《传感器技术与应用》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
传感器技术与应用(第2版) 第4章 光电式传感器
射光以不同频率的正弦频率调制时，光敏元 件输出的光电流I和灵敏度S会随调制频率f而 变化，它们的关系为：
I = F1（f ）
或
S = F2（f ）
称为频率特性。以光生伏打效应原理工作的
光敏元件（如光电池）频率特性较差，
以内光电效应原理工作的光敏元件（如 光敏电阻）频率特性更差。
图4 -11各种光敏元件的频率响应
(a)光敏电阻器；(b)光电池；(c)光敏三极管
5.温度特性
部分光敏器件输出受温度影响较大。
光敏电阻，当温度上升时，暗电流增大， 灵敏度下降。
光敏晶体管，由于温度变化对暗电流影响 非常大，并且是非线性的，给微光测量带来 较大误差。
光电池受温度的影响主要表现在开路电压 随温度增加而下降，短路电流随温度上升缓 慢增加。
第4章 光电式传感器
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8
光电效应 光电器件 红外线传感器 色彩传感器 CZG－GD－500系列紫外火焰传感器 光纤传感器 光传感器应用实例 实训
4.1 光电效应
4.1 光电效应
光电元件的理论基础是光电效应。
红外线传感器可以检测到这些物体发射出 的红外线，用于测量、成象或控制。
用红外线作为检测媒介，来测量某些非电 量，比可见光作为媒介的检测方法要好。其 优越性表现在：
(1) 红外线（指中、远红外线）不受周围可见 光的影响，故可在昼夜进行测量。
(2) 由于待测对象发射出红外线，故不必设光 源。
图 4 -14 热释电红外传感器等效电路
4.PVF2 热释电红外传感器 PVF2是聚偏二氟乙烯的缩写，是一种经
过特殊加工的塑料薄膜。
I = F1（f ）
或
S = F2（f ）
称为频率特性。以光生伏打效应原理工作的
光敏元件（如光电池）频率特性较差，
以内光电效应原理工作的光敏元件（如 光敏电阻）频率特性更差。
图4 -11各种光敏元件的频率响应
(a)光敏电阻器；(b)光电池；(c)光敏三极管
5.温度特性
部分光敏器件输出受温度影响较大。
光敏电阻，当温度上升时，暗电流增大， 灵敏度下降。
光敏晶体管，由于温度变化对暗电流影响 非常大，并且是非线性的，给微光测量带来 较大误差。
光电池受温度的影响主要表现在开路电压 随温度增加而下降，短路电流随温度上升缓 慢增加。
第4章 光电式传感器
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8
光电效应 光电器件 红外线传感器 色彩传感器 CZG－GD－500系列紫外火焰传感器 光纤传感器 光传感器应用实例 实训
4.1 光电效应
4.1 光电效应
光电元件的理论基础是光电效应。
红外线传感器可以检测到这些物体发射出 的红外线，用于测量、成象或控制。
用红外线作为检测媒介，来测量某些非电 量，比可见光作为媒介的检测方法要好。其 优越性表现在：
(1) 红外线（指中、远红外线）不受周围可见 光的影响，故可在昼夜进行测量。
(2) 由于待测对象发射出红外线，故不必设光 源。
图 4 -14 热释电红外传感器等效电路
4.PVF2 热释电红外传感器 PVF2是聚偏二氟乙烯的缩写，是一种经
过特殊加工的塑料薄膜。
传感器应用技术PPT课件
风速，流速，流量；
声： 声压，噪声
温度： 温度，热量，比热
磁： 磁通，磁场
光： 亮度，色彩
2.按工作原理分类： 磁电式，热电式，机械式，电气式，光学式，流体式等
1.传感器在工业检测和自动控制系统中的应用
压力传感器
流量传感器
2.传感器与家用电器 麦克风是一种将声音信号转换为电信号的传感器
声-----电磁感应-------电流
传感器技术
sensor Technology
目录/Contents
01 本课程的特点和教学内容 02 什么是传感器 03 传感器作用和地位 04 传感器现状和国内外发展趋势 05 传感器检测系统组成原理 06 传感器定义、组成和分类
01
本课程的特点和教学内容
1 本课程的特点 2 本学期授课计划及教学内容
红外传感器---能看到人眼看不到的东西
04 3
传感器现状和国内外发展趋势
需求和生产呈上升趋势 在尖端领域，与世界其他国家差距还是很大 传感器是光学、力学等多学科综合性课程
05 传感器检测系统的组成原理
被测 非电量
有用 敏感元件 非电量
转换元件
有用 电量
基本转换电 路
输出 电量
转换元件
输出量为电量的传感器，一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路 三部分组成。
的原理确定。
电子秤—压力传感器 电子秤—传感器
空调—温度传感器
电视机、遥控—红 烟雾报警器—对烟雾敏 指纹考勤器—电容/光
外传感器
感传感器
学传感器
• 电子秤：精确地、快速的测量，内有一个压力传感器，把压力编程电信号 • 数码相机：能把光学影像变成数字化影像，内有一个光学的图像传感器， • 空调-为什么能吹出设定的温度的风？因为内出风口有温度传感器，能实现实时监控 • 电视机遥控器---遥控器按下按钮能发射一束编码了的红外限号，电视机或空调接受相应的信号，有一个红外传感器。 • 烟雾报警器---消防上应用广泛，有一个队烟雾比较敏感的传感器。 • 指纹考勤机---有一个图像传感器，可以是光学传感器，也可以是一个电容传感器，能把电容信号变化成数字化的信号。
《传感器及其应用》课件
传感器将在智能交通、智能医疗、环境监测等领域发挥更大作用，提升生活品质和工业 效率。
传感器根据测量物理量的不同可分为温度传 感器、光电传感器、压力传感器等。
3 传感器的基本结构
传感器由感知元件、转换元件和输出元件组 成，实现环境参数到电信号的转换。
4 传感器的工作原理
传感器通过感知元件对环境参数进行测量， 并将这些信号转换为电信号，用于后续处理 和分析。
二、传感器的应用
1 温度传感器
4
智能质量检测
利用传感器对产品进行在线检测和质量监控，提高产品质量和一致性。
五、传感器的发展趋势
1 传感器的技术革新
传感器技术在小型化、集成化、智能化方面不断创新，提供更多应用场景和功能。
2 传感器市场的前景
随着物联网和智能化的发展，传感器市场将持续增长，成为未来重要的产业。
3 传感器应用的未来发展
《传感器及其应用》PPT 课件
欢迎来到《传感器及其应用》的课程介绍PPT。在本课程中，我们将探讨传 感器的概念、工作原理以及在不同领域的应用，包括智能家居和制造业。让 我们一起开始吧！
一、传感器的概念
1 传感器定义
2 传感器分类
传感器是一种能够对周围环境进行感知和测 量的装置，将环境参数转化为可用的电信号。
用于测量环境温度，广泛 应用于气候控制、工业过 程监测等。
2 光电传感器
可感知光信号的存在和强 度，常用于自动化控制、 光电开关等领域。
3 压力传感器
测量压力或压力变化，广 泛应用于汽车、航空航天 等工业领域。
4 气体传感器
用于检测空气中的不同气体成分，常用于环 境监测、气体泄漏报警等。
5 液位传感器
测量液体的高度和变化，广泛应用于液体储 罐、水处理等领域。
传感器根据测量物理量的不同可分为温度传 感器、光电传感器、压力传感器等。
3 传感器的基本结构
传感器由感知元件、转换元件和输出元件组 成，实现环境参数到电信号的转换。
4 传感器的工作原理
传感器通过感知元件对环境参数进行测量， 并将这些信号转换为电信号，用于后续处理 和分析。
二、传感器的应用
1 温度传感器
4
智能质量检测
利用传感器对产品进行在线检测和质量监控，提高产品质量和一致性。
五、传感器的发展趋势
1 传感器的技术革新
传感器技术在小型化、集成化、智能化方面不断创新，提供更多应用场景和功能。
2 传感器市场的前景
随着物联网和智能化的发展，传感器市场将持续增长，成为未来重要的产业。
3 传感器应用的未来发展
《传感器及其应用》PPT 课件
欢迎来到《传感器及其应用》的课程介绍PPT。在本课程中，我们将探讨传 感器的概念、工作原理以及在不同领域的应用，包括智能家居和制造业。让 我们一起开始吧！
一、传感器的概念
1 传感器定义
2 传感器分类
传感器是一种能够对周围环境进行感知和测 量的装置，将环境参数转化为可用的电信号。
用于测量环境温度，广泛 应用于气候控制、工业过 程监测等。
2 光电传感器
可感知光信号的存在和强 度，常用于自动化控制、 光电开关等领域。
3 压力传感器
测量压力或压力变化，广 泛应用于汽车、航空航天 等工业领域。
4 气体传感器
用于检测空气中的不同气体成分，常用于环 境监测、气体泄漏报警等。
5 液位传感器
测量液体的高度和变化，广泛应用于液体储 罐、水处理等领域。
传感器技术及应用ppt课件
传感器的分类及对它的一般要求
传感器的分类
1. 按传感器的工作机理：物理型，化学型、生物型等； 2. 按构成原理：结构型与物性型两大类； 结构型：依靠传感器结构参数的变化实现信号转变，如：电容 式压力传感器 物性型：依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变 换。如：水银温度计
3. 根据传感器的能量转换情况：能量控制型和能量转换型两大类； 能量转换型：直接由被测对象输入能量使其工作。如：热电偶 温度计。
课程教材和参考书
教材： 唐文彦主编《传感器》第四版 机械工业出版社 参考书： 1. 强锡富主编《传感器》第三版 机械工业出版社 ，2002 2. 余瑞芬主编.传感器原理.北京:航空工业出版社,1995 3. 王化祥，张淑英编著.传感器原理及应用.天津大学出版社，1999 4. 刘迎春，叶湘滨编著.传感器原理设计与应用，国防科技大学出版 社，1997
包含的意思：
1. 传感器是测量装置，能完成检测任务；
2. 他的输入时某一种被测量，可能是物理量，也可能是化学量、 生物量等。 3. 他的输出量是某种物理量，这种量便于传输、转换、处理、 显示等等，这种量不一定是电量，还可以是气压、光强等物理 量，但主要是电物理量
2.组成：传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路 三部分组成，组成框图见图0-1.
发开新型传感器：利用物理现象、化学反应和 生物效应是各种传感器工作的基本原理，所以发现 新现象与新效应是研制新型传感器的重要基础，其 意义极为深远。例如日本夏普公司利用超导技术研 制成功高温超导 磁传感器，是传感器技术的重大突 破，其灵敏应比霍尔器件高，仅次于超导量子干涉器 件．而其制造工艺远比超导量子干涉器件简单，它可 用于磁成像技术，具有广泛推广价值。 开发新材料：传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学的进步．人们在制 造时，可任意控制它们的成分，从而可以设计制造用于各种传感器的功能材料。 采用新工艺：主要指微细加工技术，又称为微机械加工技术 集成化、多功能化与智能化： 传感器体积更小，功能更多，自动分析处理信号（数 据） 的能力更强。
《传感器技术及应用》课件——初识传感器
下图为国外各大传感器厂商及产品类型、领域
三 传感器国内外市场
下图为国内各大传感器厂商及产品领域
四 产业上下游
根据中国高端芯片联盟和中国信通院发布关于智能传感器的产业地图，产业链具体包括研 发、设计、制造、封装、测试、软件、芯片及解决方பைடு நூலகம்、系统/应用这八个环节，各环节的技术壁 垒高。
四 产业上下游
三 传感器国内外市场
2019年国内企业产值约为37亿美元，预计 2022年国内产值将达到 95亿美元，复合年均增长率 为37%。根据中国信息通信院预测，2022年中国智能传感器市场规模将达到 137 亿美元，意味 着本土化率将从 2015 年的 13%提升到 2022年的 46%。
三 传感器国内外市场
（2 ） 汽车电子：智能驾驶 ADAS 系统带动摄像头和雷达市场增长。预计 到 2022 年，国内摄像头市场规模将达278 亿元，毫米波雷达市场规模将达 371 亿元，激光雷达市场规模将达 275 亿元。
（3 ） 工业电子：智能机器人传感器全球市场规模增长速度快，2022年将 超 207 亿美元。
（4 ） 医疗 电子：医疗传感器市场空间巨大，2024 年全球市场规模增至 185 亿美元。
全球市场的众多产品中，CMOS图像传感器市占率最高，占据全球近 45%的市场份额，其次 是指纹传感器、压力传感器、射频识别传感器，三者市占率均为 9%。
三 传感器国内外市场
根据 Global Market Insights 最新的数据统计， 2015 年，美洲地区占据了全球市场的最大份 额，亚太地区（中国、日本、韩国、印度、澳大利亚）位居第二，占领了 23%的市场份额。美洲 地区预计在 2022 年前将一直主导智能传感器市场。而亚太地区由于汽车和消费电子领域等下游 产业的带动，则成为市场规模增长最快的地区。
三 传感器国内外市场
下图为国内各大传感器厂商及产品领域
四 产业上下游
根据中国高端芯片联盟和中国信通院发布关于智能传感器的产业地图，产业链具体包括研 发、设计、制造、封装、测试、软件、芯片及解决方பைடு நூலகம்、系统/应用这八个环节，各环节的技术壁 垒高。
四 产业上下游
三 传感器国内外市场
2019年国内企业产值约为37亿美元，预计 2022年国内产值将达到 95亿美元，复合年均增长率 为37%。根据中国信息通信院预测，2022年中国智能传感器市场规模将达到 137 亿美元，意味 着本土化率将从 2015 年的 13%提升到 2022年的 46%。
三 传感器国内外市场
（2 ） 汽车电子：智能驾驶 ADAS 系统带动摄像头和雷达市场增长。预计 到 2022 年，国内摄像头市场规模将达278 亿元，毫米波雷达市场规模将达 371 亿元，激光雷达市场规模将达 275 亿元。
（3 ） 工业电子：智能机器人传感器全球市场规模增长速度快，2022年将 超 207 亿美元。
（4 ） 医疗 电子：医疗传感器市场空间巨大，2024 年全球市场规模增至 185 亿美元。
全球市场的众多产品中，CMOS图像传感器市占率最高，占据全球近 45%的市场份额，其次 是指纹传感器、压力传感器、射频识别传感器，三者市占率均为 9%。
三 传感器国内外市场
根据 Global Market Insights 最新的数据统计， 2015 年，美洲地区占据了全球市场的最大份 额，亚太地区（中国、日本、韩国、印度、澳大利亚）位居第二，占领了 23%的市场份额。美洲 地区预计在 2022 年前将一直主导智能传感器市场。而亚太地区由于汽车和消费电子领域等下游 产业的带动，则成为市场规模增长最快的地区。
传感器原理及应用ppt课件
香港理工AGV模型
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23
传感器在生物医学上的应 用
• 对人体的健康状况进行 • 诊断需要进行多种生理 • 参数的测量。 • 国内已经成功地开 • 发出了用于测量近红外 • 组织血氧参数的检测仪 • 器。人类基因组计划的研究
也大大促进了对酶、免疫、 微生物、细胞、DNA、RNA、 蛋白质、嗅觉、味觉和体液 组份以及血气、血压、血流 量、脉搏等传感器的研究。
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32
传感器的分类
2、按传感器工作机理分类－续2
（3）化学传感器 是利用化学反应的原理，把无机和有机化学物质的成分、浓度等 转换为电信号的传感器。如：离子选择性电极。
（4）生物传感器 是一种利用生物活性物质选择性的识别和测定生物化学物质的传 感器。近年来发展很快。
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33
13
可编辑课件PPT
14
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15
在汽车、机床、电机、发动机等产品出厂 时，必须对其性能质量检测
• 图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括
润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机
转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以
了解产品质量。
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16
• 汽车扭距测量 机床加工精度测量
传感器的分类
3、按信息能量变换方式分类
在传感器内部，信息的传递与变换伴随着能量 的流动。
（1）能量变换型：传感器从被测对象中获取能 量，用于直接输出。如：热电偶、光电池、压 电式、电磁感应式、固体电解质气敏传感器等。
（2）能量控制型：传感器从被测对象中获取能 量，用于控制激励源，故又称有源型传感器。 如：电阻式、电感式、电容式、霍尔式、…。
《传感器技术与应用》教学课件6-2 磁栅传感器用于数控机床的位移检测
磁栅传感器用于数控机床的位移检测
传
感
磁盘圆柱
器 面上的磁信号
技 由磁头读取，
术 安装时在磁头
与 与磁盘之间应
应 有微小的间隙
用 以免磨损。
圆磁栅示意图
磁栅传感器用于数控机床的位移检测
传
感
磁头的结构和原理
器 技 术 与
磁栅上的磁信号先由录磁头录好，再由读 磁头读出，按读取信号方式的不同，磁头 可分为动态磁头和静态磁头两种 。
米。
技 术
式位移传感器。
与
应
用
磁栅传感器用于数控机床的位移检测
传
资讯
感 器 技 术 与 应 用
磁栅传感器也是一种用于检测位移的传感器。 它的价格低于光栅，具有制作简单，易于安装， 调整方便，测量范围宽（0.001ｍｍ～十几ｍ）， 抗干扰能力强等特点。磁栅可分为长磁栅和圆磁 栅，长磁栅主要用于直线位移的测量，圆磁栅主 要用于角位移的测量。磁栅传感器在大型机床的 数字检测和自动化机床的自动控制等方面得到广
用
Hale Waihona Puke 磁栅传感器用于数控机床的位移检测
磁栅传感器的组成和测量原理
传 感 器
1．组成：磁栅式传感器主要由磁栅、磁头和检测电路 组成。
技 2．测量原理：磁栅上录有等间距的磁信号，它是利用
术 磁带录音的原理将等节距的周期变化的电信号(正弦波
与 或矩形波)用录磁的方法记录在磁性尺子或圆盘上而制
应 成的。
用
当磁栅传感器工作时，磁头相对于磁栅有一定的
泛应用。
磁栅传感器用于数控机床的位移检测
静态磁头
传 感 器 技 术 与 应 用
磁尺
固定孔
磁栅传感器的外形结构
《传感器技术与应用》 ppt课件
§ 2.1.1 智能传感器
三、智能传感器的功能
由于智能传感器引入了微处理器进行信息处理、逻辑思维、推理判断 ，使其除了传统传感器的检测功能外，还具有数据处理、数据存储、数据 通信等功能，其功能已经延伸至仪器的领域。具体功能包括：
(1) 自校零、 自标定、 自校正、自适应量程功能； (2) 自补偿功能； (3) 自诊断（自检）功能； (4) 信息处理与数据存储记忆功能； (5) 双向通信和数字输出功能； (6) 组态功能。
§ 2.1.2 模糊传感器
一、模糊传感器概述
模糊传感器是在经典传感器数值测量的基础上经过模糊推理与知识集成，以自 然语言符号的描述形式输出的传感器。具体地说，将被测量值范围划分为若干个区间 ，利用模糊集理论判断被测量值的区间，并用区间中值或相应符号进行表示，这一过 程称为模糊化。对多参数进行综合评价测试时，需要将多个被测量值的相应符号进行 组合模糊判断，最终得出测量结果。模糊传感器的一般结构下图所示。信息的符号表 示与符号信息系统是研究模糊传感器的核心与基石。
普通传感器
信号调理电路 外壳
微处理器 总线接口 数字总线
§ 2.1.1 智能传感器
五、智能传感器的实现
(1) 模块化方式 目前，国内外已有不少此类产品。此类智能传感器各部件可以封装在一个外 壳中，也可分开设置，其集成度不高、体积较大。智能传感器的模块化实现方式 一般采用SMBus总线、RS-232、RS-422、RS-485、USB、CAN等总线，目 前ZigBee、WiFi、蓝牙等无线传输方式也广泛应用于智能传感器。
§ 2.1.3 微传感器
三、典型微传感器
（1）压阻式微传感器 压阻式微压力传感器的原理结构及其截面 分别如右图所示。在硅基框架上形成有硅薄膜 层，通过扩散工艺在该膜层上形成半导体压敏 电阻，并用蒸镀法制成电极，构成电桥。根据 所采用蚀刻工艺不同，压阻式微压力传感器中 的硅膜片可做成圆形或方形结构。膜片一侧与 被测系统相连接，称为“高压腔”，另一侧为 “低压腔”，低压腔可与大气相连，可以参考 气压，也可抽成真空。根据压阻效应，膜片受 压力作用时，在膜片两侧形成压差，导致膜片 变形，引起压敏电阻的阻值变化，经与之相联 的电桥电路可将这种阻值变化转换为电桥输出 电压的变化（一般为几个毫伏）。
传感器原理与应用课件
磁学传感器
总结词
利用磁场变化进行检测的传感器 。
工作原理
基于霍尔效应、磁阻效应等磁学原 理，将磁场变化转换为电信号。
应用领域
磁场检测、电流检测、位置检测等 。
光学传感器
总结词
利用光学原理进行检测的 传感器。
工作原理
基于光电效应、干涉、衍 射等光学原理，将光信号 转换为电信号。
应用领域
图像辨认、光谱分析、环 境监测等。
温度传感器
温度传感器是一种能够将温度信号转换为可测量的电 信号的装置。它广泛应用于温度测量和控制领域，如
工业炉温、环境温度、体温等。
输标02入题
温度传感器的工作原理基于热电效应或热电阻效应。 热电效应是指温度变化引起电势变化，而热电阻效应 则是温度变化引起电阻值变化。
01
03
温度传感器的应用非常广泛，如空调系统、冰箱制冷 系统、温室温度监测等。它们能够实时监测温度变化
02
性能优化
01
03
考虑提高传感器的准确性、 稳定性、响应速度和可靠性
。
改进建议
04
05
根据实际使用情况和测试结 果，提出改进建议，进一步
提高传感器的性能。
06
传感器实例分析
压力传感器
压力传感器是一种能够将压力信号转 换为可测量的电信号的装置。它广泛 应用于各种领域，如工业控制、汽车 电子、医疗设备等。
考虑材料的稳定性、可靠性、成本和可加工性。
材料选择与制备
1. 准备原材料
根据选定的材料，准备所需的原材料。
2. 加工与成型
对原材料进行加工和成型，以获得所需的传感器结构 。
3. 表面处理
对传感器的表面进行适当的处理，以提高其性能和稳 定性。
《传感器应用技术》课件
总结
1 应用技术的优势
传感器应用技术能够实现智能化控制、提高效率和安全性，推动社会发展和产业升级。
2 应用技术的挑战
传感器应用技术面临着可靠性、成本、标准化等挑战，需要不断创新和改进。
3 发展趋势
未来，传感器应用技术将朝着智能化、互联化和可持续发展的方向发展。
传感器的原理
传感器的工作原理是基于物理现象或化学反应，并将其转换成可以测量的信 号。 常见的传感器原理包括电阻、电磁感应、压力、光电、温度、声音等。
传感器的应用
工业自动化
传感器在工业生产中起着关键作用，用于监测和控制各种参数，提高生产效率与质量。
智能家居
传感器在智能家居系统中用于自动化控制、安全监测和能源管理，提供更智能、便捷和舒适 的居家环境。
选型案例
通过典型传感器的选型案例， 了解如何根据应用需求选择最 合适的传感器。
传感器的发展趋势Βιβλιοθήκη 1技术的发展历程传感器技术经历了长足的发展，不断推动着各行各业的创新和进步。
2
技术的发展趋势
随着物联网、人工智能和大数据的发展，传感器技术将更加智能化、多样化和高效化。
3
应用的前景
未来，传感器将在智能城市、智能交通、环境监测等领域发挥更广泛的作用。
智能医疗
传感器在医疗设备和监护系统中发挥重要作用，用于监测患者的生理参数，提供实时数据和 诊断支持。
传感器选择与设计
参数选择
在选择传感器时，需要考虑适 用范围、精度、响应速度等参 数，以满足特定应用的需求。
设计要点
在传感器设计中，需要考虑电 路设计、信号处理、防护措施 等关键因素，以确保性能和可 靠性。
《传感器应用技术》PPT 课件
感谢大家来参加《传感器应用技术》PPT课件。在本课程中，我们将深入了解 传感器的定义、原理和应用，以及传感器选择和设计的要点。让我们一起探 索传感器技术的未来发展趋势！
传感器技术及应用课件
2、光纤传感器的分类
光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三大类
1）功能型（全光纤型）光纤传感器 利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特殊光纤)作传感元 件，将“传”和“感”合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用，而且 还利用光纤在外界因素(弯曲、相变)的作用下，其光学特性(光强、相位 、偏振态等)的变化来实现“传”和“感”的功能。因此，传感器中光 纤是连续的。由于光纤连续，增加其长度，可提高灵敏度。
光源 接收
1
2
3
P
膜片反射式光纤压力传感器示意图
1 Y形光纤束 2 壳片 3 膜片
弹性膜片材料是恒弹性金属，如殷钢、铍青铜等。但金属材料的
弹性模量有一定的温度系数，因此要考虑温度补偿。若选用石英膜片，
则可减小温度的影响。
膜片的安装采用周边固定，焊接到外壳上。对于不同的测量范围，
可选择不同的膜片尺寸。一般膜片的厚度在0.05mm～0.2mm之间为宜。
三、光纤传感器的应用
（一）温度的检测 下图为一种简单的利用水银柱升降温度的光纤温度开关。可用于对
设定温度的控制，温度设定值灵活可变
1 23
4
水银柱式光纤温度开关 1 浸液 2 自聚焦透镜 3 光纤 4 水银
下图为利用双金属热变形的遮光式光纤温度计。当温度升高时，
双金属片的变形量增大，带动遮光板在垂直方向产生位移从而使输出光 强发生变化。这种形式的光纤温度计能测量10℃～50℃的温度。检测精 度约为0.5℃。它的缺点是输出光强受壳体振动的影响，且响应时间较 长，一般需几分钟。
3、光生伏特效应：在光线的作用下，物体产生一定 方向电动势的光电效应。基于光生伏特效应的光 电元件：光电池等。
紫外光电管
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0.8
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1.0 波长(m)
9
7.1.2 外光电效应器件
光电倍增管
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7.1.2 外光电效应器件
光电倍增管的工作原理
基于外光电效应、二次电子发射和电子光学基础上。在光电 倍增管的各倍增电极D1、D2、D3…和阳极上，依次有逐渐增高 的正电压，即阴极电位最低，从阴极开始，各个倍增电极的电位 依次升高，阳极电位最高，而且相邻两极之间电压应使二次发射 系数大于1。在入射光作用下，光电阴极发射的光电子在D1电场 作用下，以高速向倍增电极D1打去，产生二次发射，于是更多的 二次发射电子又在D2电场作用下，射向第二倍增电极，激发更多 的次发射电子，如此下去，一个光电子将激发更多的二次发射电 子，如此不断倍增，最后阳极收集到的电子数将达到阴极发射电 子数的105～106倍，即光电倍增管的放大倍数可达到几万倍到几 百万倍。光电倍增管的灵敏度就比普通光电管高几万到几百万倍。
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锑铯阴极光电管
12
8 银氧铯阴极光电管
4
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 光 通 量 Ф （ lm）
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8
7.1.2 外光电效应器件
光电管的光谱特性曲线
0.5
红光 红外线区 0.4
相对灵敏度（%）
0.3 0.2 0.1
0.2
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0.4
0.6
银氧铯光电阴极
Sr 灵敏度 (%)
100 80 60 40 20
.0
光电流 I mA
0.40 0.35 0.30 0.25 0.2ห้องสมุดไป่ตู้ 0.15 0.10 0.05
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 光照强度 (lm)
硫化铅
硫化铊
硫化镉
1.5
3
18
波长 （A）
100
8
灵敏度 S ( %)
光敏电阻的频率特性
。 因此，在很微弱的光照下，光电倍增管也能产生很大的光电流
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7.1.2 外光电效应器件
光电倍增管的主要参数
（1)倍增系数M。
（2)光电阴极灵敏度和光电倍增管的总 灵敏度。
放大倍数
106 105 104 103
2020/5/19
25 50 75 100 125 150
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极 间 电 压 （ V）
第7章 光电式传感器
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引言
光电式传感器是把被测物理量的变化先转换成 光信号的变化，然后再通过光电转换元件把光 信号变换成电信号的一种传感器。光电式传感 器的测量方法灵活多样，并且具有使用方便、 非接触、高精度、高分辨力、高可靠性和反应 快等一系列优点，因而发展十分迅速，而且随 着激光、光栅、光导纤维、CCD等器件的相继 问世，光电传感器在检测及自动控制领域中得 到了更广泛的应用。
光电效应分为内光电效应和外光电效应。当 物体在光的作用下所释放的电子没有逸出物 体表面，而只在物体的内部运动并使物体的 电学特性发生变化的现象叫做内光电效应， 内光电效应多产生于半导体材料内。
当物体在光的作用下使物体中的电子从物体 表面逸出的现象，叫做外光电效应，外光电 效应多发生于金属或金属氧化物内。
0 6 0
4
0
2
0
硫化铅 硫化镉
0
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暗电阻、亮电阻与光电流。
100 1000 10000 频 率 （Hz）
光敏电阻在受到光照射时的电阻称为亮电 阻，此时流过的电流称为亮电流。在没 有受到光照射时的阻值称为暗电阻，此 时流过的电流被称为暗电流。
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光敏电阻的温度特性。
灵敏度 (%)
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（1）光敏电阻的原理和结构。
光敏电阻受到光照时，由于内光电效应，因
而其导电性能增强而电阻R0值下降，所以流
过负载电阻RL的电流
半导体
及其两端电压会发生变
电极
化。一般而言，光线越
强，电流越大。当光照
停止时，光电效应会立
玻璃底板
即消失，电阻又恢复原
VCC
检流计
值。 2020/5/19
100
8
0
+20℃
6
-20℃
40
0 2
0
0
1.0 2.0 3.0 4.0
波 长（ μ m ）
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2．光敏晶体管
光敏晶体管包括光敏二极管、光敏三极 管、光敏晶闸管，它们的工作原理是基 于内光电效应。光敏三极管的灵敏度比 光敏二极管高，但频率特性较差，目前 广泛应用于光纤通信、红外线遥控器、 光电耦合器、控制伺服电机转速的检测、 光电读出装置等场合。光敏晶闸管主要 应用于光控开关电路
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7.1.3 内光电效应器件
光电倍增管的主要参数
（1）倍增系数M。
（2）光电阴极灵敏度和光电倍增管的总 灵敏度。
放大倍数
106 105 104 103
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25 50 75 100 125 150
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极 间 电 压 （ V）
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1．光敏电阻
光敏电阻又称光导管，是一种均质半导 体光电元件。它具有灵敏度高、光谱响 应范围宽、体积小、重量轻、机械强度 高、耐冲击、耐振动、抗过载能力强和 寿命长等特点
.
5
7.1.2 外光电效应器件
光电管
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7.1.2 外光电效应器件
光电管的伏安特性曲线
I (A) 4
0.1 lm
3 0.05 lm
2 0.02 lm
1
0
20
40
60
80
100 UA（ V）
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7.1.2 外光电效应器件
光电管的光照特性
光电流 I (A)
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特点
光的波长越短，即频率越高，其光子的 能量也越大；反之，光的波长越长，其 光子的能量也就越小。不同颜色的光子 由于其光波频率不同其能量也是不同的， 绿光光子比红光光子具有更多的能量， 照射在物体上可看作是一连串具有能量
为E的粒子轰击在物体上。光子与物质间
的连接体是电子。
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光敏电阻
当光敏电阻受 到光照时， 阻值减 小。
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（2）光敏电阻的基本特性和主要 参数。
光敏电阻的伏安特性。
I(mA)
6 5 4 3 2 1
0
硫化铅 硫化铊 UV
50 100
光敏电阻的伏安特性
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光敏电阻的频率特性
光敏电阻的光谱特性 。
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7.1 光电传感器
7.1.1 光电效应
所谓光电效应是指在光的照射下一些金 属、金属氧化物或半导体材料释放电子 的现象。
光子是具有一定能量的微粒，是以光速 运动的粒子流。每一个光子都具有一定
的能量，它的能量大小E与其频率 成正
比。
Eh hc
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7.1.1 光电效应