常用传感器及其应用 PPT
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《认识常见的传感器》课件
传感器在物联网中的应用
物联网传感器
物联网的发展离不开传感器技术的支持，传感器在智能家居、智能交通、智能农业等领 域的应用越来越广泛，为人们的生活和工作带来了便利。
物联网传感器发展趋势
随着物联网技术的不断进步，传感器将朝着更低功耗、更小体积、更高可靠性和更低成 本的方向发展。
传感器与其他技术的融合发展
详细描述
传感器可以监测人体的血压、血糖、 血氧饱和度等生理参数，以及检测癌 症标志物、病毒等，为医生提供快速 准确的诊断结果。
智能家居
总结词
在智能家居领域，传感器用于实现智能化控制和提升居住体验。
详细描述
传感器可以检测室内温度、湿度、光照、空气质量等环境参数，以及家庭成员的行动和习惯，实现智能化的家居 环境调节和节能控制。
《认识常见的传感器 》ppt课件
目录
• 传感器概述 • 常见传感器介绍 • 传感器的工作原理与特性 • 传感器的应用领域 • 未来传感器技术展望
01 传感器概述
传感器的定义与分类
定义
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感 受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的 信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和 控制等要求。
03 传感器的工作原理与特性
传感器的转换原理
电阻式传感器
利用电阻随环境变化而 变化的特性，将非电量 转换为电信号。
电容式传感器
利用电容器极板间电容 随环境变化而变化的特 性，将非电量转换为电 信号。
电感式传感器
利用线圈的电感随环境 变化而变化的特性，将 非电量转换为电信号。
磁电式传感器
利用磁电感应原理，将 非电量转换为电信号。
总结词
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。
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
《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。
常用传感器原理及应用技术培训课件
原理
介绍温度传感器是如何通过 测量物体的热量来获取温度 信息。
应用技术
探索温度传感器在自动控制、 气象观测等领域的广泛应用。
实验演示
通过实际演示，展示温度传 感器在测量温度方面的精确 性和稳定性。
压力传感器
压力传感器用于测量物体所受的压力，被广泛应用于工业监测、流体控制等领域。让我们一起深入了解压力传 感器的原理和应用技术。
1 原理
介绍加速度传感器是如何通过测量物体的加速度来获取运动信息。
2 应用技术
探索加速度传感器在运动控制、惯性导航等领域的广泛应用。
3 实验演示
通过实际演示，展示加速度传感器在测量加速度方面的精确性和灵敏性。
液位传感器
液位传感器用于检测容器中液体的高度，广泛应用于工业生产、环境监测等领域。让我们一起深入了解液位传 感器的原理和应用技术。
原理
应用技术
介绍压力传感器是如何通过测量 物体所受的压力来获取压力信息。
探索压力传感器在工业监测、流 体控制等领域的广泛应用。
实验演示
通过实际演示，展示压力传感器 在测量压力方面的准确性和可靠 性。
加速度传感器
加速度传感器用于测量物体的加速度，被广泛应用于运动控制、惯性导航等领域。让我们一起探 索加速度传感器的原理和应用技术。
原理
介绍气体传感器是如何通过 检测空气中特定气体的浓度 来获取气体信息。Fra bibliotek应用技术
探索气体传感器在环境监测、 安全控制等领域的广泛应用。
实验演示
通过实际演示，展示气体传 感器在检测气体浓度方面的 精确性和可靠性。
振动传感器
振动传感器用于检测物体的振动情况，广泛应用于机械监测、结构健康等领域。让我们一起深入了解振动传感 器的原理和应用技术。
《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）。
传感器的应用知识点总结PPT
法律法规遵守
在使用传感器进行数据采集和处理时，需要遵守相关法律 法规和政策要求，如《个人信息保护法》等，确保合法合 规。
2023
PART 06
传感器发展趋势与前沿技 术动态
REPORTING
微型化、集成化发展趋势
微型化
传感器正朝着微型化方向发展，通过采用先进的微纳加工技术，实现传感器尺寸的缩小和 性能的提升。
集成化
将多个传感器集成在一起，形成传感器阵列或传感器网络，实现多参数、多功能的综合测 量。
MEMS技术
微机电系统（MEMS）技术是传感器微型化、集成化的重要手段，通过MEMS技术可以 制造出高性能、低功耗的微型传感器。
智能化、网络化发展趋势
智能化
传感器正朝着智能化方向发展，通过集成微处理器、存储器等器 件，实现传感器的自校准、自诊断、自适应等功能。
传感器分类与特点
传感器分类
根据输入物理量可分为位移传感器、速度传感器、温度传感 器、压力传感器等；根据工作原理可分为电阻式、电容式、 电感式、压电式等。
传感器特点
不同类型的传感器具有不同的特点，如电阻式传感器具有结 构简单、线性度好等优点，但灵敏度较低；电容式传感器具 有高灵敏度、高精度等优点，但易受温度和寄生电容的影响 。
工作原理及性能指标
要点一
工作原理
传感器的工作原理是将被测量转换为电信号的过程。不同 类型的传感器采用不同的转换原理，如电阻式传感器利用 电阻值随被测量变化而变化的原理进行转换；电容式传感 器利用电容值随被测量变化而变化的原理进行转换。
要点二
性能指标
传感器的性能指标包括灵敏度、线性度、重复性、迟滞性 、稳定性等。其中，灵敏度表示传感器输出变化量与输入 变化量的比值；线性度表示传感器输出与输入之间的线性 程度；重复性表示在相同条件下多次测量结果的一致性； 迟滞性表示传感器在输入量变化时输出量的滞后程度；稳 定性表示传感器在长时间使用过程中保持其性能参数不变 的能力。
在使用传感器进行数据采集和处理时，需要遵守相关法律 法规和政策要求，如《个人信息保护法》等，确保合法合 规。
2023
PART 06
传感器发展趋势与前沿技 术动态
REPORTING
微型化、集成化发展趋势
微型化
传感器正朝着微型化方向发展，通过采用先进的微纳加工技术，实现传感器尺寸的缩小和 性能的提升。
集成化
将多个传感器集成在一起，形成传感器阵列或传感器网络，实现多参数、多功能的综合测 量。
MEMS技术
微机电系统（MEMS）技术是传感器微型化、集成化的重要手段，通过MEMS技术可以 制造出高性能、低功耗的微型传感器。
智能化、网络化发展趋势
智能化
传感器正朝着智能化方向发展，通过集成微处理器、存储器等器 件，实现传感器的自校准、自诊断、自适应等功能。
传感器分类与特点
传感器分类
根据输入物理量可分为位移传感器、速度传感器、温度传感 器、压力传感器等；根据工作原理可分为电阻式、电容式、 电感式、压电式等。
传感器特点
不同类型的传感器具有不同的特点，如电阻式传感器具有结 构简单、线性度好等优点，但灵敏度较低；电容式传感器具 有高灵敏度、高精度等优点，但易受温度和寄生电容的影响 。
工作原理及性能指标
要点一
工作原理
传感器的工作原理是将被测量转换为电信号的过程。不同 类型的传感器采用不同的转换原理，如电阻式传感器利用 电阻值随被测量变化而变化的原理进行转换；电容式传感 器利用电容值随被测量变化而变化的原理进行转换。
要点二
性能指标
传感器的性能指标包括灵敏度、线性度、重复性、迟滞性 、稳定性等。其中，灵敏度表示传感器输出变化量与输入 变化量的比值；线性度表示传感器输出与输入之间的线性 程度；重复性表示在相同条件下多次测量结果的一致性； 迟滞性表示传感器在输入量变化时输出量的滞后程度；稳 定性表示传感器在长时间使用过程中保持其性能参数不变 的能力。
传感器课件(PPT)可修改全文
传感器
一传感器
1、有时被称为检测器、探测器或变换器
传感器：检测非电信号，并按一定规律使之转换 成电信号的器件或装置。
2、传感器结构
敏感元件：对某些非电信号的改变很敏感的元器 件 处理电路：对敏感元器件输出电信号进行放大和 去干扰的电路 2、敏感元件的工作原理
（1）热敏电阻 电阻的阻值对温度的变化 很敏感
B、环境监控，火灾报警装置
三、生活中的传感器 1、洗衣机中的传感器 （1）水位传感器 （2）负载传感器 （3）水温传感器 （4）赃物程度传感器等等 2、电冰箱中的传感器 靠传感器进行：温度控制、除霜温度控制、 过热及过电流保护。
3、家用报警器
火警报警器、 测温度，测流体流量
C、热敏电阻传感器（半导体） 随温度升高而电阻减小的热敏电阻 随温度升高而电阻增大的热敏电阻 特殊热敏电阻：在某特定温度电阻聚聚变化
应用：测温度，温度控制、过热保护 2、光传感器
用受到光照时能产生电压（电流）的金属或 半导体材料制成。
光传感器的应用： A、自动水龙头、自动旋转门：红外线传感器
（2）磁敏感元件 对磁感应强度变化敏感
传感器的简单应用
二、常用传感器 1、温度传感器
A、热双金属片传感器
将膨胀系数差别大的不 同金属片焊接或轧制成 一体
工作原理：受热后，双金 属片产生变形
B、热电阻传感器
金属的电阻R与温度t的关系 R R0 (1 t)
选材要求：要求 值（温度系数）稳定不因为
一传感器
1、有时被称为检测器、探测器或变换器
传感器：检测非电信号，并按一定规律使之转换 成电信号的器件或装置。
2、传感器结构
敏感元件：对某些非电信号的改变很敏感的元器 件 处理电路：对敏感元器件输出电信号进行放大和 去干扰的电路 2、敏感元件的工作原理
（1）热敏电阻 电阻的阻值对温度的变化 很敏感
B、环境监控，火灾报警装置
三、生活中的传感器 1、洗衣机中的传感器 （1）水位传感器 （2）负载传感器 （3）水温传感器 （4）赃物程度传感器等等 2、电冰箱中的传感器 靠传感器进行：温度控制、除霜温度控制、 过热及过电流保护。
3、家用报警器
火警报警器、 测温度，测流体流量
C、热敏电阻传感器（半导体） 随温度升高而电阻减小的热敏电阻 随温度升高而电阻增大的热敏电阻 特殊热敏电阻：在某特定温度电阻聚聚变化
应用：测温度，温度控制、过热保护 2、光传感器
用受到光照时能产生电压（电流）的金属或 半导体材料制成。
光传感器的应用： A、自动水龙头、自动旋转门：红外线传感器
（2）磁敏感元件 对磁感应强度变化敏感
传感器的简单应用
二、常用传感器 1、温度传感器
A、热双金属片传感器
将膨胀系数差别大的不 同金属片焊接或轧制成 一体
工作原理：受热后，双金 属片产生变形
B、热电阻传感器
金属的电阻R与温度t的关系 R R0 (1 t)
选材要求：要求 值（温度系数）稳定不因为
一、辨识常用传感器课件(15张PPT)
案例分析：
红外波 长信息
红外传 感器
电信号
酒精含 量信息
气敏传 感器
电信号
非电量
传感器
电信号
3、传感器的作用
不同的传感器可以收集不同的变化信息，并把它们转换为 电流、电压等电信号的变化，以便于传输、处理、存储和 输出。
马上行动（P22）
力敏传感器
接受 力 信息，并转换为电信号
声敏传感器
接受声信号，并转换为电信号
负温度系数热敏电阻 NTC
试验准备：
带防水型探头热敏电阻、定值电阻R、多用电表、面包板、 电源、开关、导线、烧杯、冷水、热水等
温度情况 电阻值/Ω
60℃ 500
47℃ 650
42℃ 700
29℃ 884
温度越高，热敏电阻阻值越小. NTC
温度越低，热敏电阻阻值越大
总结
传感器是将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出的一种装置。
光照情况 电压值/V
手遮盖大部分光线 手遮盖一部分光线
1.7v
1.3v
受光表面暴露灯光下 0.76v
环境光线越强：光敏电阻阻值越小 电路中光敏电阻两端的电压也越小
环境光线越弱：光敏电阻阻值越大 电路中光敏电阻两端的电压也越大
任务二 检测常见的传感器
试验2： 用多用电表检测热敏电阻的特性
正温度系数热敏电阻 PTC 分类
辨识常用传感器
电子控制系统的基本组成部分
输入量
输入 部分
控制（处理） 部分
输出 部分
被控 对象
电子控制系统的工作过程
信息
输入
采集信息 并转化为
电信号
控制 （处理）
分析、比较和 处理电信号并
新型传感器原理及应用ppt课件
半导瓷材料的表面电阻下降。由此可见，不论是N型还是P型 半导瓷，其电阻率都随湿度的增加而下降。
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
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Vcc Ω
R1 Vout
Rt
℃
GND
热敏电阻
• 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电
阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有 被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最 高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。
A
T0
T
E
B
EAB(T,T0)EAB(T)EAB(T0) 对 于 已 选 定 的 热 电 偶 ,EAB(T0)=C是 常 数
EAB(T,T0)EAB(T)Cf(T)
目前常用的热电偶有：
热电偶名称
分度号
铜-铜镍
T
镍铬-铜镍
E
铁-铜镍
J
镍铬-镍硅
K
铂铑-铂
S
铂铑30-铂铑6
B
适用温度 -40~350℃ -40~800℃ -40~750℃ -40~1000℃ 0~1100℃ 600~1700℃
表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。
热敏电阻
• 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到 的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其 中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表 示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常 同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电 阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例， 25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为 28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似， 25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温 度曲线是非线性的。
Rt R0(1t)
4.28103 /C
式中Rt和R0分别为T度和0度的铜电阻值。铜电 阻有两种分度号Cu50和Cu100。
2、热电偶
热电偶是工程上应用最广泛的一种温度传感器，
它构造简单，使用方便，温度测量范围宽（-
40~1700℃。
两种不同的导体或半导体组成一个闭合回路，
当两接触点温度不同时就会产生电动势E。
测量温度宽，可靠性高，最高可达1600度，但 成本高，信号处理复杂。
分立半导体热敏电阻 如NTC热敏电阻，线性较差，但成本极低，主
要用在小家电上。 半导体集成温度传感器
主要利用温度越高PN结流过的反向漏电流越大， 并通过放大、线性化处理、信号转换等。 红外辐射温度传感器
非接触高温测量，最高可达数千度，测量距离 引起的误差较大，成本高。 光纤温度传感器
人体与机器的对应
外 人体 界 刺 机器 激
人的感官 传感器
人脑 计算机
机体 执行器
传感器的种类很多,目前没有统一的分类方法,常 采用的分类方法有以下几种: 1、按输入量分
输入量分别为温度、压力、位移、速度、气体 等非电量，则相应的是温度传感器、压力传感器等。 2、按测量原理分
主要是基于电磁原理和固体物理学理论，根据变 电阻的原理，有相应的应变式传感器；根据变磁阻 原理，有相应的电感式、电涡流式传感器；根据半 导体有关理论，有相应的半导体力敏传感器、气敏 传感器等。
电路全部集成在一块基片上，使它具有自 诊断、通信、自动调零功能。
D、传感器组网的无线化 主要采用2.4GHZ的ZIGBEE技术，它
的特点是功耗低、传输可靠、通信距离可 达几百米，速率最大可达1MB/S。
一、温度传感器
温度测量分接触式和非接触式，常用的传感器有： 金属热敏电阻
主要是铜电阻和铂电阻，测量线性好，信号处理 较热电偶简单。但温度范围较热电偶小。 热电偶
接触式测量，绝缘性能好、抗干扰能力强，测 量精度高。
1. 金属热敏电阻 常见的金属热敏电阻有铂电阻和铜电阻，和铜电
阻相比铂电阻的温度范围更宽、 线性更好， 常用在 化工厂等企业生产过程的温度测量。 铂电阻
铂电阻的测量温度范围为-200~+850℃ 在-200 ~+0℃内：
R t R 0 [ 1 A t B t2 C t3 (t 1 0 0 )]
1. 在0 ~+850℃内：
Rt R0(1AtBt2)
式中Rt和R0分别为t度和0度电阻值，A、B、C为常数
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
常用铂电阻有PT100和PT10两种。
铜电阻 由于铂是贵金属，在一些测量精度不高且温
度较低的场合，可采用铜电阻测量，它的范围为50~+150℃，铜电阻的阻值与温度的关系几乎是 线性的，可近似地表示：
热敏电阻
பைடு நூலகம் 热敏电阻计算公式
• 虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃ 甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用 这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下：
• Rt =R*EXP(B*(1/T1-1/T2)
热敏电阻测温电路
建立热敏电阻温度表
3.半导体热敏电阻 半导体热敏电阻常用的有PTC和NTC, 优点是阻
值大（数百Ω至数百KΩ）、价格低，缺点是非线性 严重。日本芝蒲公司生产的质量最好。
用作温度测量的一般用NTC，NTC还用于开关 电源交流输入端的开机浪涌保护。
NTC热敏电阻温度和阻值间存在严重的非线 性，因此实际应用时需要用软件进行线性补偿， 主要用在对温度测量精度要求不高和一些温度保 护的场合。
3、传感器的主要发展方向
A、传感器的固体化 主要发展半导体传感器，它不仅灵敏度高、响 应快、小型轻量、而且便于实现传感器的集成化和 多功能化，如压力传感器SP12。 B、传感器集成化和多功能化 将敏感元件、信号处理或转换单元、电源等部 分利用半导体技术将其制做在同一芯片上，如温湿 度传感器。
C、传感器的智能化 它通常将信号检测、信号处理等外围
传感器
• 传感器是指测试器系统的检测部分直接与被测对 象发生关系，直接感受被测参数的变化，并把被 测参数转为易于运输、处理、测量的信号，完成 这一任务的装置称为传感器。
• 我们的五官（眼，耳，皮肤，鼻，舌）就是传感 器。五官通过五种感觉（视觉，听觉，触觉，嗅 觉，味觉）接受来自外界的信号，并将这些信号 传递给大脑，大脑对这些信号进行分析处理，然 后将指令传给肌体，这是我们常见的一种传感器。
• 电压与温度的关系 • 建立AD采样值与温度的关系 • 10位AD，建立0～1023的温度表。根据实
R1 Vout
Rt
℃
GND
热敏电阻
• 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电
阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有 被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最 高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。
A
T0
T
E
B
EAB(T,T0)EAB(T)EAB(T0) 对 于 已 选 定 的 热 电 偶 ,EAB(T0)=C是 常 数
EAB(T,T0)EAB(T)Cf(T)
目前常用的热电偶有：
热电偶名称
分度号
铜-铜镍
T
镍铬-铜镍
E
铁-铜镍
J
镍铬-镍硅
K
铂铑-铂
S
铂铑30-铂铑6
B
适用温度 -40~350℃ -40~800℃ -40~750℃ -40~1000℃ 0~1100℃ 600~1700℃
表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。
热敏电阻
• 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到 的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其 中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表 示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常 同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电 阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例， 25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为 28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似， 25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温 度曲线是非线性的。
Rt R0(1t)
4.28103 /C
式中Rt和R0分别为T度和0度的铜电阻值。铜电 阻有两种分度号Cu50和Cu100。
2、热电偶
热电偶是工程上应用最广泛的一种温度传感器，
它构造简单，使用方便，温度测量范围宽（-
40~1700℃。
两种不同的导体或半导体组成一个闭合回路，
当两接触点温度不同时就会产生电动势E。
测量温度宽，可靠性高，最高可达1600度，但 成本高，信号处理复杂。
分立半导体热敏电阻 如NTC热敏电阻，线性较差，但成本极低，主
要用在小家电上。 半导体集成温度传感器
主要利用温度越高PN结流过的反向漏电流越大， 并通过放大、线性化处理、信号转换等。 红外辐射温度传感器
非接触高温测量，最高可达数千度，测量距离 引起的误差较大，成本高。 光纤温度传感器
人体与机器的对应
外 人体 界 刺 机器 激
人的感官 传感器
人脑 计算机
机体 执行器
传感器的种类很多,目前没有统一的分类方法,常 采用的分类方法有以下几种: 1、按输入量分
输入量分别为温度、压力、位移、速度、气体 等非电量，则相应的是温度传感器、压力传感器等。 2、按测量原理分
主要是基于电磁原理和固体物理学理论，根据变 电阻的原理，有相应的应变式传感器；根据变磁阻 原理，有相应的电感式、电涡流式传感器；根据半 导体有关理论，有相应的半导体力敏传感器、气敏 传感器等。
电路全部集成在一块基片上，使它具有自 诊断、通信、自动调零功能。
D、传感器组网的无线化 主要采用2.4GHZ的ZIGBEE技术，它
的特点是功耗低、传输可靠、通信距离可 达几百米，速率最大可达1MB/S。
一、温度传感器
温度测量分接触式和非接触式，常用的传感器有： 金属热敏电阻
主要是铜电阻和铂电阻，测量线性好，信号处理 较热电偶简单。但温度范围较热电偶小。 热电偶
接触式测量，绝缘性能好、抗干扰能力强，测 量精度高。
1. 金属热敏电阻 常见的金属热敏电阻有铂电阻和铜电阻，和铜电
阻相比铂电阻的温度范围更宽、 线性更好， 常用在 化工厂等企业生产过程的温度测量。 铂电阻
铂电阻的测量温度范围为-200~+850℃ 在-200 ~+0℃内：
R t R 0 [ 1 A t B t2 C t3 (t 1 0 0 )]
1. 在0 ~+850℃内：
Rt R0(1AtBt2)
式中Rt和R0分别为t度和0度电阻值，A、B、C为常数
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
常用铂电阻有PT100和PT10两种。
铜电阻 由于铂是贵金属，在一些测量精度不高且温
度较低的场合，可采用铜电阻测量，它的范围为50~+150℃，铜电阻的阻值与温度的关系几乎是 线性的，可近似地表示：
热敏电阻
பைடு நூலகம் 热敏电阻计算公式
• 虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃ 甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用 这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下：
• Rt =R*EXP(B*(1/T1-1/T2)
热敏电阻测温电路
建立热敏电阻温度表
3.半导体热敏电阻 半导体热敏电阻常用的有PTC和NTC, 优点是阻
值大（数百Ω至数百KΩ）、价格低，缺点是非线性 严重。日本芝蒲公司生产的质量最好。
用作温度测量的一般用NTC，NTC还用于开关 电源交流输入端的开机浪涌保护。
NTC热敏电阻温度和阻值间存在严重的非线 性，因此实际应用时需要用软件进行线性补偿， 主要用在对温度测量精度要求不高和一些温度保 护的场合。
3、传感器的主要发展方向
A、传感器的固体化 主要发展半导体传感器，它不仅灵敏度高、响 应快、小型轻量、而且便于实现传感器的集成化和 多功能化，如压力传感器SP12。 B、传感器集成化和多功能化 将敏感元件、信号处理或转换单元、电源等部 分利用半导体技术将其制做在同一芯片上，如温湿 度传感器。
C、传感器的智能化 它通常将信号检测、信号处理等外围
传感器
• 传感器是指测试器系统的检测部分直接与被测对 象发生关系，直接感受被测参数的变化，并把被 测参数转为易于运输、处理、测量的信号，完成 这一任务的装置称为传感器。
• 我们的五官（眼，耳，皮肤，鼻，舌）就是传感 器。五官通过五种感觉（视觉，听觉，触觉，嗅 觉，味觉）接受来自外界的信号，并将这些信号 传递给大脑，大脑对这些信号进行分析处理，然 后将指令传给肌体，这是我们常见的一种传感器。
• 电压与温度的关系 • 建立AD采样值与温度的关系 • 10位AD，建立0～1023的温度表。根据实