现代传感器介绍
新型传感器的原理、应用与发展
新型传感器的原理、应用与发展（南昌大学，南昌，330031）The principle and application of new sensors(Nanchang University, Nanchang 330031, China)摘要：现代新型传感器由于具有测量精度高、动态响应快、稳定性好、抗干扰能力强、易于小型和微型化、方便与微机进行接口等优点，在温度、压力、电压、转速等检测中有着广阔应用前景。
本文简要的介绍了几种现代新型传感器的基本原理和它们在信号检测、汽车、船舶等方面的应用，以及新型传感器的发展前景。
关键词：新型传感器；原理；应用；发展前景Abstract:Modern new sensor with high measurement precision has many advantages, such as fast dynamic response、good stability、strong anti-interference ability,、easy to small and miniaturization, and its` easy to connect with microcomputer.It has a broad application prospect in the ways of temperature、pressure、voltage and speed detection. This paper briefly introduces several basic principle of modern new sensors and their applications in signal detection, automotive, Marine applications,and the prospects of the development of new sensors.Key words:new type sensor;principle;application;prospects of the development 1前言传感器是一种把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件,其实质是一种功能块,其作用是将来自外界的各种信号转换为电信号。
《现代汽车传感器的使用与检测》-温度传感器的应用与检修
安装位置： 在L型EFI中，安装在空气流量计 上。 在D型EFI中，安装在空气滤清器 之后的进气软管上。 第三种安装在进气压力传感器内。 功用：给ECU提供进气温度信 号，作为燃油喷射和点火正时控 制的修正信号。
继续
热敏电阻
电插头
原理：在ECU中有一标准 电阻与传感器的热敏电阻串 联，并由ECU提供标准电 压，E2端子通过E1端子搭 铁。当热敏电阻随进气温度 变化时，ECU通过THA端 子测得的分压值随之变化， ECU根据此分压值判断进 气温度。
制成，温度越高，电阻越低
安装位置：变速器油底壳内的液压 阀体上。 （2）液压油温度传感器的检测 用万用表测量两端子间的电阻值。
1.2.2石蜡式气体温度传感器的识别与检测
1.结构：壳体、空气进口、垫片、阀门、推杆、节流孔、
单向阀。
2.工作原理：在高温怠速状态下，将化油器旁通管直通大 气，以保证进气歧管的混合气达到最佳空燃比。低温时在 A区吸入暖空气，HIC流量为0；B区吸入冷空气，HIC流量 小；C区吸入冷空气，HIC流量最大。 3.检测：在温度低于25℃时，石蜡收缩，推动阀门活塞上 移，关闭阀门，断绝大气通道；当温度在25~55℃时，石 蜡膨胀，阀门逐渐打开，大气被吸入；当温度高于55℃时， 随着温度的上升，阀门会逐渐开大，以保证最佳空燃比。
继续
2、进气温度传感器的检测
（1）进气温度传感器的电阻检测
进气温度传感器的电阻检测方法和要求与冷却水温度传感器基本相同。 单件检查时，点火开关置于“OFF”，拔下进气温度传感器导线连接器，并 将传感器拆下;如图 3所示，用电热吹风器、红外线灯或热水加热进气温度 传感器;用万用表Ω 档测量在不同温度下两端子间的电阻值，将测得的电阻 值与标准数值进行比较。如果与标准值不符，则应更换。
简述几种现代传感器的特点及应用。
简述几种现代传感器的特点及应用。
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现代传感系统概述资料课件
物流与仓储管理
通过传感器实现物品的位 置、数量、重量等信息的 自动识别和管理，提高仓 储和物流效率。
环境监测
空气质量监测
利用传感器监测空气中的污染物浓度，为环境保护提供数据支持 。
水质监测
通过传感器对水体中的各种指标进行实时监测，确保水质安全。
气象监测
利用传感器收集气象数据，为天气预报、气候变化研究等提供依据 。
无线传感器网络的发展
无线传感器网络技术的进步使得传感器能够实现 远程、实时、动态的数据采集和传输。
3
集成化与智能化趋势
传感器正朝着小型化、集成化和智能化的方向发 展，能够实现多参数、多功能检测，并具备自适 应、自校准等智能功能。成本与可扩展性 Nhomakorabea降低成本
随着技术的进步和规模化生产，现代 传感器的制造成本不断降低，使得更 多的应用领域能够实现传感器的普及 和推广。
交通安全预警
通过传感器监测路面状况、车辆行驶状态等信息，及时发出预警， 降低交通事故风险。
智能停车系统
利用传感器实现车位自动识别、停车位预约等功能，方便车主停车 。
04
CATALOGUE
现代传感系统的发展趋势与挑战
技术创新与进步
1 2
传感器技术不断升级
随着新材料、新工艺和纳米技术的广泛应用，现 代传感器的性能得到显著提升，精度、灵敏度和 稳定性不断提高。
类、预测等功能。
自适应控制
03
通过人工智能技术实现传感系统的自适应控制，以提高系统的
稳定性和响应速度。
03
CATALOGUE
现代传感系统的应用实例
工业自动化
01
02
03
自动化生产控制
通过传感器实时监测生产 过程中的各种参数，如温 度、压力、流量等，实现 自动化控制和优化。
现代传感器原理及应用
现代传感器原理及应用
传感器是当今社会科技发展最重要的一部分，它们可以被用来收集物理参数，并将这些参数转换成电号，从而控制制定的目标，或者控制机器的运行。
现代传感器也可以用来监测复杂的环境参数，如温度、湿度、压力等，应用范围十分广泛。
现代传感器的原理和结构基本上可以分为三个部分：传感元件、号转换元件和控制元件。
传感元件是传感器的核心，它可以感知外界的物理参数，并将这些参数转换为电号。
常见的传感元件有热敏电阻、光敏电阻、电位器、电等。
号转换元件可以将传感元件输出的电号转换为可读的数字或模拟号，以便控制系统进行精确的控制。
控制元件用于控制传感器的工作参数，常见的控制元件有电路板、按钮、接口等。
现代传感器在各个领域都有着广泛的应用，如医疗设备、安全监控、航空航天、汽车等。
在医疗设备中，传感器可以用来检测患者的体温、心率、脉搏等生理参数，以便为医生提供准确的息。
在安全监控领域，传感器可以用来检测外界的温度、湿度等参数，预示出可能发生的火灾等紧急情况，从而保证安全。
在航空航天领域，传感器可以用来检测宇宙射线、温度变化等，确保航天器的正常运行。
在汽车领域，传感器可以用来检测车辆的速度、位置等，以便及时作出调整，减少汽车发生的事故。
现代传感器的出现极大地推动了社会的科技发展，它们可以用来监测复杂的环境参数，并将这些参数转换为可控制的号，应用范围十分广泛。
它们在医疗设备、安全监控、航空航天、汽车等各个领域都发挥着重要作用，为社会发展做出了巨大贡献。
现代传感器介绍PPT课件
引言
• 传感器技术是仿生学的一部分，向大自然以及人类自身学习是仿生学永恒 的主题，也是仿生传感技术的发展方向。传感器技术正式问世是在 20 世 纪中期，其大体经历结构型传感器、固体传感器、智能传感器三个历程。 传感器作为各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件，已经 成为各个应用领域中不可缺少的重要技术工具。传感器技术与通信技术和 计算机技术已成为现代信息技术的三大支柱，是信息产业的重要基础。
• 抗原或抗体一经固定于膜上，就形成具有识别免疫反 应强烈的分子功能性膜。如，抗原在乙酰纤维素膜上 进行固定化，由于蛋白质为双极性电解质，（正负电 极极性随ＰＨ值而变）所以抗原固定化膜具有表面电 荷。其膜电位随膜电荷要变化。故根据抗体膜电位的 变化，可测知抗体的附量。
3室注入含有 抗体的盐水
抗体与固定化抗原 膜上的抗原相结合
便携式超声波 探鱼器
2024/6/4
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超声波测量液位和物位原理
在液罐上方安装空气传导型超声发射器和接收器，根据超声波 的往返时间，就可测得液体的液面。
多普勒效应
前进方向的 频率升高!
如果波源和观察者 之间有相对运动，那么 观察者接收到的频率和 波源的频率就不相同了， 这种现象叫做多普勒效 应。测出f 就可得到运 动速度。
传感器的能量转换过程
敏感元件
敏感元件
转换器件
电学量
转换电路
目录
• 一、光纤传感器 • 二、生物传感器 • 三、超声波传感器 • 四、红外线传感器
五、微波传感器 六、智能传感器 七、超导传感器
光纤传感器
• 光纤——光导纤维，是由石英、 玻璃、塑料等光折射率高的介 质材料制成的极细的纤维，是 一种理想的光传输线路。
现代传感器手册 原理 设计及应用
目录分析
这本书是一本关于现代传感器技术的综合性手册，旨在介绍传感器的基本原 理、设计方法和应用领域。以下是该书的目录分析：
这一章主要介绍了传感器的定义、分类、基本组成和作用，以及传感器技术 的发展历程和应用领域。
这一章主要介绍了传感器的工作原理，包括感应原理、测量原理、转换原理 等。同时，还介绍了传感器的基本参数，如测量范围、灵敏度、分辨率、精度等。
这一章主要介绍了传感器在智能家居中的应用，包括智能照明、智能安防、 智能环境监测等方面的传感器技术。
这一章主要介绍了传感器在医疗健康领域的应用，包括医疗诊断、治疗监测、 健康管理等方面的传感器技术。
这一章主要介绍了传感器在环保领域的应用，包括空气质量监测、水质监测、 噪声监测等方面的传感器技术。
在第一章，本书首先介绍了传感器的基本概念和分类。通过这一章，读者可以理解到传感器是如 何在各种不同的领域中应用的，包括工业自动化、医疗诊断、环境监测、军事侦察等等。这一章 还对传感器的各种类型，如电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式等进行了详细的描述。
从第二章开始，本书对各种不同类型的传感器进行了详细的分析和介绍。这些章节不仅详细解释 了每一种传感器的原理，还展示了它们在实际应用中设计方法和注意事项。例如，读者可以了 解到如何设计一个精确的光纤传感器，或者如何利用生物传感器进行环境监测。
这本书不仅提供了对各种传感器的基本原理的深入理解，而且还提供了设计 方法和应用实例。对于那些需要了解现代传感器技术的工程师和技术人员来说， 这本书无疑是一本宝贵的资源。无论是初学者还是专家，都可以从中获得有价值 的信息和启示。
阅读感受
《现代传感器手册：原理、设计及应用》读后感
在科技日新月异的现代社会，传感器作为捕获、转化和处理信息的重要工具， 已经越来越深入到我们的生活和工作中。而《现代传感器手册：原理、设计及应 用》这本书，则为我们提供了全面深入的传感器知识，对于扩展我们的技术视野， 理解这个复杂世界中的信息传递和转化过程有着极大的帮助。
发动机八大传感器作用简洁解释
发动机八大传感器作用简洁解释发动机是现代汽车的核心组件之一，它负责产生动力，并驱动车辆行驶。
然而，发动机的正常运行和性能表现不仅依赖于其内部构造和机械部件，还依赖于一系列关键的传感器。
这些传感器扮演着监测和控制发动机运行的重要角色。
在本文中，我们将深入探讨发动机的八大传感器的作用，以帮助读者更好地理解和利用这些关键部件。
1. 氧气传感器（O2传感器）氧气传感器监测发动机排气中的氧气含量。
通过检测排气中的氧气水平，氧气传感器能够判断燃烧过程的质量，并根据需要调整燃油供应以实现最优的燃烧效率。
它有助于减少废气排放和提高燃油经济性。
2. 曲轴位置传感器（Crankshaft Position Sensor）曲轴位置传感器用于检测发动机曲轴的旋转速度和位置。
它提供发动机转速的关键信息，以便控制点火系统和燃油喷射系统的操作。
通过准确测量曲轴位置，曲轴位置传感器确保点火系统按时点火，以实现最佳的动力输出。
3. 曲轴相位传感器（Crankshaft Phase Sensor）曲轴相位传感器用于测量曲轴的旋转相位。
通过监测曲轴相位，曲轴相位传感器可以帮助控制发动机的点火和喷射时机，并调整气缸内压强的分布。
它对于发动机的节能、减排和动力输出都起着至关重要的作用。
4. 凸轮轴位置传感器（Camshaft Position Sensor）凸轮轴位置传感器用于检测发动机凸轮轴的位置和速度。
凸轮轴位置传感器的作用类似于曲轴位置传感器，但它专门用于控制凸轮轴的操作，以确保气门的开闭时间和幅度与发动机控制系统的要求相匹配。
5. 气体温度传感器（Intake Air Temperature Sensor）气体温度传感器测量进气道中的空气温度。
准确的气体温度信息对于燃烧过程的控制和发动机性能至关重要。
气体温度传感器可以帮助调整燃油喷射量和点火时机，以适应不同的气温条件。
6. 大气压力传感器（Manifold Absolute Pressure Sensor）大气压力传感器测量进气道中的绝对压力。
现代传感器与智能仪器课件
(5)可以进行通信，与计算机进行通信联络 和交换信息
（6） 可以用于构成传感器网络
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6．无线网络化(wirelessnetworked) 无线传感器网络是由具有无线通信与计算
能力的微小传感器节点构成的自组织分布式网 络系统，是能根据环境自主完成指定任务的” 智能”系统。
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新材料、新原理、新效应、新工艺、新方法 将使传感器技术产生革命性的发展
开发新材料、
研究新工艺、
利用新概念和 新原理、新设 计方法
研究传感器的 高精度、微型
新型 传感器
微型化、 数字化、 智能化、 多功能化、
化、集成化、 智能化、网络
系统化、
化、以及多传
网络化
感器的融合和
集成。
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新型材料的开发和利用将对传感器的发展 带来新的变化，如：半导体材料、陶瓷材 料，光导纤维、纳米材料、超导材料等
按输出信号分类：模拟式传感器、数字式传感器
按构成分类：结构型传感器、物性型传感器
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按外界信息及变换效应分类：物理传感器、 化学传感器、生物传 感器
按功能分类：单一功能、多功能、智能化、 传感器网络
按与被测量关系分类：接触式、非接触式
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★传感器技术的应用
传感器已经渗透的各个行业的各个角落。 如：在航天、航空、兵器、船舶、交通、冶金、 机械、电子、化工、轻工、能源、环保、煤碳、 石油、医疗卫生、生物工程、宇宙开发等领域 以及农、林、牧、渔业，甚至人们日常生活的 各个方面，几乎无处不使用传感器，无处不需 要传感器技术。
监护监测、呼吸、神经、心血管疾病的诊断与 治疗等方面
▲在军事方面的应用 促进了武器、作战指挥、控制、监视和通
现代传感器技术概述
图1-5 灵敏度
分辨力
描述传感器可以感受到的被测量最小变化的
能力。一般各个输入点能分辨的范围不同，人 们将用满量程中使输出阶跃变化的输入量中最 大的可分辨范围作为衡量指标。 在传感器零点附近的分辨力称为閾值
图1-6 分辨力
传感器静态特性（5）
温度稳定性 一般用温度系数来描述温度引起的这个误差，表示为：
(Y Y )
i 1 i
N
图1-4 重复特性
2
N 1
传感器静态特性（4）
灵敏度
用传感器在稳定工作时的输出量变化（△Y)对输入量（△X)的 比值：对于线性传感器, 它的灵敏度就是它的静态特性的斜率, 即S=Δy/Δx为常数, 而非线性传感器的灵敏度为一变量, 用 S=dy/dx表示。传感器的灵敏度如图 所示
三、传感器基础知识
传感器基础知识（1）
传感器的基本特性
传感器的基本特性是指传感器的输出与输入之间关 系的特性，即输出—输入特性,分为静态特性和动态 特性。 如果把传感器看作二端口网络, 即有两个输入端和 两个输出端, 那么传感器的输出-输入特性是与其内 部结构参数有关的外部特性。
3.1、传感器静态特性
三、传感器基础知识 四、传感器的标定 五、现代传感器的发展
传感器应用领域
传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节 传感器技术是构成现代信息技术系统的主要内容 航空,航天,航海 机器人技术 生物医学和医疗器械 民用设施 汽车工业
一、传感器的定义
传感器的基本组成
传感器定义（1）
H max H 100% YFS
图1-3 迟滞特性
传感器静态特性（3）
传感器综述
绪论：随着科学技术的迅猛发展，世界技术发达国家对传感器技术的开发相当的重视。
因为一个国家的现代化水平是用其自动化水平来衡量的，而自动化水平是用仪表及传感器的种类和数量多少来衡量的。
传感器位于系统之首，其作用相当于人的五官，直接敏感外界信息，是信息采集系统的首要部件，是实现现代化测量和自动控制的主要环节，一切科学研究和生产过程要获取的信息，都要通过它转换成便于传输、处理、记录、显示和控制的可用信号。
所以，测试技术与自动控制水平的高低被认为是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志，传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础。
传感器技术在近些年来发展迅速，与计算机技术和通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。
现代科技中，自动化与智能化已经成为新的发展方向，传感器作为自动测量与控制中的关键环节，在社会的生产生活中应用十分广泛，且具有巨大的发展空间。
本文就传感器技术的历史发展过程及应用趋势进行综述性概况。
一、传感器技术历史回顾传感器技术可以说是仿生学中的一部分，从远古时期就已经渗透到人类生活的各个方面。
在 20 世纪中期传感器技术正式问世，各国信息化产业的发展带动了传感器的研发水平，传感器技术水平不断的提高并快速发展，其大体经历三个历程：结构型传感器、固体传感器、智能传感器。
结构型传感器利用结构参量变化来感受和转化信号；固体传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，利用某些材料的特殊性质来完成物理特性测试并转化。
智能传感器目前还未有统一的科学定义，IEEE协会从最小化传感器结构的角度，将能提供受控量或待感知量大小且能典型简化其应用于网络环境的集成的传感器称为智能传感器。
相对于仅提供表征待测物理量大小的模拟电压信号的传统传感器，充分利用当代集成技术，微处理器技术等的智能传感器，其本质特征在于其集感知、信息处理与通信于一体，能提供以数字量方式传播具有一定知识级别的信息，具有自诊断、自校正、自补偿等功能。
传感器在现代生活中的应用
传感器在现代生活中的应用1. 引言传感器是一种用于检测和测量环境中各种物理量的设备。
它们广泛应用于各个领域，如工业、农业、医疗等。
传感器技术的发展使得现代生活更加智能和便捷。
本文将介绍传感器在现代生活中的应用。
2. 家庭安全领域传感器在家庭安全领域中发挥着至关重要的作用。
例如，烟雾传感器可以检测到烟雾浓度，一旦检测到火灾，它会发出警报并通知家庭成员。
除了烟雾传感器，还有温度传感器和湿度传感器可用于监测室内温度和湿度，以提供舒适的居住环境。
门窗传感器可用于检测入侵者，一旦有可疑人员进入，它会发出警报并通知家庭主人。
3. 医疗健康领域传感器在医疗健康领域中的应用也相当广泛。
例如，心率传感器可用于监测患者的心率，以便及时发现异常情况并采取相应的措施。
血压传感器可用于监测患者的血压水平，帮助医生评估患者的健康状况。
此外，温度传感器和湿度传感器还可用于监测病房内的温度和湿度，以确保患者的舒适度和健康。
4. 环境保护领域传感器在环境保护领域中的应用非常重要。
例如，空气质量传感器可以检测空气中的污染物浓度，包括有害气体和颗粒物。
这些传感器可用于监测城市的空气质量，并向公众提供警报和建议，以保护公众的健康。
水质传感器可以检测水中的污染物浓度，用于监测水源的安全性并采取必要的治理措施。
5. 智能交通领域传感器在智能交通领域中也有广泛的应用。
例如，交通流量传感器可用于监测道路上车辆的流量，并根据实时数据调整交通信号灯的时间，以实现交通拥堵的缓解。
停车传感器可以检测停车位的空余情况，并向驾驶员提供可用的停车位信息，提高停车效率。
此外，传感器还可以用于车辆安全，如安装在车辆上的碰撞传感器可用于检测碰撞并触发安全气囊等安全措施。
6. 工业自动化领域传感器在工业自动化领域中发挥着至关重要的作用。
例如，压力传感器可用于监测管道中的压力变化，并及时发现漏水问题。
温度传感器可用于检测设备的温度变化，以防止设备过热或过冷。
定位传感器可用于追踪物流过程中货物的位置，提高物流的效率。
现代传感系统概述
统和数据查询子系统组
管 理 层
成，具有开放互联能力，
支持网上测试应用服务
的功能。
测
量
层
客户端
查询显示
客户端
客户端
客户端
Internet
数据库
测量系统中心服务器
测量任务
数据处理 任务分类
测试服务
系统维护
总 线
测量仪器
测量对象
Internet
总
总
线
线
测量仪器
测量仪器
测量对象
测量对象
现场测量中心
总 线
测量仪器
12.1.2 现代传感系统的发展趋势
❖ 数据融合：对冗余数据进行网内处理，即中间节点在转发传 感器数据之前，首先对数据进行综合，去掉冗余信息，在满 足应用需求的前提下将需要传输的数据量最小化。在网内进 行数据融合，可以在一定程度上提高网络收集数据的整体效 率。数据融合减少了需要传输的数据量，可以减轻网络的传 输拥塞，降低数据的传输延迟。数据融合技术能够充分发挥 各个传感器的特点，利用其互补性、冗余性，提高测量信息 的精度和可靠性，增加了数据的收集效率，延长系统的使用 寿命。
测量对象
12.2.2 典型分布式测量系统的组成结构
客户层是由一台或多台 计算机（或终端设备） 组成，以网络互联方式 接入测量系统，负责与 普通用户的交互。普通 用户可以完成试验浏览、 试验预约和数据查询、 分析处理等过程。
查询显示
客 户
客户端
客户端
客户端
客户端
层
Internet
测量系统中心服务器
测量任务
❖ 分布式测量系统是计算机技术、网络通讯技术、测量技术发 展并紧密结合的产物，可实现测量设备的动态配置，测量数 据的资源共享，增加了系统的灵活性、移植性和扩展性。
现代车用电子传感器及其发展前景
现代车用电子传感器及其发展前景中图分类号：f407 文献标识：a 文章编号：1009-4202（2013）01-000-02摘要面对全球各国都大力主张节约能源进行经济发展的大趋势下，节能减排似乎成了现代各国汽车行业的发展目标。
为此，在发展绿色化汽车行业过程中，将电子传感器在现代汽车行业中进行深入发展成为人们都关注的热门话题。
本文作者也赶个潮流，针对现代车用电子传感器应用及其发展前景问题进行简单探讨。
关键词电子传感器现代车应用发展前景由于车用传感器将行进车的速度，环境和各机械部件的温度，以及车行进各级部件耗损情况，甚至行驶的路面状况结合行车电脑系统进行有效控制，使得车辆处于可控状态，为乘车人员的安全提供一定保障，以此得到各大汽车行业的高度重视与应用，发展前景不可预量。
一、电子传感器在车用领域常见种类及发展现状图1 中国车用传感器市场趋势图1是国家在车载市场统计出的2008年到2012年对传感器在汽车应用方面的不同方面重视程度的统计，从上图我们可以知道：人们对传感器对汽车的便捷功能似乎更为重视，这也是现今汽车都趋于自动化发展的根结所在。
下面先让我们看一下传感器在汽车方面主要分类都有哪些：根据安置在车身组件位置电子传感器可以分为以下四大点：1.与汽车的室内环境以及各零部件温度、感压、速度、减震有关的发动机类电子传感器；2.车载底盘相关的变速器、制动转向以及防爆安全用组件的电子传感器；3.如倒车镜等车体基本操作控制电子传感器；4.汽车其他部位电子传感器：轮胎转向感压、与安全相关的制动刹及气囊、废气排解处理、防盗装置、gps定位电子传感器。
然而根据物质特性分类又可以分成物理电子传感器，化学电子传感器还有其他物质类电子传感器。
由于传感器能引入最新最快的技术更新车体智能便捷化功能，所以，在现代汽车发展上各汽车业界专家厂商达到一致认同的共识，都认为为了满足现今人们对汽车的使用要求，能提高汽车更强的自动化与智能化性能关键性作用的电子传感器，不仅面临需求的日益增多，要求也越来越高，对自动微型化，多功能性，智能化的发展改善也日益强烈。
传感器论文(现代传感器的特点与用途)
传感器课程论文课程名称：现代传感器的特点及用途学校：南京信息工程大学学院：电子和信息工程学院专业：电子信息工程系姓名：学号：日期：2010年12月19日现代传感器的特点及用途摘要：本学期我学习了传感器和检测技术，通过一段时间的学习，从中了解到了许多以前不知道的事情，以下是自己通过老师的讲解所获得的一点感受。
传感器技术是现代科技的前沿技术，是现代信息技术的三大支柱之一，其水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。
传感器产业也是国内外公认的具有发展前途的高技术产业，它以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。
革开放20多年来，我国的传感器技术及其产业取得了长足进步，主要表现在：一是建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地；二是MEMS、MOEMS等研究项目列入了国家高新技术发展重点；三是在“九五”国家重点科技攻关项目中，传感器技术研究取得了51个品种86个规格的新产品；四是初步建立了敏感元件和传感器产业，2000年总产量超过13亿只，品种规格已有近6000种，并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定使用。
关键词：感受重要标志传感器产业高技术产业发展前途目录1. 微型化（Micro） (4)1.1 由计算机辅助设计（CAD）技术和微机电系统（MEMS） (4)技术引发的传感器微型化1.2 微型传感器使用现状 (5)2. 智能化（Smart） (5)2.1 智能化传感器的特点 (5)2.2 智能化传感器的发展和使用现状 (6)3. 多功能传感器（Multifunction）3.1 多功能传感器的执行规则和结构模式 (7)3.2 多功能传感器的研制和使用现状 (8)4. 无线网络化（wireless networked） (9)4.1 传感器网络 (9)4.2 传感器网络研究热点问题和关键技术 (10)4.3 传感器网络的使用研究 (10)5. 结语 (13)1. 微型化（Micro）为了能够和信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致，对于传感器性能指标（包括精确性、可靠性、灵敏性等）的要求越来越严格；和此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代；后者主要由硅材料构成，具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。
现代传感器的原理及应用
现代传感器的原理及应用概述传感器是现代科技领域中不可或缺的重要组成部分，它可以将环境中的各种物理量转化为电信号，以便进行处理和分析。
现代传感器的原理和应用范围非常广泛，应用于许多行业和领域，如物联网、医疗、农业、工业等。
本文将介绍现代传感器的原理及其在各个领域的应用。
现代传感器的原理现代传感器的工作原理基于不同的物理效应，包括电子、光学、声学、热学、化学等。
下面列举了几种常见的现代传感器的工作原理：1.压力传感器：利用压电效应将物理量转化为电信号。
2.温度传感器：基于热敏效应，测量温度的变化。
3.光电传感器：利用光敏元件检测和转换光信号。
4.加速度传感器：通过测量物体的加速度来检测物体的运动状态。
5.气体传感器：利用化学反应将气体浓度转化为电信号。
现代传感器通过使用这些原理来实现对不同物理量的测量和监测。
它们广泛应用于各个领域，如自动化控制系统、环境监测、医疗设备等。
现代传感器的应用物联网物联网是近年来非常热门的技术领域，传感器在物联网系统中扮演着至关重要的角色。
通过将传感器连接到物联网平台，可以实现对物理世界的实时监测和数据采集。
以下是一些物联网应用中常见的传感器：•温湿度传感器：用于监测环境中的温度和湿度，广泛用于智能家居、农业等领域。
•压力传感器：用于监测管道、容器中的液体压力，可应用于工业控制、水利工程等领域。
•光照传感器：用于检测光照强度，可用于智能照明系统和环境监测。
医疗传感器在医疗领域也发挥着重要作用，可以用于监测和诊断患者的生理指标，提高医疗效率和质量。
以下是一些医疗领域常见的传感器：•心电传感器：用于监测心电图，可以检测心脏功能异常。
•血氧传感器：用于测量血液中的氧气含量，对呼吸系统疾病的诊断和治疗非常重要。
•血糖传感器：用于监测血液中的葡萄糖水平，对糖尿病患者的监护至关重要。
农业农业领域也广泛应用传感器技术，通过对土壤、气候等要素的实时监测，可以提高农作物的产量和质量。
以下是农业领域中常见的传感器：•土壤湿度传感器：用于监测土壤中的湿度，可实现精确的灌溉控制。
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引言
• 传感器技术是仿生学的一部分，向大自然以及人类自身学习是仿生学永恒 的主题，也是仿生传感技术的发展方向。传感器技术正式问世是在 20 世 纪中期，其大体经历结构型传感器、固体传感器、智能传感器三个历程。 传感器作为各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件，已经 成为各个应用领域中不可缺少的重要技术工具。传感器技术与通信技术和 计算机技术已成为现代信息技术的三大支柱，是信息产业的重要基础。
智能传感器的最大特点就是将传感器检测信息的功能与微处理器的信息 处理功能有机地融合在一起。从一定意义上讲，它具有类似于人工智能的作用。 智能传感器就是一个最小的微机系统，其中作为控制核心的微处理器通常采用 单片机，其基本结构框图如图示。
无人机上搭载的摄像设备就集成了可 见光和红外传感器，满足战场需要。
三、超导微波传感器
微波是波长为1m1mm的电磁波。微波相对于光波和红外线等电磁波具有下列 特点：遇到各种障碍物易于反射；②传输过程中受烟、火焰、灰尘、强光等的 影响很小；③介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例。以上特点构成了微 波检测的基础。超导微波检测的原理如下：
二、超导可见光传感器
超导可见光传感器多用超导陶瓷材料制成。若将绝缘薄膜夹置于两不同超 导陶瓷之间，即使不加电压也会有电流从超导陶瓷1流向超导陶瓷2。该现 象称为约瑟夫逊效应，该结构称为约瑟夫逊结。 若有光子入射，则在约瑟夫逊结中的电流也将发生变化。因此，通过测量 电流变化，可以检测光信号大小，这就是可见光超导传感器工作原理。
膜表面吸 附抗体
膜带电状 态变化
1、2室内的电 极产生电位差
红外传感器
红外传感器是将红外辐射能量转换为电量的一种传感器。红外辐射（红外线） 是一种人眼看不见的光线，波长范围大致在0.76～100μm。任何温度高于热力学 零度（-273.15℃）的物体都会辐射红外线 。 在民用工程领域的应 近年来，红外技术在军 与其他探测技术相比，红外探测技术有 事领域和民用工程上， 用主要是： 如下主要优点： 都得到了广泛应用。军 (1) 在气象预报、地 (1) 环境适应性好，在夜间和恶劣气象条 事领域的应用主要包括： 貌学、环境监测、遥 件下的工作能力优于可见光； (1) 侦查、搜索和预警； 感资源调查等领域的 应用； (2) 被动式工作，隐蔽性好，不易被干扰； (2) 探测和跟踪； (2) 在地下矿井测温 (3) 全天候前视和夜视； (3) 靠目标和背景之间各部分的温度和发 和测气中的应用； (4) 武器瞄准； 射率形成的红外辐射差进行探测，因而 (3) 红外热像仪在电 (5) 红外制导导弹； 识别伪装目标的能力优于可见光； 力、消防、石化以及 (6) 红外成像相机； (4) 红外系统的体积小、质量轻、功耗低。 (7) 水下探潜、探雷技术。医疗和森林火灾顶报 中的应用。
• 被分析物扩散进入固定化生物敏感膜，经分子识别，发 生生物学反应，产生的信息继而被相应的化学换能器或物 理换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经检测放大 器放大并输出，便可知道待测物浓度。
换 化学量或 物理量变化 能 器 可定量加工 的电信号
待分析物
生 物 敏 感 膜
生物传感器的应用
生物传感器的应用
红外传感器的外形
激光仅用于瞄准
红外传感器的应用
集成IC 温度测量
红外线辐射温度计 用于食品温度测量
红外温度检测分析仪
红外制冷故障诊断
利用红色激光瞄准被测 物（电控柜、天花板内 的布线层）
超声波传感器
• 机械振动在弹性介质内的传播称为波动，简称为波。人能听见声音的频率为 20HZ～20KHZ，即为声波，超出此频率范围的声音，即20HZ以下的声音称为次声 波，20KHZ以上的声音称为超声波，一般说话的频率范围为100HZ～8KHZ。 • 超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强 • 声波频率的界限划分
免疫传感器
• 基本原理是免疫反应。利用固定化抗体（或抗原）膜 与相应的抗原（或抗体）的特异反应，使得生物敏感 膜的电位发生变化。 • 抗原或抗体一经固定于膜上，就形成具有识别免疫反 应强烈的分子功能性膜。如，抗原在乙酰纤维素膜上 进行固定化，由于蛋白质为双极性电解质，（正负电 极极性随ＰＨ值而变）所以抗原固定化膜具有表面电 荷。其膜电位随膜电荷要变化。故根据抗体膜电位的 变化，可测知抗体的附量。 3室注入含有 抗体的盐水 抗体与固定化抗原 膜上的抗原相结合
胞等)作为生物敏感基元，对目标被测物具有高度选择性的检测器。它通 过各种物理、化学型信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间的反应，然 后将反应的程度用离散或连续的电信号表达出来，从而得出被测物的浓 度。
是由固定化的生物敏感材料作识别元件与适当的理化换能器及
信号放大装置构成的分析工具或系统。
生物传感器的原理
红外传感器的应用
温度的测量方法可分为接触式测温和非接触式测温两类，测温传感器种类繁多红外测温是一 种比较先进的测温方法，主要特点是： (1) 红外测温是远距离和非接触测温，特别适合于运动物体、带电体、高温及高压物体的温度 测量。 (2) 红外测温反应速度快，它不需要与物体达到热平衡的过程，只要接收到目标的红外辐射 即可定温。反应时间一般都在毫秒级甚至微秒级。 (3) 红外测温灵敏度高，因为物体的辐射能量与温度的四次方成正比。物体温度微小的变化， 就会引起辐射能量较大的变化，红外探测器即可迅速地检测出来。 (4) 红外测温准确度较高，由于是非接触测量，不会破坏物体原来温度分布状况，因此测出 的温度比较真实。测量准确度可达到0.1℃，甚至更小。 (5) 红外测温范围广泛，可测摄氏零下几十度到零上几千度的温度范围。红外温度测量方法， 几乎可以应用于所有温度测量场合。
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超声波测量液位和物位原理
在液罐上方安装空气传导型超声发射器和接收器，根据超声波 的往返时间，就可测得液体的液面。
多普勒效应
前进方向的 频率升高!
如果波源和观察者 之间有相对运动，那么 观察者接收到的频率和 波源的频率就不相同了， 这种现象叫做多普勒效 应。测出f 就可得到运 动速度。
超声波多普勒测量车速
• 蝙蝠能发出和 听见超声波。
超声波与可闻声波不同，它可以被聚焦，具有能量集中的特点。
超声波加湿器
超声波雾化器
2017/7/24
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超声波传感器的应用
超声波被聚焦后，具有较好的方向性，在遇到两种介质的分界面时， 能产生明显的反射和折射现 探鱼器
2017/7/24
B ≠0
Is
B=0 超导环
超导磁场传感器原理图
磁超导型核磁共振仪
智能传感器
智能传感器的定义 目前，关于智能传感器的中、英文称谓尚未完全统一。英国人将智能传感器 称 为 “ Intelligent Sensor” ； 美 国 人 则 习 惯 于 把 智 能 传 感 器 称 作 “ Smart Sensor”，直译就是“灵巧的、聪明的传感器”。 所谓智能传感器，就是带微处理器、兼有信息检测和信息处理功能的传感器。
光纤传感器的应用
当光纤发出的光穿 过标志孔时，若无反 射，说明电路板方向 放置正确。
光纤耦 合器 标志孔
传输光纤 出射光纤
电路板标志检测
遮断型光纤光电开关
光纤传感器在医学上的应用
• 光纤内窥镜
• 光学纤维胃镜
光纤传感器在工业上的应用
光纤温度传感器
生物传感器
生物传感器(biosensor)：以生物活性单元(如酶、抗体、核酸、细
光纤结构
光纤通常由纤芯、包层、保护 套及组成。 • 纤芯是由玻璃、石英或塑料等 材料制成的圆柱体，直径约为 5～150mm。 • 包层的材料也是玻璃或塑料等， 直径为100－200um。但纤芯的 折射率N1稍大于包层的折射率 N2。 • 保护套起保护光纤的作用。较 长的光纤又称为光缆。
•
光纤的传光原理
红外光子传感器的工作原理是基于光电效应。 其主要特点是灵敏度高，响应速度快，响应频 率高。但红外光子传感器一般需在低温下才能 工作，故需要配备液氦、液氮制冷设备。此外， 光子传感器有确定的响应波长范围，探测波段 较窄。 红外热传感器的工作是利用辐射热效应。探测器 件接收辐射能后引起温度升高，再由接触型测温元 件测量温度改变量，从而输出电信号。与光子传感 器相比，热传感器的探测率比光子传感器的峰值探 测率低，响应速度也慢得多。但热传感器光谱响应 宽而且平坦，响应范围可扩展到整个红外区域，并 且在常温下就能工作，使用方便，应用仍相当广泛。
传感器的能量转换过程
敏感元件 敏感元件 转换器件
电学量
转换电路
目录
• 一、光纤传感器 • 二、生物传感器 • 三、超声波传感器 • 四、红外线传感器 五、微波传感器 六、智能传感器 七、超导传感器
光纤传感器
• 光纤——光导纤维，是由石英、 玻璃、塑料等光折射率高的介 质材料制成的极细的纤维，是 一种理想的光传输线路。 • 光 纤 传 感 器 （ FIBER OPTIC SENSOR ， FOS ）兴起于 20 世纪 70 年代，是一类较新的光敏器 件，它是利用被测量对光纤内 传输的光波进行调制，使光波 的一些参数，如强度、频率、 波长、相位、偏振态等特性产 生变化来工作。可以测量位移、 加速度、压力、温度、磁、声、 电等物理量。
红外传感器的原理
红外传感器是将红外辐射能量的变化转换为电量变化的一种传感器，也常称为红外探测器。它是红外 探测系统的核心，它的性能好坏，将直接影响系统性能的优劣。选择合适的、性能良好的红外传感器， 对于红外探测系统是十分重要的。 按探测机理的不同，红外传感器分为热传感器和光子传感器两大类。
光电导传感器 红外光子传感器 光生伏特传感器 光电子发射传感器 红外传感器 光磁电传感器 热电偶型 红外热传感器 热敏电阻型 热释电型
指纹具有惟一性（随身携带、无法复制、人人不同、指指相异）。根据指纹学 理论，将两个指纹分别匹配上12个特征时的相同几率仅为 1/1050。因此，至今找不 出两个指纹完全相同的人。