2常用传感器_7图像传感器
列举常用的传感器
1.温度传感器：用于测量环境或物体的温度变化，例如热
敏电阻、热电偶和红外温度传感器等。
2.湿度传感器：用于测量空气或物体的湿度水分含量，例
如电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器等。
3.压力传感器：用于测量气体或液体的压力变化，例如压
阻式传感器和压电式传感器等。
4.光敏传感器：用于检测光线的强度或光照变化，例如光
敏电阻和光电二极管等。
5.加速度传感器：用于测量物体的加速度或振动情况，广
泛应用于汽车、智能手机和运动追踪设备等。
6.位移传感器：用于测量物体的位移或位置变化，例如线
性变送器和旋转编码器等。
7.气体传感器：用于检测环境中的气体成分或浓度，例如
气体传感器、二氧化碳传感器和气体浓度传感器等。
8.触摸传感器：用于检测物体与其接触或靠近的情况，例
如电容式触摸传感器和电阻式触摸传感器等。
9.磁场传感器：用于检测周围磁场的强度或方向，例如霍
尔传感器和磁电阻传感器等。
10.声音传感器：用于检测声音或声压水平，例如麦克风和
声音传感器等。
这只是传感器的一小部分，实际上还有许多其他类型的传感器，如重力传感器、光谱传感器、气体质量传感器等，每种
传感器都有其特定的应用领域和工作原理。
《常用传感器》PPT课件
当某一桥臂电阻发生变化使电桥的平衡发生破坏时， 通过手动或自动的方法对电桥的某一调整环节进行调 整，使电桥重新恢复平衡，其电阻的变化可以从调整 值获得。
R1
R3
E
V
R2
R4
3、在测试技术中，一般根据工作中电阻值参与变化 的桥臂数可分为单臂电桥连接、半桥式与全桥式联接， 如图4－2所示。四个阻抗臂都感受被测量的变化称之 为全桥。
§4.7 半导体传感器
半导体的重要特性 对光、热、力、气体、湿度等物理量具有敏感性。利
用半导体材料的这些特性使其成为非电量电测的转换元 件，是近代半导体技术应用的一个重要方面。 半导体传感器的优点
1、结构简单、体积小、重量轻。
2、功耗低、安全可靠、寿命长。
3、对被测量敏感、响应快
4、易于实现集成化。
传感器精确度越高，越能得到精确量值。考虑精确 度同时考虑经济性。 测量方法
传感器在实际条件下的工作方式，也是选用传感器时 应考虑的重要因素。 其他还考虑结构简单、体积小、重量轻、价格便宜、 易于维修、易于更换等因素。
§4 信号的调理和记录
传感器输出信号的基本形式 1、电信号，如电压、电流或电荷量 2、电参数的变化，如电阻、电感和电容等
S
Uy R /
R
U0
b
R
2
R1±Δ
1
±
R2 Δ R
a
I1
I2
c
Uy
3
R
± Δ
±
R4
R Δ
R
3
4
d
显然，电桥接法不同，灵敏度也不同，
U0
全桥接法可以获得最大的灵敏度。
4、和差特性
当 R1 R2 R3 R4 R
20种身边常见的传感器
20种身边常见的传感器1、电阻式传感器电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。
主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。
2、变频功率传感器变频功率传感器通过对输入的电压、电流信号进行交流采样，再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输入二次仪表相连，数字量输入二次仪表对电压、电流的采样值进行运算，可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。
3、称重传感器称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力→电转换装置，是电子衡器的一个关键部件。
能够实现力→电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。
4、电阻应变式传感器传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。
电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。
半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。
5、压阻式压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。
其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。
当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。
6、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。
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，已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
7、激光传感器利用激光技术进行测量的传感器。
它由激光器、激光检测器和测量电路组成。
激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
8、霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
传感器分类及20种常见传感器
传感器分类及20种常见传感器目录1.常用传感器的分类 (1)1.1.按被测物理量分类 (1)1.2.按工作的物理基础分类 (2)2. 20种常见的传感器 (2)2. 1. 温度传感器(TemPeratUreSenSor)： (2)2. 2. 湿度传感器(HUmidity Sensor) ： (2)2. 3. 光敏传感器(Light Sensor)： (2)2. 4. 声音传感器(SoUnd Sensor) ： (3)2. 5. 压力传感器(PreSSUre Sensor)： (3)2. 6. 位移传感器(PoSition Sensor)： (3)2. 7.加速度传感器(ACCelerometer)： (3)2. 8. 磁感应传感器(MagnetiC Sensor) ： (4)2. 9. 接近传感器(ProXirnity Sensor) ： (4)2. 10. 电容传感器(CaPaCitiVe Sensor)： (4)2. 11. 气体传感器(GaSSenSor)： (5)2. 12. 颜色传感器(ColOrSenSor)： (6)2. 13. 生物传感器(BiOIogiCaISenSor)： (7)2. 14. 速度传感器(SPeedSenSor)： (8)2. 15. 重量传感器(WeightSenSor)： (9)2. 16. 红外传感器(InfraredSenSor)： (9)2. 17. 压敏传感器(PreSSUre-SenSitiVeSenSOr)： (10)2. 18.射频识别传感器(RFlD)： (11)2. 19. 光电传感器(PhotOdeteCtOr)： (13)2. 20.位角传感器(AngUIar Position Sensor)： (14)1.常用传感器的分类Ll.按被测物理量分类机械量：长度、厚度、位移、速度、加速度、转数、质量，重量、力、压力、力矩;声：声压、噪声;温度：温度、热量、比热;磁：磁通、磁场;光：亮度、色彩。
生活中应用比较广的七大常用传感器
生活中应用比较广的七大常用传感器传感器(Sensor)是一种常见的却又很重要的器件，它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。
对于传感器来说，按照输入的状态，输入可以分成静态量和动态量。
我们可以根据在各个值的稳定状态下，输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。
传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。
传感器的动态特性则指的是对于输入量随着时间变化的响应特性。
动态特性通常采用传递函数等自动控制的模型来描述。
通常，传感器接收到的信号都有微弱的低频信号，外界的干扰有的时候的幅度能够超过被测量的信号，因此消除串入的噪声就成为了一项关键的传感器技术。
1、物理传感器：物理传感器物理传感器是检测物理量的传感器。
它是利用某些物理效应，把被测量的物理量转化成为便于处理的能量形式的信号的装置。
其输出的信号和输入的信号有确定的关系。
主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。
作为例子，让我们看看比较常用的光电式传感器。
这种传感器把光信号转换成为电信号，它直接检测来自物体的辐射信息，也可以转换其他物理量成为光信号。
其主要的原理是光电效应：当光照射到物质上的时候，物质上的电效应发生改变，这里的电效应包括电子发射、电导率和电位电流等。
显然，能够容易产生这样效应的器件成为光电式传感器的主要部件，比如说光敏电阻。
这样，我们知道了光电传感器的主要工作流程就是接受相应的光的照射，通过类似光敏电阻这样的器件把光能转化成为电能，然后通过放大和去噪声的处理，就得到了所需要的输出的电信号。
这里的输出电信号和原始的光信号有一定的关系，通常是接近线性的关系，这样计算原始的光信号就不是很复杂了。
其它的物理传感器的原理都可以类比于光电式传感器。
2、光电传感器：光电传感器光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
介绍传感器
介绍传感器传感器是一种能够感知、测量或检测物理量或环境条件的设备或装置。
传感器通常将物理现象转换成电信号或其他可量化的形式，以便进行数据分析、控制系统或自动化过程。
传感器在各个领域都有广泛的应用，包括工业、医疗、军事、环境监测、汽车、消费电子和通信等。
以下是一些常见类型的传感器及其应用：1.温度传感器：测量温度，常用于气象站、热管理系统、医疗设备和食品加工等领域。
2.湿度传感器：测量空气中的湿度水平，广泛应用于气象学、温室农业、室内空气质量监测等。
3.光敏传感器：检测光线强度，用于自动照明系统、摄像机、光电子器件和太阳能应用。
4.压力传感器：测量气体或液体的压力，用于汽车制动系统、医疗监测、工业流体控制等。
5.加速度传感器：测量物体的加速度或震动，用于智能手机、汽车安全系统和航空航天。
6.磁场传感器：测量磁场强度，应用于指南针、磁导航、磁共振成像和电子罗盘等。
7.声音传感器：检测声音或声压级，用于音频录制、噪声监测、语音识别和超声波成像。
8.气体传感器：测量空气中特定气体的浓度，应用于煤气检测、环境监测和空气质量控制。
9.生物传感器：用于检测生物分子、细胞或生理参数，用于医疗诊断、生物研究和药物开发。
10.运动传感器：检测物体的运动，应用于游戏控制、体育追踪和虚拟现实。
11.图像传感器：用于捕捉图像和视频，广泛应用于数码相机、摄像机、智能监控和机器视觉。
12.激光传感器：利用激光技术进行距离测量、3D扫描和位置感知。
传感器的发展和创新不断推动着科学和工程领域的进步，它们在日常生活中也起到了关键作用，使我们能够更好地理解和控制我们周围的环境。
随着物联网（IoT）的兴起，传感器的应用将进一步扩展，将不同领域的数据和信息连接起来，实现更智能的系统和应用。
相机图像传感器知识点总结
相机图像传感器知识点总结相机图像传感器是数码相机中最重要的部件之一，它负责将光信号转换为电信号，用于拍摄照片和录制视频。
在选择数码相机时，图像传感器的大小和质量往往是用户最为关注的因素之一。
因此，了解图像传感器的知识对于选择和使用数码相机都是非常重要的。
在本文中，我们将对相机图像传感器的基本知识进行总结和讨论。
1. 图像传感器的种类图像传感器主要分为两类：CMOS和CCD。
CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）是互补金属氧化物半导体传感器，而CCD（Charge-Coupled Device）则是电荷耦合器件传感器。
它们在工作原理和结构上有所不同，分别具有各自的优点和特点。
CMOS传感器通常比CCD传感器更便宜、更节能，并且在高速拍摄和视频录制方面具有优势。
而CCD传感器在低光条件下通常具有更好的表现，色彩还原和动态范围也更出色一些。
在实际应用中，由于CMOS传感器在成本和功耗上的优势，目前大部分数码相机都采用了CMOS传感器。
2. 图像传感器的尺寸图像传感器的尺寸对于相机的成像效果有着重要的影响。
一般来说，图像传感器的尺寸越大，其单个像素的面积就越大，因此能够捕捉更多的光线。
这样就能够在低光条件下获得更好的成像效果，同时也有助于提高图像的动态范围。
目前在数码相机中常见的图像传感器尺寸包括全画幅（36mm x 24mm）、APS-C（22mmx 15mm）以及四分之一英寸至一英寸不等的小尺寸传感器。
全画幅传感器通常用于高端专业相机中，其成本和功耗较高，但能够提供最高质量的成像效果。
APS-C传感器则是中档相机的常见选择，在成本和性能之间取得了一定的平衡。
小尺寸传感器则常用于消费级数码相机和手机摄像头中。
3. 像素和分辨率图像传感器的像素是指在传感器上的感光单元数量，每个像素都对应着图像中的一个小区域，并负责接收光线并转换为电信号。
在实际应用中，像素数量往往被用来衡量图像传感器的分辨率，即每幅图像能够包含多少像素。
常用传感器及芯片
常用的传感器和芯片有很多种，以下是一些常见的传感器和芯片：
1. 加速度传感器：用于测量物体的加速度，常用于智能手机、游戏手柄等设备中。
2. 陀螺仪传感器：用于测量物体的角速度和角度变化，常用于飞行器、游戏手柄等设备中。
3. 光敏传感器：用于测量光线的强度，常用于照相机、光控开关等设备中。
4. 温度传感器：用于测量环境的温度，常用于温度计、恒温器等设备中。
5. 湿度传感器：用于测量环境的湿度，常用于湿度计、气象站等设备中。
6. 压力传感器：用于测量物体的压力，常用于汽车轮胎压力监测、气压计等设备中。
7. 距离传感器：用于测量物体与传感器之间的距离，
常用于无人机、机器人等设备中。
8. 磁力传感器：用于测量磁场的强度和方向，常用于指南针、地磁传感器等设备中。
9. 心率传感器：用于测量人体的心率，常用于智能手环、心率监测设备等。
10. GPS芯片：用于接收全球定位系统（GPS）信号，常用于导航设备、车载系统等。
11. Wi-Fi芯片：用于无线网络通信，常用于智能手机、无线路由器等设备中。
12. 蓝牙芯片：用于蓝牙通信，常用于耳机、智能手环等设备中。
13. NFC芯片：用于近场通信，常用于手机支付、门禁系统等设备中。
14. 摄像头芯片：用于图像采集和处理，常用于手机、摄像机等设备中。
15. 麦克风芯片：用于声音的采集和处理，常用于手机、录音设备等。
这只是一小部分常见的传感器和芯片，实际上还有很多其他类型的传感器和芯片，用于不同的应用领域。
《常用传感器》课件
发射式光电传感器
通过发射和接收光束来检测物体 的位置和检测距离。
接近传感器
利用光束的反射或散射来检测物 体的存在和距离。
颜色传感器
通过检测物体反射的光的波长来 识别物体的颜色。
重量传感器的设计和用途
1 电阻应变式传感器
通过测量应变引起的电阻 变化来测量物体的重量。
2 压力式传感器
通过测量物体受到的压力 来推断物体的重量。
通过测量电阻、电压或电流的变化来感知温度变化。
2
热敏电阻
根据温度变化引起的电阻变化来测量温度。
3
红外温度传感器
利用红外线辐射，通过感应和测量物体发射的红外辐射来获取温度信息。
压力传感器及其类型
电容式压力传感器
利用电容的变化来感知压力的变化。
压力膜片传感器
通过感知薄膜片的形变来测量压力。
压电式压力传感器
《常用传感器》PPT课件
本PPT课件将详细介绍常用传感器的定义、作用以及各种类型和应用场景，让 您对传感器有更深入的了解。
传感器的定义和作用
传感器是一种能够感知和监测环境中物理量或信息的装置。它们起着将非电信号转换为电信号的作用，是现代 科技和工程中不可或缺的重要组成部分。
温度传感器及其分类
1
热电温度计
3 电磁式传感器
通过测量电磁感应引起的 电流变化来测量物体的重 量。
振动传感器及其检测方法
1
加速度传感器
通过感知物体的加速度和震动来检测振动。
2
拉压传感器
通过感知物体在振动中受到的拉压变化来检测振动。
3
压电传感器
利用压电效应，将振动转化为电荷或电压信号。
电动传感器及其优缺点
感应电动传感器
常用传感器大全.docx
常用传感器种类传感器类型名称简介备注DS18B20 ， 18B20数字温度传感器，数字信号输出可应于各种狭小空间设备数字测温和控制领域热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器温度探头MTS102 温度-40～ +150 ℃传感器超声波传感器TCT40-16F/S（收 /发）超声波传感器超声波传感TCT40-16F/S器（收发一体）超声波测距模最大检测距离5m块可以直接装在机器超声波测距模人上 ,作为寻物、避块障探测等应用光敏电阻可见光控制电阻阻P1201-04值光电传感器硅光电池反射式光电管可应于小车、机器RP220人等黑白线寻迹红外对管（收 /发）红外蔽障传感器模块常用于工件计数、U型光电传感测量电机的转速、器模块电机转的圈数红外接收头可应于红外信号检HS0038测驻极体话筒MMA7660 MMA7660FC超加速度传感器小低功耗三轴加速度感应，可应于小车、机器三轴加速度传感人等的倾角控制器压力传感器飞思卡尔 MMA7455三轴数字加速度传感器模块 ,IIC/SPI 接口，全新原装 飞思卡尔 MMA7455三轴芯片！板子上集成 5V转 3.3V 芯片，数字加速度传感器模块用于 5V 供电的单片机系统更方便！气体烟雾传感器 烟雾传感器 MQ-2 可用于检测 CO 、 CH4 等可燃性气体酒精传感器MQ-3半导体酒精传感器MQ-3液化器煤气传感器MQ-5天然器甲烷传感器MQ-4酒精传感器模块液化器煤气传感器模块天然器甲烷传感器模块烟雾传感器MQ-2 模块湿度敏感元器件，具有感湿范围宽、湿度传感器湿敏电阻灵敏度高、湿滞洄差小、响应速度快振动传感器 / 位移传感器CLA-3振动传感器人体红外线传感器激光组件400,蜂鸣器霍尔开关传感器/电机测速 /霍尔开关传感器可用于电机测速/位置检测等场位置检测优质不锈钢管封装防水防潮防生防水型 DS18B20锈自动窗帘、教学实验、灯光探测等等光感应光敏传感模块用于场合湿度传感器模块用于检测湿度的场合输出开关量可以用于声控灯，配合光敏传感器做声音检测传感器声光报警，以及声音控制，声音检测的场合热释电传感模块常用于报警器设防、车库门遥控、摩无线遥控组件315M托车、汽车的防盗报警等步进电机。
五种常用的传感器原理及应用
五种常用的传感器原理及应用目录1.序言 (1)2.传感器定义 (3)3.传感器选择的标准 (3)4.传感器分类的标准 (3)5.五种常用的传感器类型及其特点 (5)5.1.温度传感器 (5)1.2.红外传感器 (5)1.3.紫外线传感器 (7)1.4.触摸传感器 (8)1.5.接近传感器 (8)6.传感器选用原则 (9)7.先进的传感器技术 (10)7.1.条形码识别 (10)7.2.转发器 (11)7.3.制造部件的电磁识别 (11)7.4.表面声波 (11)7.5.光学字符识别(OCR) (11)1.序言一台设备所采用的的传感器是否先进、可靠有时直接决定了设备的先进性和可靠性。
图1传感器工作原理很多机械工程师在观念上有一个误区：机械工程师只负责机构的东西，传感器、电气元件选用及控制方案是电气工程师或系统工程师的事。
如果你是某个项目的总设计工程师，在方案构想阶段就要考虑到选用哪些类型的传感器以及设备的动作流程和控制方式。
生物信息：是反映生物运动状态和方式的信息。
碱基序列便是生物信息。
自然界经过漫长时期的演变，产生了生物，逐渐形成了复杂的生物世界。
生物信息形形色色，千变万化，不同类的生物发出不同的信息。
，人们对生物信息的研究已取得了一些可观的成果，人们发现，鸟有“鸟语”，兽有“兽语”，甚至花也有“花语”。
人们还发现生物信息与非生物信息之间有着某种必然的联系，如燕子、大雁的飞来飞去，预示着季节的变换和气温的升降；鱼儿浮出水面预示着大雨即将来临;动物的某些反常现象，预示着地震即将发生的信［息、******。
物理信息：包括声、光、颜色等。
这些物理信息往往表达了吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。
比如，毒蜂身上斑斓的花纹、猛兽的吼叫都表达了警告、威胁的意思。
萤火虫通过闪光来识别同伴。
红三叶草花的色彩和形状就是传递给当地土蜂和其它昆虫的信息。
化学信息：生物依靠自身代谢产生的化学物质，如酶、生长素、性诱激素等来传递信息。
《认识常用的传感器》 讲义
《认识常用的传感器》讲义在当今科技飞速发展的时代，传感器作为一种能够感知和检测各种物理量、化学量和生物量的装置，已经广泛应用于我们生活的方方面面。
从智能手机中的各种传感器，到工业生产中的自动化控制，再到医疗领域的疾病诊断，传感器都发挥着至关重要的作用。
那么，让我们一起来认识一下常用的传感器吧。
一、温度传感器温度传感器是最常见的传感器之一，它能够测量物体的温度。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻和红外温度传感器等。
热电偶是基于热电效应工作的，由两种不同的金属材料连接而成。
当两端温度不同时，会产生热电动势，通过测量电动势的大小就可以确定温度。
它的优点是测量范围广、精度较高，适用于高温环境的测量。
热敏电阻则是利用电阻值随温度变化的特性来测量温度。
它分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。
NTC 热敏电阻在温度升高时电阻值减小，PTC 热敏电阻则相反。
热敏电阻具有灵敏度高、响应速度快的特点，但测量范围相对较窄。
红外温度传感器是通过测量物体发出的红外辐射能量来确定温度的。
它无需接触物体，能够快速、非接触式地测量温度，适用于一些无法直接接触测量的场合，如高温物体、运动物体等。
压力传感器用于测量压力的大小。
常见的压力传感器有应变式压力传感器、电容式压力传感器和压电式压力传感器。
应变式压力传感器是利用应变片在压力作用下发生形变，从而导致电阻值的变化来测量压力。
它具有结构简单、精度较高的优点，广泛应用于工业自动化领域。
电容式压力传感器则是通过测量电容的变化来反映压力的大小。
它的灵敏度高、动态响应好，但容易受到外界干扰。
压电式压力传感器基于压电效应工作，当受到压力时会产生电荷。
它具有响应速度快、精度高的特点，常用于动态压力的测量。
三、位移传感器位移传感器用于测量物体的位移或位置变化。
常见的位移传感器有电感式位移传感器、电容式位移传感器和光栅式位移传感器。
电感式位移传感器是利用电感的变化来测量位移。
图像传感器的分类及原理
图像传感器的分类及原理
图像传感器的分类及原理主要有:
1. CCD图像传感器:利用电荷耦合元件的光电转换效应,将光信号转换为电荷,经过传输、放大后输出电压信号。
2. CMOS图像传感器:使用互补式金属氧化物半导体技术,在每个像素进行光电转换,支持列并行AD转换,易于集成。
3. 电荷积聚图像传感器:利用电荷积聚使感光电容上电荷随光强变化,经扫描读取电荷量实现图像采集。
4. 飞行时间图像传感器:测量光子从发射到达感光探测器的飞行时间,重建光强分布图像。
5. 积分传感器:光导导体积分光强变化而导通,读取导通时间得到光强信号。
6. 串行图像传感器:探测器沿一维或二维序列转换光信号为电信号,经数字化处理还原图像。
7. 事件驱动传感器:仅对出现的像素变化产生输出,避免冗余数据传输出高动态范围。
8. 压电传感器:基于压电效应将光信号变为电信号,响应速度快。
9. 薄膜图像传感器:使用非晶硅构建图像检测层,大面积成像和集成。
10. 量子点传感器:使用量子点材料高效吸收光子,进行光电转换。
常用传感器及芯片
常用传感器及芯片摘要：一、传感器概述1.传感器定义2.传感器分类二、常用传感器介绍1.温度传感器2.压力传感器3.湿度传感器4.光敏传感器5.磁敏传感器6.红外传感器7.超声波传感器三、传感器芯片概述1.芯片定义2.芯片分类四、常用传感器芯片应用领域1.工业自动化2.智能家居3.医疗健康4.交通运输5.环境监测五、传感器芯片选型与应用技巧1.性能参数考虑2.环境适应性3.成本与可靠性4.系统集成与调试六、我国传感器芯片产业发展现状与趋势1.产业规模2.技术创新3.市场竞争4.政策扶持正文：一、传感器概述1.传感器定义传感器是一种能够感知指定物理、化学或生物量，并将感知结果转换为可处理的信号输出的装置。
它是实现自动检测、自动控制和智能化管理的关键环节，广泛应用于各种领域。
2.传感器分类根据传感器的工作原理、传感器材料、输出信号类型等分类，可以将传感器分为温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光敏传感器、磁敏传感器、红外传感器、超声波传感器等。
二、常用传感器介绍1.温度传感器温度传感器是一种用于测量温度的传感器，常见的有热电偶、热敏电阻、红外线传感器等。
它们广泛应用于工业生产、家用电器、医疗设备等领域。
2.压力传感器压力传感器是一种能够将受到的压力变化转换为电信号的传感器，常见的有电阻式、电容式、压电式等。
压力传感器在汽车、航空、家电等行业具有广泛应用。
3.湿度传感器湿度传感器是一种能够测量环境湿度并将其转换为电信号的传感器，常见的有电容式、电阻式、红外线传感器等。
湿度传感器在农业、家居、实验室等领域具有重要应用。
4.光敏传感器光敏传感器是一种能够将光信号转换为电信号的传感器，常见的有光电二极管、光电三极管、光敏电阻等。
光敏传感器在照明、安防、自动控制等领域具有广泛应用。
5.磁敏传感器磁敏传感器是一种能够将磁场变化转换为电信号的传感器，常见的有霍尔传感器、磁阻传感器、磁敏二极管等。
磁敏传感器在电动汽车、交通运输、智能家居等领域具有重要应用。
电子课件-《传感器及应用(第二版)》-B02-1472 模块七 图像检测
模块七 图像检测
３． 固态图像传感器的比较 CCD 传感器一般被认为具有以下优点。 （１） 高分辨率：像素大小为 μm 级，可感测及识别精 细物体，提高影像品质。 （２） 高灵敏度：CCD 具有很低的读出噪声和暗电流噪 声，信噪比高，从而具有高灵敏度。 （３） 动态范围广：可同时感知及分辨强光和弱光，提 高系统环境的使用范围。
模块七 图像检测
２． 图像检测系统的组成 图像检测系统是采用图像传感器摄取图像，利用转换 电路将其转化为数字信号，再用计算机软硬件对信号进行 处理得到需要的最终图像或通过识别、计算后获取进一步 信息的检测系统，其组成如图所示。
图像传感器在图像检测系统的组成
模块七 图像检测
３． 图像传感器 图像传感器是利用光敏元器件的光电转换功能，将元 器件感光面上感受到的光线图像转换为成一定比例关系的 电信号并做相应处理后输出的功能器件，它能够实现图像 信息的获取、转换和视觉功能的扩展。
模块七 图像检测
二、固态图像传感器
固态图像传感器如图所示，是数码相机、数码摄像机的 关键零件，因常用于摄像领域，又被称为摄像管。
固态图像传感器要求具有两个基本功能：一是具有把光 信号转换为电信号的作用；二是具有将平面图像上的像素进 行点阵取样，并将其按时间取出的扫描作用。
固态图像传感器
模块七 图像检测
模块七 图像检测
知识引入
光纤传感器（Fiber Optical Sensor，FOS）是 20 世 纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传 感器。它是光纤和光通信技术迅速发展的产物，与以 电为基础的传感器有着本质区别。
模块七 图像检测
知识讲解 一、光纤传递的基本知识
１． 光纤结构 光纤的结构如图所示，光纤呈圆柱形，它 由玻璃纤维芯 （纤芯） 和玻璃包皮 （包层） 两个同心圆柱的双层结构组成。纤芯位于光 纤的中心部位，光主要在此传输。 ２． 光纤导光原理 对于多模光纤，可以用几何光学的方法分 析光的传播现象。此时，光在两层结构之间 的界面上靠全反射进行传播.
图像传感器ppt课件
图2.6 PN结像素结构
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为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
6.cmos传感器的动态范围
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2.2 CMOS传感器的像素结构
❖ 由于PPD像素结构在暗电流和噪声方面的优异表现，近 年来市面上的CMOS传感器都是以PPD结构为主。但是 ，PPD结构有4个晶体管，有的设计甚至有5个，这大大 降低了像素的填充因子（即感光区占整个像素面积的比 值），这会影响传感器的光电转换效率，进而影响传感 器的噪声表现。
图2.7 PPD像素结构
对于PPD，右边部分电路只是信号读出电路。读出电路与光电转换结 构通过TX完全隔开，这样可以将光感区的设计和读出电路完全隔离开 ，有利于各种信号处理电路的引入（如CDS，DDS等）。另外，PPD 感光区的设计采用的是p-n-p结构，减小了暗电流
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2.2 CMOS传感器的像素结构
passivel Pixel噪声较大有2 个主要原因：
1、相对读出电路上的寄生电 容，PN结的电容相对较小。 代表其信号的电压差相对较小， 这导致其对电路噪声很敏感。 2、如图2.5(b)，PN结的信号， 先经过读出电路，才进行放大。 这种情况，注入到读出信号的 噪声会随着信号一起放大。
常用传感器技术及应用
常用传感器技术及应用1. 引言嘿，朋友们，今天我们来聊聊传感器。
说到传感器，可能大家脑海里闪现的就是那些高科技、难懂的名词，但其实，它们就在我们身边，随时为我们服务，就像是生活中的小助手，默默无闻却不可或缺。
想想看，你的手机、汽车，甚至家里的空调，它们都离不开传感器。
传感器是什么呢？简单来说，就是能够感知环境变化并将这些信息转换成电信号的设备。
听上去有点高大上，但其实就是它们帮我们“看”这个世界，听这个世界，甚至“嗅”这个世界。
2. 常用传感器的种类2.1 温度传感器先来聊聊温度传感器。
想象一下，你在炎炎夏日里，恨不得跳进冰箱里，而温度传感器正是用来测量温度的。
这玩意儿的原理其实不复杂，主要是通过材料的热膨胀或电阻变化来反应温度。
当你在家里调节空调时，它就是那个在你身边默默监控温度的小家伙，让你享受舒适的凉爽。
如果没有它，空调可是会把你冻成冰棍的，真是“冰火两重天”啊！2.2 湿度传感器接下来，我们说说湿度传感器。
谁都知道，空气湿度过高或过低，都会让人感觉不舒服。
湿度传感器就像是天气预报员，实时监测空气中的水分含量。
比如说，你的房间里如果太潮湿，墙壁会发霉，家具也容易受损，这时候湿度传感器就会发出信号，提醒你该开开抽湿机了。
它可是让我们生活在“舒适区”的小帮手，让我们摆脱潮湿的困扰。
3. 传感器的应用3.1 智能家居现在，咱们来聊聊传感器的应用。
最常见的，莫过于智能家居。
随着科技的发展，很多家庭开始使用智能设备，这背后离不开各种传感器的支持。
比如，智能灯泡可以根据环境光线自动调节亮度；智能音响可以根据你的声音命令播放音乐，甚至控制家里的其他设备。
想象一下，躺在沙发上只用说一句“嘿，打开灯”，灯就乖乖亮了，真是科技改变生活，方便得不要不要的。
3.2 交通监控再来说说交通监控。
城市里的交通情况经常让人头疼，但有了传感器，情况可就大不相同了。
交通流量传感器能够实时监测道路上的车辆数量，通过这些数据，交通指挥中心就能及时调整信号灯，避免交通堵塞。
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CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）， 互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成 CMOS数字集成电路的基本单元。 1970年，CMOS图 像传感器在NASA 的喷气推进实验室 制造成功。 1997年，英国爱丁 堡VLSI Version 公司首次实现 CMOS图像传感器 的商品化。
a.线阵型
二、CCD器件
电荷输出控制波形
B、CCD器件 64位线阵CCD结构
B、CCD器件
b.面阵电荷耦合器
b．面型CCD图像传感器 面型 CCD 图像传感器由感光区、信号存储区和输出转移部 分组成。目前存在三种典型结构形式，如图所示。 图 (a) 所示结构由行扫描电路、垂直输出寄存器、感光区 和输出二极管组成。行扫描电路将光敏元件内的信息转移到水 平（行）方向上，由垂直方向的寄存器将信息转移到输出二极 管，输出信号由信号处理电路转换为视频图像信号。这种结构 易于引起图像模糊。
现代CMOS芯片外观
一、COMS传感器
• “无源像敏单元” 成像质量差、像敏单元尺 寸小、填充率低、响应速度慢 • “有源像敏单元” 增添了光敏元件和像敏单 元的寻址开关，增加了信号放大和处理等电路， 提高了光电灵敏度、减少了噪声，扩大动态范 围。
一、COMS传感器 三、CMOS
2.结构与工作原理
贝尔实验室的George Smith和 Willard Boyle将发明了的CCD原型
现代CCD芯片外观
二、CCD图像传感器
二、CCD
由于CCD具有光电转换、信息存储、延时和将 电信号按顺序传送等功能,且集成度高、功耗低, 因此得到飞速发展,是图像采集及数字化处理必不 可少的关键器件,广泛应用于科学、教育、医学、 商业、工业、军事和消费领域。
MOS电容
CCD 是由规则排列的金属—氧化物—半导体 （Metal Oxide Semiconductor,MOS）电容阵列组成。
Metal Oxide Semiconductor
二、CCD
光信息
CCD
电脉冲
脉冲只反映一个感光元件的受光情况 脉冲幅度的高低反映该感光元件受光照的强弱 输出脉冲的顺序可以反映一个感光元件的位置 完成图像传感
1、分类
二、CCD器件
CCD器件分为线阵CCD和面阵CCD，结构上有多种 不同形式，如单沟道CCD、双沟道CCD、帧转移结构 CCD、行间转移结构CCD。 线阵CCD结构 线阵CCD传感器是由一列MOS光敏元和一列移位寄存 器并行构成。光敏元和移位寄存器之间有一个转移控 制栅，1024位线阵，由1024个光敏元1024个读出移位 寄存器组成。读出移位寄存器的输出端Ga一位位输出 信息，这一过程是一个串行输出过程。
（3）电荷转移原理
读出移位寄存器 D电荷耦合器件是以 电荷为信号。 b.读出移位寄存器也是 MOS结构。 c.由三个十分邻近的电极 组成一个耦合单元,在三 个电极上分别施加脉冲波 三相时钟脉冲Φ1Φ2Φ3。
(4)电荷耦合器信号输出
CCD信号电荷 的输出的方式 主要有电流输 出、电压输出 两种,以电压 输出型为例： 有浮置扩散放 大器（FDA）、 浮置栅放大器 （FGA）
二、CCD
CCD从功能上可分为线阵CCD和面阵CCD两大类。
光敏元件 转移栅 输出
不透光的电荷转移结构 (a)
光积分区 转移栅 输出
(b)
线型CCD图像传感器
二、CCD
面型CCD图像传感器由感光 输出二极管 区、信号存储区和输出转移部分 组成。 行 输 扫 左图所示结构由行扫描电路 出 描 寄 、垂直输出寄存器、感光区和输 发 存 生 出二极管组成。行扫描电路将光 器 器 敏元件内的信息转移到水平（行 感光区 ）方向上，由垂直方向的寄存器 将信息转移到输出二极管，输出 信号由信号处理电路转换为视频 面型CCD图像传感器结构 图像信号。
• 视觉传感器，以非扩散的方式接 收数据，对环境没有任何信号污 染。 • 速度快 ，满足ITS要求 • 但受雾、夜间、阳光直射影响
视觉传感器
可见光成像
非可见光成像
COMS
CCD
紫外成像
红外成像
无线电成像
超声成像
图像传感器
图像传感器
Company Logo
一、COMS传感器 三、CMOS
三、应用举例 CCD传感器应用时是将不同光源与透镜、镜头、 光导纤维、滤光镜及反射镜等各种光学元件结合， 主要用来装配轻型摄像机、摄像头、工业监视器。 CCD应用技术是光、机、电和计算机相结合的高 新技术，作为一种非常有效的非接触检测方法， CCD被广泛用于在线检测尺寸、位移、速度、定 位和自动调焦等方面。
2、7 图像传感器
目录
1 2 3
1.1传感器概述
1.2压电传感器 1.3光电传感器 1.4电涡流传感器
4
5 6
1.5微波传感器
1.6超声波传感器 1.7图像传感器
7
图像传感器
• 图像采集设备，由3个部分组成：图像采集设 备（图像传感器）、图像处理硬件和图像处理 软件。 • 在ITS中，图像传感器分为主动传感器和被动 传感器两大类。
• 利用CCD测量几何量，CCD诞生后，首先在工业检 测中制成测量长度的光电传感器，物体通过物镜 在CCD光敏元上造成影像，CCD输出的脉冲表征测 量工件的尺寸或缺陷； • 用于传真技术，文字、图象识别。例如用CCD识 别集成电路焊点图案，代替光点穿孔机的作用； • 自动流水线装置，机床、自动售货机、自动监视 装置、指纹机；
二相驱动
视频输出
P2 P3
P1
沟阻 感光区 析像单元
检波二极管 行 扫 描 发 生 器 感光区 二相驱动
输 出 寄 存 器
P1 P2 P3
存储区
视频输出
(a)
P2 P3
P1
输出栅 串行读出
(b)
图（b）所示结构增加了具有公共水平方向电极的不透光 的信息存储区。在正常垂直回扫周期内，具有公共水平方向电 极的感光区所积累的电荷同样迅速下移到信息存储区。在垂直 回扫结束后，感光区回复到积光状态。在水平消隐周期内，存 储区的整个电荷图像向下移动，每次总是将存储区最底部一行 的电荷信号移到水平读出器，该行电荷在读出移位寄存器中向 右移动以视频信号输出。当整帧视频信号自存储移出后，就开 始下一帧信号的形成。该CCD结构具有单元密度高、电极简单等 优点，但增加了存储器。
A、CCD的结构和工作原理
显微镜下的MOS元表面
CCD基本结构分两部分： （1）MOS（金属—氧化物—半导体） 光敏元阵列； 电荷耦合器件是在半导体硅片上 制作成百上千（万）个光敏元， 一个光敏元又称一个像素，在半 导体硅平面上光敏元按线阵或面 阵有规则地排列。 （2）读出移位寄存器。
CCD结构示意图
电荷耦合器件的光电物理效应
一个MOS结构元为MOS光敏元或一个像素， 把一个势阱所收集的光生电子称为一个电荷包； CCD器件内是在硅片上制作成百上千的MOS元， 每个金属电极加电压，就形成成百上千个势阱； 如果照射在这些光敏元上是一幅明暗起伏的图 象，那么这些光敏元就感生出一幅与光照度响应的 光生电荷图象。 这就是电荷耦合器件的光电物理效应基本原理。
二、CCD器件 对不同型号的CCD器件而言，其工作机理是相同 的。 不同型号的CCD器件具有完全不同的外型结构和 驱动时序，在实际使用时必须加以注意。 我们可以通过器件供货商或直接向生产厂家索 取相关资料，为CCD器件的应用提供技术支持。
2、特性参数
CCD器件的物理性能可以用特性参数来描述 内部参数描述的是CCD存储和转移信号电荷有 关的特性,是器件理论设计的重要依据； 外部参数描述的是与CCD应用有关的性能指标 主要包括以下内容：电荷转移效率、转移损失 率、工作频率、电荷存储容量、灵敏度、分辨 率。
一、COMS传感器 三、CMOS
3.分类
CMOS 无源 像素 传感 器 PPS 有源 像素 传感 器 APS 数字 像素 传感 器 DPS
视觉传感器、应力传感器、指纹图像传感器 、凹型传感器等
一、COMS传感器 三、CMOS
Tx：开关管 Col：列总线
M1：复位管 M2：源跟随器 M3：行选通管 Col：列总线
信号电荷的产生 信号电荷的存贮 CCD基本工作原理
信号电荷的传输
信号电荷的检测 基本功能：电荷的存贮和转移 特点：以电荷作为信号
(1)信号电荷的产生
光电导效应
(2)信号电荷的存储
当金属电极上加正电压时， 由于电场作用，电极下P型 硅区里空穴被排斥入地成耗 尽区。对电子而言，是一势 能很低的区域，称“势阱”。 有光线入射到硅片上时，光 子作用下产生电子—空穴对， 空穴被电场作用排斥出耗尽 区，而电子被附近势阱（俘 获），此时势阱内吸的光子 数与光强度成正比。
二、CCD图像传感器
二、CCD
每个感光元件对应图 像传感器中的一个像素点 ，由于感光元件只能感应 光的强度，无法捕获色彩 信息，因此彩色CCD图 像传感器必须在感光元件 上方覆盖彩色滤光片。
二、CCD图像传感器
二、CCD
最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片，以1：2 ：1的构成由四个像点构成一个彩色像素（即红蓝滤光 片分别覆盖一个像点，剩下的两个像点都覆盖绿色滤光 片），采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。
CMOS图像传感器芯片结构框图
CMOS图像传感器像素阵列
一、COMS传感器 三、CMOS
CMOS感光元件的构成比较复杂，除处于核 心地位的感光二极管之外，它还包括放大器与模 数转换电路，每个像素点的构成为一个感光二极 管和三颗晶体管，而感光二极管占据的面积只是 整个元件的一小部分，造成CMOS传感器的开口 率远低于CCD（开口率：有效感光区域与整个感 光元件的面积比值）；这样在接受同等光照及元 件大小相同的情况下，CMOS感光元件所能捕捉 到的光信号就明显小于CCD元件，灵敏度较低。