现代传感技术及应用
合集下载
相关主题
- 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)。
y a1x a2 x2 a3 x3 a4 x4
采用两个特性相同传感器差动组合，可有效改善非
线性，提高灵敏度。
y1 y2 2 a1x a3x3 a5x5
第一节：现代传感技术概述
静态特性
实际特性曲线与拟合直线间的偏 差程度称为传感器的线性度，通 常用相对误差表示
L
A y0
100 %
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 2.灵敏度：传感器在稳态下输出变化量与输入 变化量之比称为灵敏度 。
Sn
y x
dy dx
第一节：现代传感技术概述
传感技术的发展
➢ 现代信息技术的三大基础是信息的拾取、 传输和处理技术，也就是传感技术、通讯 技术和计算机技术，他们分别构成了信息 技术系统的“感官”、“神经”和“大脑 ”。
第一节：现代传感技术概述
传感技术的发展
没有感官感受信息，或者感官迟钝，都难以 形成高精度高反应速度的控制系统。所以美国 把80年代称作传感技术时代，日本则把传感 技术列为十大技术之首。可见传感技术是一种 和多种现代技术密切相关的尖端技术。
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 1.线性度：也称非线性误差，用以衡量传感器输出 量与输入量之间线性关系的程度。
➢理想传感器的输出y与输入x呈线性关系，则 y a1x
实际传感器的输出y与输入x呈非线性关系，即：
y a0 a1 x a2 x 2 an x n
a0是输入量为零的输出量，a1是线性灵敏度，a2 a是n 非
2l vt
激光制导导弹由三部分组成：导引头，战 斗部、尾翼。 激光照射机常在9万米高空作业，它完全 避开了地面火炮（导弹）的射程。
激光制导
激光制导
由于激光的单色性好，光束的发散角小，敌方 很难对制导系统实施有效干扰，因而使它具有了其 他制导方式无法匹敌的优势。所以，当激光制导武 器攻击固定或活动目标时，就像长了眼睛一样，精 度一般在1米以内，命中率极高。激光制导武器甚 至还可以从通气孔进入，炸毁地下目标，令对方防 不胜防。而激光制导与红外、雷达、GPS等实现复 合制导，更有利于提高制导精度和应付各种复杂的 战场环境，从而发挥全天候作战的优势。
汽车身上的传感器
机油压力传感器
空调温度传感器
里程表传感器
油位传感器
节气阀传感器
车速传感器
传感技术的作用
激光制导技术：以激光为信息载体，把导弹、 炮弹或炸弹引向目标而实施精确打击的先进技术。 在对地面欲打击目标进行照射后，激光制导导弹的 引导头立即接收到了回射的激光，经过滤光片由聚 焦透镜聚焦到探测仪上，形成误差信号；误差信号 再经传感器变成控制信号，再传送到另一飞机的执 行系统最终操纵导弹飞向打击目标。
线性系数。
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 当 a0 时0 ，传感器有四种情况： ➢ 1）理想线性特性：非线性系数为0. y a1x
➢ 2）高次非线性项中仅有奇次项的奇函数特性，
y a1x a3x3 a5 x5
在原点附近很大区域百度文库，输出-输入特性仍接近于理
想直线，且 y(x) y(x)
主要内容
第一章：现代传感技术理论知识 第二章：现代传感技术应用 第三章：现代传感技术实验研究
第一章：现代传感技术理论知识 第一节：现代传感技术概述 第二节：传感技术的信号变换 第三节：接口电路和信号处理
第一节：现代传感技术概述
传感技术的定义
国家标准（GB7665-87）：传感器是一种测量装 置，他能感受或响应被测量，并按照一定的规 律转换成输出量，以满足信息的转换、处理、 存储、记录、显示和控制的要求。传感器是实 现自动化检测和自动化控制的重要环节，他可 以把各种物理量、化学量、生物学量和其他的 非电学量转化为电学量，便于传输、处理和控 制。
第一节：现代传感技术概述
传感技术的应 ➢ 微用电子加工技术、微计算机
技术、信息处理技术及材料
技术等现代工业及日常生活
汽车身上的传感器 ：车用传 感器是汽车计算机系统的输 入装置，它把汽车运行中各 种工况信息，转化成电讯号 输给计算机，以便发动机处 于最佳工作状态。
汽车身上的传感器
温度传感器：冷却液温度传感器；进气温度传感器；车 外温度传感器；车内温度传感器；蒸发器温度传感器 压力传感器：进气管压力传感器 空气流量传感器：叶片式空气流量传感器；量芯式空气 流量传感器；卡门涡旋式空气流量传感器；热线式／热 膜式空气流量传感器 气体浓度传感器：二氧化锆式氧传感器；二氧化钛式氧 传感器 位置与角度传感器：曲轴位置传感器；节气门位置传感 器；车身高度传感器；转向传感器 速度与减速度传感器：车速传感器；轮速传感器；减速 度传感器 爆燃与碰撞传感器
第一节：现代传感技术概述
传感技术的性能参数
➢ 静态特性指被测量各个值处于稳定状态或随时间变 化非常缓慢，传感器输入值与输出值之间的关系， 一般用数学表达式、特性曲线或表格来表示。
➢ 动态特性是传感器输出对随时间变化的输入量的响 应特性。动态特性好的传感器，其输出量随时间变 化曲线与被测量随时间变化的曲线相近。
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 当 a0 时0 ，传感器有四种情况：
➢ 3）高次非线性项中仅有偶次项特性：
y a1x a2 x2 a4 x4
具有此特性的传感器，线性范围窄，对称性差，
y(x) y(x)
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 当 a0 时0 ，传感器有四种情况：
➢ 4）一般特性：
第一节：现代传感技术概述
传感技术的定义
以传感器为核心逐渐外延，和测 量学、微电子学、材料学、信息处理 技术以及计算机技术等先进技术和方 法相互结合形成的一种新的综合、密 集型技术——传感技术
第一节：现代传感技术概述
传感技术的发展
早期传感器的使用，主要以测量物理量为主，如 电位器式、应变式和电感式传感器等是利用机械结 构的位移或变形来完成非电量到电量的变换。由于 新材料、新工艺、新原理的出现，传感器获得了新 的发展：如利用材料的压阻、湿敏、热敏、光敏、 磁敏及气敏等反应，可以把温度、湿度、光量、气 体成分等物理量变换成电量。近年来，微电子技术 和微处理机技术进入传感器领域后，传感技术出现 了新的突破。
采用两个特性相同传感器差动组合，可有效改善非
线性，提高灵敏度。
y1 y2 2 a1x a3x3 a5x5
第一节：现代传感技术概述
静态特性
实际特性曲线与拟合直线间的偏 差程度称为传感器的线性度，通 常用相对误差表示
L
A y0
100 %
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 2.灵敏度：传感器在稳态下输出变化量与输入 变化量之比称为灵敏度 。
Sn
y x
dy dx
第一节：现代传感技术概述
传感技术的发展
➢ 现代信息技术的三大基础是信息的拾取、 传输和处理技术，也就是传感技术、通讯 技术和计算机技术，他们分别构成了信息 技术系统的“感官”、“神经”和“大脑 ”。
第一节：现代传感技术概述
传感技术的发展
没有感官感受信息，或者感官迟钝，都难以 形成高精度高反应速度的控制系统。所以美国 把80年代称作传感技术时代，日本则把传感 技术列为十大技术之首。可见传感技术是一种 和多种现代技术密切相关的尖端技术。
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 1.线性度：也称非线性误差，用以衡量传感器输出 量与输入量之间线性关系的程度。
➢理想传感器的输出y与输入x呈线性关系，则 y a1x
实际传感器的输出y与输入x呈非线性关系，即：
y a0 a1 x a2 x 2 an x n
a0是输入量为零的输出量，a1是线性灵敏度，a2 a是n 非
2l vt
激光制导导弹由三部分组成：导引头，战 斗部、尾翼。 激光照射机常在9万米高空作业，它完全 避开了地面火炮（导弹）的射程。
激光制导
激光制导
由于激光的单色性好，光束的发散角小，敌方 很难对制导系统实施有效干扰，因而使它具有了其 他制导方式无法匹敌的优势。所以，当激光制导武 器攻击固定或活动目标时，就像长了眼睛一样，精 度一般在1米以内，命中率极高。激光制导武器甚 至还可以从通气孔进入，炸毁地下目标，令对方防 不胜防。而激光制导与红外、雷达、GPS等实现复 合制导，更有利于提高制导精度和应付各种复杂的 战场环境，从而发挥全天候作战的优势。
汽车身上的传感器
机油压力传感器
空调温度传感器
里程表传感器
油位传感器
节气阀传感器
车速传感器
传感技术的作用
激光制导技术：以激光为信息载体，把导弹、 炮弹或炸弹引向目标而实施精确打击的先进技术。 在对地面欲打击目标进行照射后，激光制导导弹的 引导头立即接收到了回射的激光，经过滤光片由聚 焦透镜聚焦到探测仪上，形成误差信号；误差信号 再经传感器变成控制信号，再传送到另一飞机的执 行系统最终操纵导弹飞向打击目标。
线性系数。
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 当 a0 时0 ，传感器有四种情况： ➢ 1）理想线性特性：非线性系数为0. y a1x
➢ 2）高次非线性项中仅有奇次项的奇函数特性，
y a1x a3x3 a5 x5
在原点附近很大区域百度文库，输出-输入特性仍接近于理
想直线，且 y(x) y(x)
主要内容
第一章：现代传感技术理论知识 第二章：现代传感技术应用 第三章：现代传感技术实验研究
第一章：现代传感技术理论知识 第一节：现代传感技术概述 第二节：传感技术的信号变换 第三节：接口电路和信号处理
第一节：现代传感技术概述
传感技术的定义
国家标准（GB7665-87）：传感器是一种测量装 置，他能感受或响应被测量，并按照一定的规 律转换成输出量，以满足信息的转换、处理、 存储、记录、显示和控制的要求。传感器是实 现自动化检测和自动化控制的重要环节，他可 以把各种物理量、化学量、生物学量和其他的 非电学量转化为电学量，便于传输、处理和控 制。
第一节：现代传感技术概述
传感技术的应 ➢ 微用电子加工技术、微计算机
技术、信息处理技术及材料
技术等现代工业及日常生活
汽车身上的传感器 ：车用传 感器是汽车计算机系统的输 入装置，它把汽车运行中各 种工况信息，转化成电讯号 输给计算机，以便发动机处 于最佳工作状态。
汽车身上的传感器
温度传感器：冷却液温度传感器；进气温度传感器；车 外温度传感器；车内温度传感器；蒸发器温度传感器 压力传感器：进气管压力传感器 空气流量传感器：叶片式空气流量传感器；量芯式空气 流量传感器；卡门涡旋式空气流量传感器；热线式／热 膜式空气流量传感器 气体浓度传感器：二氧化锆式氧传感器；二氧化钛式氧 传感器 位置与角度传感器：曲轴位置传感器；节气门位置传感 器；车身高度传感器；转向传感器 速度与减速度传感器：车速传感器；轮速传感器；减速 度传感器 爆燃与碰撞传感器
第一节：现代传感技术概述
传感技术的性能参数
➢ 静态特性指被测量各个值处于稳定状态或随时间变 化非常缓慢，传感器输入值与输出值之间的关系， 一般用数学表达式、特性曲线或表格来表示。
➢ 动态特性是传感器输出对随时间变化的输入量的响 应特性。动态特性好的传感器，其输出量随时间变 化曲线与被测量随时间变化的曲线相近。
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 当 a0 时0 ，传感器有四种情况：
➢ 3）高次非线性项中仅有偶次项特性：
y a1x a2 x2 a4 x4
具有此特性的传感器，线性范围窄，对称性差，
y(x) y(x)
第一节：现代传感技术概述
静态特性
➢ 当 a0 时0 ，传感器有四种情况：
➢ 4）一般特性：
第一节：现代传感技术概述
传感技术的定义
以传感器为核心逐渐外延，和测 量学、微电子学、材料学、信息处理 技术以及计算机技术等先进技术和方 法相互结合形成的一种新的综合、密 集型技术——传感技术
第一节：现代传感技术概述
传感技术的发展
早期传感器的使用，主要以测量物理量为主，如 电位器式、应变式和电感式传感器等是利用机械结 构的位移或变形来完成非电量到电量的变换。由于 新材料、新工艺、新原理的出现，传感器获得了新 的发展：如利用材料的压阻、湿敏、热敏、光敏、 磁敏及气敏等反应，可以把温度、湿度、光量、气 体成分等物理量变换成电量。近年来，微电子技术 和微处理机技术进入传感器领域后，传感技术出现 了新的突破。