 自动亮度调节 不同光线时，自动调节手机亮度
第一章 第7页
随着科学技术的发展，人体感官所获取的信息，已经不能 满足日常生活生产的需要。于是，就研制了各种传感器。
• 传感器是人类通过仪器探知自然界的触角，它的作用与人 的感官相类似。如果将计算机视为识别和处理信息的“大 脑”，将通信系统比作传递信息的“神经系统”，将执行 器比作人的肌体的话，传感器就相当于人的感官。
• 传感器好比人体感官的延长，有人又称“电五官”
传感器技术
通信技术
计算机技术
自动检测系统
采集、转换信息 传递信息
大家好
1
➢ 在我们日常生活中，使用着各种各样的传感器。 电冰箱的温度传感器; 空调中的温度和湿度传感器; 煤气灶中的煤气泄漏传感器; 电视机中的红外遥控器; 照相机中的光传感器; 汽车中燃料计和速度计等等，不胜枚举。
➢ 传感器给我们的生活带来了很多的便利和帮助
第一章 第2页
➢ 人体器官就是一个天然的 传感器
转换元件是可变电感线圈3， 它把输入的位移量转换成电感的 变化。
第一章 第19页
传感器的分类
1、按被测物理量分类
如：输入量为温度、压力、位移、速度、加速度、
湿度等
Baidu Nhomakorabea
加
湿 度 传 感 器
温压位 速速 度力移 度度 传传传 传传 感感感 感感 器器器 器器
第一章 第20页
传感器的分类
物理传感器主要是利用被测物理量变化时，敏感元件的电 学量发生明显变化的特性制成的。
第一章 第12页
任务二 了解传感器的基本知识 想一想：家里的哪些电子产品与传感器有关呢？ 电子热水器、电视机、冰箱、煤气、炉具、手机、车、麦克风等
第一章 第13页
任务二 了解传感器的基本知识
传感器的定义
传感器是电子器件（测量装置） 传感器是将外界各种非电量转变为电量的电子器件
温度、亮度、重量、流量、 压力、磁场、加速度、……
电压、电流、电荷、电阻、 电容、电感、电动势、……
(物理量、化学量、生物量)
非电量
传感器 电量
按照一定的规律
第一章 第14页
传感器的定义
第一章 第15页
传感器的组成
非电量
敏感元件
转换元件
测量电路 电量
辅助电源
敏感元件：直接感受被测非电量，并将它转换成易测量 的物理量的预变换装置。
敏感元件也叫变换器、检测器、探测器 弹性元件——敏感元件 也叫弹性敏感元件 （应变片、铂电阻）
第一章 第10页
7、话筒 将声音放大后输出。 声波作用在振膜上引 起振动，从而改变两 极板间电容量的变化， 引起极板上电荷 量的
改变，电荷量随时间 变化形成高变电流， 流经电阻R上在两端 产生压降，在经过放 大器输出高变信号 8、自动报警器 车的遥控钥匙
第一章 第11页
9、酒精测试仪 10、自动干手器
传感器的分类
3、按工作原理分类
① 应变式传感器 ② 电容式传感器 ③ 电感式传感器 ④ 压电式传感器 ⑤ 热电式传感器
……
第一章 第24页
传感器的分类
4、按结构型和物性型分类 结构型 主要是通过机械结构的几何形状或尺寸的变化 将外界被测量转换为相应电阻、电感、电容等物 理量的变化，从而检测出被测量信号。这种传感 器目前应用的最为普遍。 物性型 利用某些材料本身物理性质的变化而实现测量。 它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材 料的固态器件。
3、按工作原理分类 传感器的测量原理主要是依据物理学各种定律
和效应以及化学原理和固体物理学理论。 如：根据变电阻的原理，相应的有电位计式、 应变式传感器；
根据变磁原理工作的有电感式、差动变压 器式、电涡流式等传感器。 根据半导体有关理论，则相应的有半导体力 敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。
第一章 第23页
1、楼道声光控灯
有声音和晚上的时候，灯 才点亮。
2、电饭锅
锅内温控材料的温度达到 一定温度时，温控开关启 动停止加热。
第一章 第8页
3、电子称 很快称出物体质量。
4、电子温度计 能精确测出人的体温，人 在不同体温时。发射的红 外线强度不同。
第一章 第9页
5、电熨斗 达到一定温度时，自动断电
6、自动门 当人靠近时，自动开门
第一章 第16页
传感器的组成
非电量
敏感元件
转换元件
测量电路 电量
辅助电源
转换元件：将敏感元件感受的非电量直接转换为 电量。
并非所有的传感器都包括敏感元件和转换元件 （热敏电阻，压电晶体，热电偶，光电器件）
第一章 第17页
传感器的组成
非电量
敏感元件
转换元件
测量电路 电量
辅助电源
测量电路：将转换元件输出的电量变成便于显示、 传输、记录、控制和处理的有用电量（如电压、电 流、频率等） 测量电路即是信号调节与转换电路——放大器、电 桥、振荡器、阻抗变换器
第一章 第18页
传感器的组成
example
图是一种气体压力传感器的示意图。膜盒2的下半部 与壳体1固接，上半部通过连杆与磁芯4相连，磁芯4置于 两个电感线圈3中，后者接入转换电路5。
膜盒就是敏感元件，其外部与 大气压力相通，内部感受被测压 力，当压力变化时，引起膜盒上 半部移动，即输出相应的位移量。
处理信息
执行机构
执行
第一章 第5页
传感器技术的作用和地位
构成现代信息技术的三大支柱是： • 传感器技术（信息采集）； • 通信技术 （信息传输）； • 计算机技术（信息处理）；
它们在信息系统中分别起到 “感官”、“神经”和“大脑”的作用。
在利用信息的过程中首先要解决获取准确可靠的 信息，而传感器是获取信息的主要途径和手段。
第一章 第21页
传感器的分类
化学传感器主要是利用把化学物质的成分、浓度等化学量转 换为电学量的敏感元件制成的。
生物型传感器是利用生物体组织的各种生物、化学与物理效 应制成的，如酶传感器、免疫传感器。
目前，传感器已经深入到了日常生活、生产、科学研究、 军事技术等各个领域。
第一章 第22页
传感器的分类
人们通过五官来感受外界事 物的变化
• 眼（视觉） • 耳（听觉） • 鼻（嗅觉） • 皮肤（触觉） • 舌（味觉）
感知外界信息 → 大脑 → 肌体
第一章 第3页
感官 信息获取
神经 信息传送
大脑 信息处理
肢体 执行
如果把人体看作是一个信息系统的话，那么眼 耳口鼻皮肤等感官就是这个系统的传感器
第一章 第4页
任务一 认识传感器
想一想： 手机哪些功能与传感器有关？
序号 功能用途
描述
1 屏幕自由旋转 可以切换手机的横屏与竖屏方向 2 计数器功能 计算出人所移动的步数 3 屏幕自动关屏 通话时屏幕接近耳朵就黑屏 4 自动亮度调节 不同光线时，自动调节手机亮度
第一章 第7页
随着科学技术的发展，人体感官所获取的信息，已经不能 满足日常生活生产的需要。于是，就研制了各种传感器。
• 传感器是人类通过仪器探知自然界的触角，它的作用与人 的感官相类似。如果将计算机视为识别和处理信息的“大 脑”，将通信系统比作传递信息的“神经系统”，将执行 器比作人的肌体的话，传感器就相当于人的感官。
• 传感器好比人体感官的延长，有人又称“电五官”
传感器技术
通信技术
计算机技术
自动检测系统
采集、转换信息 传递信息
大家好
1
➢ 在我们日常生活中，使用着各种各样的传感器。 电冰箱的温度传感器; 空调中的温度和湿度传感器; 煤气灶中的煤气泄漏传感器; 电视机中的红外遥控器; 照相机中的光传感器; 汽车中燃料计和速度计等等，不胜枚举。
➢ 传感器给我们的生活带来了很多的便利和帮助
第一章 第2页
➢ 人体器官就是一个天然的 传感器
转换元件是可变电感线圈3， 它把输入的位移量转换成电感的 变化。
第一章 第19页
传感器的分类
1、按被测物理量分类
如：输入量为温度、压力、位移、速度、加速度、
湿度等
Baidu Nhomakorabea
加
湿 度 传 感 器
温压位 速速 度力移 度度 传传传 传传 感感感 感感 器器器 器器
第一章 第20页
传感器的分类
物理传感器主要是利用被测物理量变化时，敏感元件的电 学量发生明显变化的特性制成的。
第一章 第12页
任务二 了解传感器的基本知识 想一想：家里的哪些电子产品与传感器有关呢？ 电子热水器、电视机、冰箱、煤气、炉具、手机、车、麦克风等
第一章 第13页
任务二 了解传感器的基本知识
传感器的定义
传感器是电子器件（测量装置） 传感器是将外界各种非电量转变为电量的电子器件
温度、亮度、重量、流量、 压力、磁场、加速度、……
电压、电流、电荷、电阻、 电容、电感、电动势、……
(物理量、化学量、生物量)
非电量
传感器 电量
按照一定的规律
第一章 第14页
传感器的定义
第一章 第15页
传感器的组成
非电量
敏感元件
转换元件
测量电路 电量
辅助电源
敏感元件：直接感受被测非电量，并将它转换成易测量 的物理量的预变换装置。
敏感元件也叫变换器、检测器、探测器 弹性元件——敏感元件 也叫弹性敏感元件 （应变片、铂电阻）
第一章 第10页
7、话筒 将声音放大后输出。 声波作用在振膜上引 起振动，从而改变两 极板间电容量的变化， 引起极板上电荷 量的
改变，电荷量随时间 变化形成高变电流， 流经电阻R上在两端 产生压降，在经过放 大器输出高变信号 8、自动报警器 车的遥控钥匙
第一章 第11页
9、酒精测试仪 10、自动干手器
传感器的分类
3、按工作原理分类
① 应变式传感器 ② 电容式传感器 ③ 电感式传感器 ④ 压电式传感器 ⑤ 热电式传感器
……
第一章 第24页
传感器的分类
4、按结构型和物性型分类 结构型 主要是通过机械结构的几何形状或尺寸的变化 将外界被测量转换为相应电阻、电感、电容等物 理量的变化，从而检测出被测量信号。这种传感 器目前应用的最为普遍。 物性型 利用某些材料本身物理性质的变化而实现测量。 它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材 料的固态器件。
3、按工作原理分类 传感器的测量原理主要是依据物理学各种定律
和效应以及化学原理和固体物理学理论。 如：根据变电阻的原理，相应的有电位计式、 应变式传感器；
根据变磁原理工作的有电感式、差动变压 器式、电涡流式等传感器。 根据半导体有关理论，则相应的有半导体力 敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。
第一章 第23页
1、楼道声光控灯
有声音和晚上的时候，灯 才点亮。
2、电饭锅
锅内温控材料的温度达到 一定温度时，温控开关启 动停止加热。
第一章 第8页
3、电子称 很快称出物体质量。
4、电子温度计 能精确测出人的体温，人 在不同体温时。发射的红 外线强度不同。
第一章 第9页
5、电熨斗 达到一定温度时，自动断电
6、自动门 当人靠近时，自动开门
第一章 第16页
传感器的组成
非电量
敏感元件
转换元件
测量电路 电量
辅助电源
转换元件：将敏感元件感受的非电量直接转换为 电量。
并非所有的传感器都包括敏感元件和转换元件 （热敏电阻，压电晶体，热电偶，光电器件）
第一章 第17页
传感器的组成
非电量
敏感元件
转换元件
测量电路 电量
辅助电源
测量电路：将转换元件输出的电量变成便于显示、 传输、记录、控制和处理的有用电量（如电压、电 流、频率等） 测量电路即是信号调节与转换电路——放大器、电 桥、振荡器、阻抗变换器
第一章 第18页
传感器的组成
example
图是一种气体压力传感器的示意图。膜盒2的下半部 与壳体1固接，上半部通过连杆与磁芯4相连，磁芯4置于 两个电感线圈3中，后者接入转换电路5。
膜盒就是敏感元件，其外部与 大气压力相通，内部感受被测压 力，当压力变化时，引起膜盒上 半部移动，即输出相应的位移量。
处理信息
执行机构
执行
第一章 第5页
传感器技术的作用和地位
构成现代信息技术的三大支柱是： • 传感器技术（信息采集）； • 通信技术 （信息传输）； • 计算机技术（信息处理）；
它们在信息系统中分别起到 “感官”、“神经”和“大脑”的作用。
在利用信息的过程中首先要解决获取准确可靠的 信息，而传感器是获取信息的主要途径和手段。
第一章 第21页
传感器的分类
化学传感器主要是利用把化学物质的成分、浓度等化学量转 换为电学量的敏感元件制成的。
生物型传感器是利用生物体组织的各种生物、化学与物理效 应制成的，如酶传感器、免疫传感器。
目前，传感器已经深入到了日常生活、生产、科学研究、 军事技术等各个领域。
第一章 第22页
传感器的分类
人们通过五官来感受外界事 物的变化
• 眼（视觉） • 耳（听觉） • 鼻（嗅觉） • 皮肤（触觉） • 舌（味觉）
感知外界信息 → 大脑 → 肌体
第一章 第3页
感官 信息获取
神经 信息传送
大脑 信息处理
肢体 执行
如果把人体看作是一个信息系统的话，那么眼 耳口鼻皮肤等感官就是这个系统的传感器
第一章 第4页