传感检测系统及其应用
传感检测技术
三、光栅位移传感器
3 2 1
4
1.标尺光栅 2.指示光栅 3.光电元件 4.光源
把指示光栅平行地放在标尺光栅上面,并且使它们的刻线相 互倾斜一个很小的角度,这时在指示光栅上就出现几条较粗 的明暗条纹,称为莫尔条纹,它们是沿着与光栅条纹几乎成垂 直的方向排列,
零阶环节 aa00yybb0x0x 零阶传感器 比例环节、
无惯性环节
一阶环节 a1add1dydtytaa00yybb0x0x
一阶传感器
二阶环节 a2add 2d2d2y2t2ytaa11dd ddytytaa 0y0yb0xb0x 二阶传感器
2. 传递函数
H (s)Y X ( (s s ) ) b a m n s sm n a b n m 1 1 s s n m 1 1 ....a .b .1 1 s .s . . .a b ..0 0
线式和圆盘式两类,
节距2τ 2mm
定尺 1/ 4W
滑尺
cos
sin
定尺
滑尺
定尺绕组
1
A
B
滑
2
尺
绕 组
3
位
置 4
A
B
A
B
A
B
5
1 eA
5
定 尺 感 应 电 势 变 化0 情2 况
4
3
仅 对A绕 组 激 磁
A
B
eB 1 0
4
3
5
2
仅 对B绕 组 激 磁
感应同步器的信号处理方式
传感器技术应用与应用
七、传感器的基本特性
传感器的基本特性一般是指传感器的输出与输入之 间的关系，有静态和动态之分。通常是以建立数学 模型来体现的，为了简化传感器的静、动态特性， 可以分开来研究。
1．传感器的静态特性
静态特性是指在静态信号作用下，传感器输出与 输入量间的一种函数关系，其静态特性可表示为
y=a0+a1x+a2x2+…+anxn
% | y max | 100%
L
y max
（1-4）
图1-2 传感器的线性度误差
图1-3 传感器的重复性
（3）重复性 重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程 连续多次变动时所得到的特性曲线的不一致程度， 如图1-3所示，用公式表 示为
x%
mmax ymax
（1-5）
式中，⊿mmax取⊿ m1、 ⊿ m2中最大的计算，ymax为满 量程输出值。
可靠性程度，引入精确度这个等级概念，用A表示，
它表示允许的最大绝对误差与满度量程的比值的百
分数，即
A A 100%
ymax
（1-8）
式中 A——传感器精确度； ⊿ A——测量范围内允许的最大绝对误差； ymax ——满度量程输出值。
常用的档次为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0。例如，0.5级的仪表表 示其允许的最大使用误差为0.5%。
三、传感器的发展趋势
1．新材料的开发、应用
如：半导体材料 、功能陶瓷材料 、功能金属、功能 有机聚合物、非晶态材料、固体材料及薄膜材料等， 都可进一步提高传感器的产品质量，降低生产成本。
2．新工艺、新技术的应用 将半导体的精密细微加工技术应用在传感器的制造中， 可极大提高传感器的性能指标，并为传感器的集成化、 超小型化提供技术支撑。借助半导体的蒸镀技术、扩 散技术、光刻技术、静电封闭技术、全固态封接技术， 也可取得类似的功效。
光纤传感检测技术
光纤材料相对脆弱，容易损坏或断裂，对 传感器的长期稳定性和可靠性构成挑战。
发展展望
集成化和微型化
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
广泛应用
随着微纳加工技术的发展，光纤传感 器有望实现更高程度的集成化和微型 化，从而提高其测量精度和便携性。
光纤传感检测技术在石油、化工、电 力、交通等多个领域具有广泛的应用 前景，未来有望在更多领域得到应用。
光纤传感检测技术
contents
目录
• 光纤传感检测技术概述 • 光纤传感检测技术的基本原理 • 光纤传感器的分类与特性 • 光纤传感检测技术的应用实例 • 光纤传感检测技术的挑战与展望
01
光纤传感检测技术概述
定义与特点
定义
光纤传感检测技术是一种利用光 纤作为传感器进行信息检测的技 术。
特点
高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀 、可在恶劣环境下工作、易于组 网等。
光纤压力传感器
总结词
高灵敏度、抗干扰能力强、长期稳定 性
详细描述
光纤压力传感器利用光纤传递信号， 通过感知压力对光纤的影响来测量压 力，具有高灵敏度、抗干扰能力强和 长期稳定性等优点，适用于高压、高 温和腐蚀性环境。
光纤液位传感器
总结词
非接触式测量、高精度、安全可靠
详细描述
光纤液位传感器利用光在液体中的折射率变化感知液位，具有非接触式测量、高精度和安全可靠等优点，适用于 石油、化工等领域的液位测量。
多功能化和智能化
开发具有多种感知功能和智能化处理 能力的光纤传感器是未来的重要发展 方向。
未来研究方向
新材料和新技术的研究
探索新型的光纤材料和传感技术，以提高传感器的性能和功能。
交叉敏感问题的解决
研究解决光纤传感器交叉敏感问题的方法和技术，提高其测量精度 和可靠性。
传感器在检测技术中的应用及发展的研究
传感器在检测技术中的应用及发展的研究一：传感器在检测技术中的作用及地位检测（Detection）是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。
能够自动的完成整个检测处理过程的技术称为自动检测与转换技术。
检测技术是现代化领域中很有发展前途的技术，他在国民经济中起着极其重要的作用。
近几十年来，自动控制理论和计算机技术迅速发展，并已应用到生产和生活的各个领域。
但是，由于作为“感觉器官”的传感器技术没有与计算机技术协调发展，出现了信息处理功能发达、检测功能不足的局面。
目前许多国家已投入大量人力、物力，发展各类新型传感器，检测技术在国民经济中的地位也日益提高。
传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态，为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。
随着人类探知领域和空间的拓展，电子信息种类日益繁多，信息传递速度日益加快，信息处理能力日益增强，相应的信息采集——传感技术也将日益发展，传感器也将无所不在。
传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能；其水平越高，系统的自动化程度就越高。
在一套完整的机电一体化系统中，如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号，我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得，进而使整个系统就无法正常有效的工作。
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。
光电检测技术与应用光纤传感技术与系统PPT课件
-
23
探针型光纤传感器：
是非功能型光纤传感器，不需要外加敏感元件。光纤把测量对象辐射 或反射、散射的光信号传播到光电元件。
使用单模光纤或多模光纤。典型的例子有光纤激光多普勒速度传感器 和光纤辐射温度传感器等。
测 量
光纤
对
象
敏感元件
光源
测
量
对
光电元件 象
-
光纤
光电元件
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3.2 光纤传感检测系统的器件
果光脉冲变得太宽以致发生重叠或完全吻合，施加在光束上的信息就会丧 失。
光纤中产生的脉冲展宽现象称为色散。
-
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2.2 光纤中光的传输及性质
光纤的色散分为三种：
★ 材料色散： 因光纤的折射率随波长变化产生的。
★ 结构色散： 由光纤的几何结构决定的色散，它是模式本身的色散。
★ 模式色散： 多模式传输下，因模式不同引起的色散。
应用广泛，发光原理与发光二极管相似，输出光由非相干光变为了相干 光。 (5) 光纤激光器：
与光纤耦合好，与光纤器件兼容，能进行全光纤测试。
-
26
3.2 光纤传感检测系统的器件
光探测器 包括光敏二极管、光敏三极管、光电倍增管、光电池等。光探测
器在光纤传感器中有着十分重要的地位，它的灵敏度、带宽等参数将直 接影响传感器的总体性能。
多模梯度光纤
50～100 125～150 0.1～0.2
-
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3 光纤传感原理
一、光纤传感技术的分类 （1）功能型（传感型光纤传感器）
光纤既感知信息，又传输信息。 主要使用单模光纤，改变光纤的几何尺寸和材料性质可以改善 灵敏度。
测
光纤
量
对
传感器原理及应用ppt课件
图1-3 传感器的重复性
ppt课件
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（3）重复性 重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量
程连续多次变动时所得到的特性曲线的不一致程 度，如图1-3所示，用公 式表示为
x
mmax ymax
100%
（1-5）
式中，⊿mmax取⊿ m1、 ⊿ m2中最大的计算，ymax为满 量程输出值。
传感器输出特性的不重复性主要是由传感器的机械
定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由
对被测量敏感的元件和转换元件组成，其中敏感元件
是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，如应
变式压力传感器中的弹性膜片，就是敏感元件；转换
元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应到的被测
量转换成适于传输或测量的电信号（电压、电流）部
分，如电阻应变片就是转换元件。
要，传感器必须向小型化、微型化方向发展，以便减小体积 和质量。
4. 向多功能化方向发展 传感器多功能化也是传感器今后发展的一个重要方向，
在一块集成传感器上综合多个传感器的功能，可以同时测量 多个被测量，它可以借助于敏感元件中的不同物理结构或化 学物质及其不同的表征方式，用单独一个传感器系统来同时 实现多种传感器的功能。
组成网络直接通信，实现数据的实施发布、共享，以 及网络控制器对节点的控制操作。另外，通过 Internet网，传感器与用户之间可异地交换信息，厂 商能直接与异地用户交流，能及时完成传感器故障诊 断，指导用户维修或交换新仪器改进的数据，软件升 级等工作。另外，在微机电技术、自组织网络技术、 低功耗射频通信技术及低功耗微型计算机技术的共同 促进下，传感器朝微型化和网络化的方向迅速发展， 产生了无线传感器网络。
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传感器原理及用用
一、传感器的作用随着现代测量、控制和自动化技术的发展，传感器技术越来越受到人们的重视。
特别是近年来，由于科学技术、经济发展及生态平衡的需要，传感器在各个领域中的作用也日益显著。
在工业生产自动化、能源、交通、灾害预测、安全防卫、环境保护、医疗卫生等方面所开发的各种传感器，不仅能代替人的五官功能，并且在检测人的五官所不能感受的参数方面创造了十分有利的条件。
工业生产中，它起到了工业耳目的作用。
例如，冶金工业中连续铸造生产过程中的钢包液位检测，高炉铁水硫磷含量分析等方面就需要多种多样的传感器为操作人员提供可靠的数据。
此外，用于工厂自动化柔性制造系统（FMS）中的机械手或机器人可实现高精度在线实时测量，从而保证了产品的产量和质量。
在微型计算机广为普及的今天，如果没有各种类型的传感器提供可靠、准确的信息，计算机控制就难以实现。
因此，近几年来传感器技术的应用研究在许多工业发达的国家中已经得到普遍重视。
二、传感器及传感技术传感器（transducer 或sensor）是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。
过去人们习惯地把传感器仅作为测量工程的一部分加以研究，但是自６０年代以来，随着材料科学的发展和固体物理效应的不断发现，目前传感器技术已形成了一个新型科学技术领域，建立了一个完整的独立科学体系———传感器工程学。
传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门应用技术，它是检测（传感）原理、材料科学、工艺加工等三个要素的最佳结合。
检测（传感）原理指传感器工作时所依据的物理效应、化学反应和生物反应等机理，各种功能材料则是传感技术发展的物质基础，从某种意义上讲，传感器也就是能感知外界各种被测信号的功能材料。
传感技术的研究和开发，不仅要求原理正确，选材合适，而且要求有先进、高精度的加工装配技术。
除此之外，传感技术还包括如何更好地把传感元件用于各个领域的所谓传感器软件技术，如传感器的选择、标定以及接口技术等。
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。
传感检测技术及其应用 01到03章
2011年5月23日
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二、传感器的工作机理和分类 1.传感器工作机理 传感器工作机理 传感器的工作机理是基于各种物理、 传感器的工作机理是基于各种物理、化学和生 物效应等，并受相应的定律和法则支配。 物效应等，并受相应的定律和法则支配。了解这些 定律和法则有助于对传感器本质的理解和对新效应 传感器的开发。 传感器的开发。 守恒定律：包括能量、动量、电荷量等守恒定律。 ＊守恒定律：包括能量、动量、电荷量等守恒定律。 场的定律：如重力场、静电场、磁场等。 ＊场的定律：如重力场、静电场、磁场等。遵守场定 律的传感器可称为“结构型传感器” 律的传感器可称为“结构型传感器” 物质定律：表示物质本身内在性质的定律。 ＊物质定律：表示物质本身内在性质的定律。遵守物 质定律的传感器称为“物性型传感器” 质定律的传感器称为“物性型传感器”
优点： 优点：通过解微分方程易于分清暂态响应和稳态 响应。 响应。通解仅与传感器本身特性及初始条件有关 特解不仅与传感器的特性有关， ；特解不仅与传感器的特性有关，而且还与输入 量有关。 量有关。 缺点：求解麻烦， 缺点：求解麻烦，尤其是通过增减环节来改善传 感器的特性时显得更不方便。 感器的特性时显得更不方便。
表示输出与输入量之间的关系曲线称为特性曲线 表示输出与输入量之间的关系曲线称为特性曲线
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2.动态数学模型 2.动态数学模型 传感器的动态数学模型是指传感器在受到时变 输入量作用时，其输出－输入之间的关系， 输入量作用时，其输出－输入之间的关系，通常称 为响应特性。 为响应特性。 有些传感器虽然有良好的静态特性，但由于传 有些传感器虽然有良好的静态特性， 感器总存在着弹性、惯性、阻尼等因素， 感器总存在着弹性、惯性、阻尼等因素，使传感器 的输出量不仅与输入量有关， 的输出量不仅与输入量有关，而且还与输入量的变 化速度等有关，所以将导致严重的动态误差， 化速度等有关，所以将导致严重的动态误差，这就 必须认真研究传感器的动态响应特性，为此建立的 必须认真研究传感器的动态响应特性， 数学模型称为动态模型。常用的动态方程有： 数学模型称为动态模ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。常用的动态方程有：微分 方程、传递函数、频率响应函数。 方程、传递函数、频率响应函数。
传感检测系统-常见传感器原理及应用
R
a bc
转轴
Usc
U0
线绕式电位器
电位器式传感器的应用
航空飞行高度传感器
无线电高度 气压高度 真空膜盒高度表
5 4
H3
2 1
齿轮
齿弧
电刷轴
精密 电位器
杠杆机构
X
真空膜盒
壳体
真空膜盒高度表
UO
电位器式传感器的应用
电位器式压力传感器
弹性敏感元件膜盒的内腔,通 入被测流体,在流体压力作用 下,膜盒硬中心产生弹性位移, 推动连杆上移,使曲柄轴带动 电位器的电刷在电位器绕组上 滑动,输出一个与被测压力成 比例的电压信号。
只对导 磁物体 起作用
对接地 的金属 起作用
只对导电 良好的金 属起作用
对磁性 物体起 作用
接近开关的特点
接近开关与被测物不接触、不会产生机械 磨损和疲劳损伤、工作寿命长、响应快、无 触点、无火花、无噪声、防潮、防尘、防爆 性能较好、输出信号负载能力强、体积小、 安装、调整方便。
缺点是触点容量较小、输出短路时易烧 毁。
3.3.2 电容式传感器
Capacitive transducer
将被测量变化转换成电容量变化的传感器。它 的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用 的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质 的电容器。
可以应用于位移、振动、角度、加速度等参数 的测量中。
电容式传感器工作原理及结构形式
电容传感器的理想公式为
3.3.1.2 应变式传感器
电阻应变传感器是一种利用电阻应变片将应变转 换为电阻变化的传感器。
被测量 电阻应变片 电阻变化
任何非电量能转化为应变量
应变片
F
当受到外力时，导体变长变细，电阻增加，R->R+△R
简述传感检测系统的构成及各环节作用
简述传感检测系统的构成及各环节作用下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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物联网传感器技术与应用
物联网传感器技术与应用第一部分物联网传感器技术概述 (2)第二部分传感器类型及其工作原理 (5)第三部分物联网传感器网络架构 (9)第四部分传感器数据处理与分析方法 (12)第五部分物联网传感器在智能家居中的应用 (16)第六部分物联网传感器在智慧城市中的实践 (19)第七部分物联网传感器的挑战与未来趋势 (23)第八部分安全性与隐私保护在传感器网络中的考虑 (26)第一部分物联网传感器技术概述**物联网传感器技术与应用****摘要**：随着物联网技术的迅速发展，物联网传感器技术作为其重要的基础组成部分，在现代社会生产和生活中发挥着越来越重要的作用。
本文简要概述了物联网传感器技术的基本概念、分类、工作原理、应用领域和发展趋势，旨在为读者提供该技术领域的全面而深入的了解。
**关键词**：物联网；传感器；技术；应用**一、物联网传感器技术的基本概念**物联网传感器技术是指通过特定的传感器设备，将现实世界的各种物理量、化学量等转化为可测量、可处理的电信号，进而实现物与物、物与人之间的信息交互与智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种技术。
它是物联网感知层的重要组成部分，为物联网应用提供了丰富的数据源。
**二、物联网传感器的分类**根据测量原理和应用领域，物联网传感器可分为多种类型，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加速度传感器、气体传感器、生物传感器等。
不同类型的传感器针对特定的环境参数进行监测和数据采集。
**三、物联网传感器的工作原理**物联网传感器的工作原理大致可分为三个步骤：感知、转换和传输。
首先，传感器通过感知元件对环境中的被测量进行感知，然后将感知到的非电信号转换为可测量的电信号。
最后，经过信号调理和数据处理，将结果通过无线或有线方式传输到上位机或数据中心进行进一步的分析和处理。
**四、物联网传感器的应用领域**1.**智能家居**：在智能家居系统中，物联网传感器用于监测室内温度、湿度、光线等环境参数，实现智能照明、空调自动调节等功能。
传感器及其应用(第三版)引言
传感器及其应用（第三版） 引言
1.1 传感器的发展和作用 1.2 传感器的概念 1.3 传感器的分类 1.4 传感器的性能和评价
引言
1.1 传感器的发展和作用
人类为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。人类 依靠这些器官接受来自外界的刺激，再通过大脑分析判断， 发出命令而动作。随着科学技术的发展和人类社会的进步， 人类为了进一步认识自然和改造自然，只靠这些感觉器官就 显得很不够了。于是，一系列代替、补充、延伸人的感觉器 官功能的各种手段就应运而生，从而出现了各种用途的传感 器。
(7) 按依靠还是不依靠外加能源工作，可分为有源传感 器和无源传感器。有源传感器敏感元件工作需要外加电源， 无源传感器工作不需外加电源。
(8) 按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感 器和数字量传感器。
表1.2列出了传感器的分类。
引言 表1.2 传感器的分类
引言
1.4 传感器的性能和评价
1.4.1 传感器的静态特性 1. 灵敏度 灵敏度是描述传感器的输出量(一般为电学量)对输入量
xFS=xmax－xmin 满量程输出yFS是相应的最大输出ymax和最小输出ymin的 代数差，即
yFS=ymax－ymin
引言
5. 线性度 理想的传感器输出与输入呈线性关系。然而，实际的传感器即使在 量程范围内，输出与输入的线性关系严格来说也是不成立的，总存在一 定的非线性。线性度是评价非线性程度的参数。其定义为: 传感器的输 出—输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出 之比，称为该传感器的“非线性误差”或称“线性度”，也称“非线性 度”。通 常用相对误差表示其大小：
对于由n个系统并联组成的新系统，则其传递函数为
引言 3) 零阶、一阶和二阶(传感器)系统 当传递函数中，只有a0与b0不为零
传感器及其应用应用实例
让更多的孩子得到更好的教育传感器及其应用（应用实例）一、目标与策略明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！学习目标：●传感器的传感元件是如何将非电学量转化电学量的。
●传感器的应用模式：如何实现信号的放大、转换显示和执行等。
（这些内容限于高中水平只要求了解，不要求理解或掌握）重点难点：●传感器的传感元件是如何将非电学量转化电学量的。
●传感器的应用模式：如如何实现信号的放大、转换显示和执行等。
学习策略：●多观察，多思考，理论联系实际，这样才能使我们的知识成为有用的知识。
二、学习与应用“凡事预则立，不预则废”。
科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对知识回顾---复习学习新知识之前，看看你的知识贮备过关了吗？传感器原理是什么？请简单描述：知识要点——预习和课堂学习认真阅读、理解教材，尝试把下列知识要点内容补充完整，带着自己预习的疑惑认真听课学习。
请在虚线部分填写预习内容，在实线部分填写课堂学习内容。
课堂笔记或者其它补充填在右栏。
详细内容请学习网校资源ID：#50941#406622。
知识点一、温度传感器的应用——电饭锅1．感温铁氧体（1）组成：氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末。
（2）特点：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约103℃时，失去铁磁性。
（3）居里点：又称居里温度，即指103℃。
2．电饭锅的结构如图所示：3．电饭锅的工作原理开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内水保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，温度升至居里点103℃时，感温磁体失去______，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源从而停止加热。
要点诠释：如果用电饭锅烧水，在水沸腾后因为水温保持在100℃，故不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。
现代智能传感技术及应用ppt课件
工业自动化领域应用
生产过程监控
利用压力、温度、流量等传感器，实 时监测生产过程中的各种参数，确保
产品质量和生产安全。
工业机器人
通过安装多种传感器，如距离传感器 、角度传感器等，实现机器人的自主
导航、避障和精准操作。
工业物联网
借助智能传感器对设备进行远程监控 和数据采集，实现工业设备的互联互
通和智能化管理。
04
加强国际合作与交流，提升我国智能传感 器产业的国际竞争力。
THANKS。
04
现代智能传感技术应用实例分 析
智能家居领域应用
1 2
智能照明
通过光线传感器和人体红外传感器，实现室内光 线的自动调节和人来灯亮、人走灯灭的智能化控 制。
智能安防
利用门窗磁传感器、红外幕帘传感器等，实时监 测家庭安全状况，并通过手机APP远程报警。
3
智能家电
结合温度传感器、湿度传感器等，实现家电设备 的自动调节和远程控制，提高家居舒适度和节能 效果。
市场机遇与挑战并存局面分析
物联网市场蓬勃发展
智能传感器作为物联网感知层的核心元器件，市场需求持续增长， 为智能传感器产业带来巨大机遇。
新能源汽车市场崛起
新能源汽车对智能传感器的需求日益旺盛，为智能传感器产业提供 了新的增长点。
国际竞争压力加剧
国际智能传感器技术竞争日益激烈，国内企业需要加强自主创新，提 高核心竞争力。
警和应急救援提供支持。
05
挑战与未来发展趋势预测
技术挑战及解决方案探讨
传感器小型化与集成化
提高传感器灵敏度、降低功耗、实现 微型化设计，同时解决集成化过程中
的信号干扰、热管理等问题。
传感器智能化
浅谈检测传感技术在机电一体化中的应用
浅谈检测传感技术在机电一体化中的应用摘要：检测传感技术的水平直接影响着机电一体化技术的发展程度，需要深入研究和广泛关注。
本文主要从检测传感技术内容、在机电一体化中应用及其发展趋势等方面进行研讨和阐述。
关键字：检测传感技术；机电一体化；应用概述在机电一体化系统中,传感器的作用相当于神经以及感官系统，为整个系统提供信息，可以快速、准确的捕获信息，也可以经得起环境的考验。
检测传感技术可有效实现机电一体化的自动调节和控制，是机电一体化技术的关键核心技术，也是行业重点研究的课题。
1 检测传感技术内容1.1检测传感技术实际上就是一种检测设备，主要是对需要检测的系统进行信息收集和测量，利用不同方式把检测出来的信息输送出去，对于被检测系统数据信息进行处理、输送以及管理等，以便于可以实现系统的自动控制和自动检测。
1.2检测传感技术的内容，一是研究如何将各种物理量（如：位置、位移、速度、加速度、力、温度等）转换成与之成比例的电量；二是研究对转换的电信号进行加工处理，如：放大、补偿等。
2检测传感技术在机电一体化中的应用机电一体化系统的快速发展离不开传感技术，当今社会处于快速发展的时期，检测传感技术已经逐渐被应用到自动化中，并且逐渐发挥着重要的作用。
2.1 机器人用传感器工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态，主要包括操作对象以及外界环境，都可以利用传感器来对环境进行感知，同时可通过传感器的内部移动、位置、加速度等来感知自身情况，从而获得周围环境情况，这个过程在工业操作中占据重要地位，可以为机器人工作提供有利信息。
2.2 机械加工过程的传感检测技术2.2.1切削过程和机床运行过程的传感技术。
传感器在切削过程中使用目标主要是对切削过程的震颤、切削力的变化、切削状态、切削过程进行辨识以及工件与刀具之间的接触等，主要的传感参数有切削力、切削过程电机功率以及发射功率、切削过程的振动功率等。
红外传感器及其应用
按照功能分为五大类： 1、辐射计，用于辐射和光谱测量 2、搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标 确定其空间位置并对它的运动进行跟踪 3、热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布 图像 4、红外测距和通信系统 5、混合系统，是指以上各类系统中的两个或者 多个的组合
红外传感系统组成和工作原理：
（1）待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统 的设定。 （2）大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于 气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红 外源发出的红外辐射发生衰减。 （3）光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传 感器。相当于雷达天线，常用是物镜。 （4）辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光 ，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制 盘和斩波器，它具有多种结构。 （5）显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示 波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。
小结：
由此可预见，未来传感器在科学技术领域、工农业生产以及日 常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越 高的要求是传感器技术发展的强大动力。而现代科学技术突飞猛进则 提供了坚强的后盾。 二十一世纪，人们一方面通过提高与改善传感器的技术性能；一 方面通过寻找新原理、新材料、新工艺及新功能来改善传感器性能， 制造出更多的传感器．而红外线传感器作为其中的一部分也必将得到 更大的发展。
3、红外传感器应用在军事上
光电／红外传感器在军事上的应用主要包括： 瞄准吊舱；直升机；无人机；预警机；侦察车；舰艇用 新型侦察技术等等。 关于这方面的内容本文不做 什么详细的原理探讨， 只是给大家看一些这方面的 图片，吸引下大家的眼球。
美国空军F-16战斗机，机腹下挂载的狙击手
传感器的种类及应用
传感器的种类及实际应用情况1. 引言传感器是现代科技中的重要组成部分，它能够感知和测量物理量并将其转换为电信号，为各个领域的应用提供准确的数据支持。
传感器的种类众多，按照测量的物理量不同可以划分为温度传感器、压力传感器、光学传感器、湿度传感器、加速度传感器等。
本文将分别对这些传感器进行详细描述，包括它们的应用背景、应用过程和应用效果等。
2. 温度传感器2.1 应用背景温度传感器是一种用于测量环境或物体温度的设备，广泛应用于工业、医疗、农业等领域。
在工业领域，温度传感器常用于监测设备和设施的温度，以确保其正常运行。
在医疗领域，温度传感器被用于测量患者的体温，及时监测患者的健康状况。
在农业领域，温度传感器被应用于监测大棚内外的温度，以帮助农民调整环境，提高作物的产量。
2.2 应用过程温度传感器的应用过程主要包括传感器采集温度数据、将数据转换为电信号、通过信号传输给控制系统，并由控制系统作出相应的响应。
首先，传感器感知环境或物体的温度，通过温敏元件将温度转化为电信号。
温敏元件是一种能够随温度变化而改变电阻值或电压值的元件，常见的有热电阻和热敏电阻。
热电阻的电阻值随温度的升高而增加，而热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小。
其次，传感器将采集到的电子信号转化为标准的电信号，如模拟信号或数字信号。
模拟温度传感器将温度转化为连续的模拟电压信号或电流信号。
而数字温度传感器将温度转化为数字信号，可以直接与数字电路相连。
数字传感器的优点是多样化且易于集成，可以直接与微控制器或数字信号处理器相连，方便信号处理和数据分析。
最后，传感器通过信号传输将温度数据传送给控制系统。
信号传输方式多样，可以通过有线方式（如电缆或总线）或无线方式（如无线传感网络）进行传输。
有线传输方式稳定可靠，但受到布线限制；而无线传输方式灵活性高，但对信号传输的稳定性要求较高。
2.3 应用效果温度传感器的应用效果主要体现在以下几个方面：1.提供精确的温度数据：温度传感器能够提供精确的温度数据，确保生产过程中的温度控制准确无误，减少生产工艺中的温度波动，提高产品质量和产量。
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1 传感检测系统的组成
检测与电测法 检测是人类认识世界和改造世界必不可少的重要手段。 “检测”既包括定量的测量，也包括定性的试验。
就被测对象而言，机电工业需要检测的量有电量和非电量两 大类，非电量种类比电量的种类多得多。
电测法就是把非电量转换为电量来测量，同非电的方法相比， 电测法的优越性有：
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2）电桥电路
直流电桥工作原理
R1、R2、R3及R4组成电桥的四个臂，输入电源加在电桥的 CD端，输出信号取自电桥的AB端。当电桥的输出端与具有高 输入阻抗的装置相接时，电桥相当于工作在输出端开路状态， 其输出电压为
U0
R1 R4
R1 R2
R2 R3
R3 R4
ES
当R2R3＝R1R4时，输出 电压U0为零，关系而言可归纳为两大类：
1、直接法：用传感器直接将被测非电量x转换为电量y。
即
y＝f(x)
2、间接法：先用敏感器将被测量x转换为传感器的可用
非电量z，再用传感器将可用非电量z转换为电量y。设传感器
的转换关系为
y＝φ(z)
敏感器的转换关系为
z＝Ψ(x)
由敏感器与传感器组合成的非电量x电测装置的转换关系 便为复合函数
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2.2 输出信号处理方法和电路
1．输出信号处理的目的 提高测量系统的测量精度，提高测量系统的线性度，抑 制噪声。由传感器的接口电路完成，处理后的信号，应成为 可供测量、控制使用及便于向微型计算机输入的信号形式。 2．常用的信号处理电路 1) 阻抗匹配器 传感器输出阻抗都比较高，为防止信号的衰减，常常采 用高输入阻抗的阻抗匹配器作为传感器输入到测量系统的前 置电路。 半导体管阻抗匹配器，实际上是一个半导体管共集电极 电路，又称为射极输出器。 场效应管是一种电平驱动元件，栅漏极间电流很小，其 输入阻抗可高达 1012Ω 以上，可作阻抗匹配器、运算放大 器阻抗匹配器。
•
S
当Z1Z4一Z2Z3＝0时，电桥输
出电压U0＝0，这时电桥处于平
衡状态，其平衡条件为
Z1 Z4 Z2 Z3
1 4 2 3
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电桥的测量方法
1、零测法： 在零测法中，有一个电桥的桥臂电阻可以人为改变。假 设各桥臂电阻已调好，使电桥处于平衡状态，当桥臂的某一 个电阻值如R1发生变化时，电桥失去平衡状态，而使检流计 指针发生偏转。若R2是一个可调电阻，而使电桥重新回到平 衡状态，这时检流计也将回到零位。因此，由R2的变化量即 可得到R1的变化数值。
状态为平衡状态。
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2．交流电桥工作原理
采用交流电源供电的电桥称为交流电桥。在这种情况下
桥臂所接的元件可以是电阻、电感或电容。如果交流电源是
频率为f的正弦交流信号，则各桥臂的复阻抗参数设为Zl、Z2、 Z3、Z4，当电桥输出端开路时，其输出电压U0为
U U •
0
Z1Z4
Z1 Z 2
Z2Z3
Z3 Z4
3
传感器与敏感器
传感器：将非电量转换为与之有确定对应关系 电量输出的器件或装置，它本质上是非电系统与电 系统之间的接口。
在非电量电测量中，传感器是必不可少的转换 元件。
敏感器：能把被测非电量转换为可用非电量的 器件或装置。
敏感器与传感器虽然都是对被测非电量进行转 换．但敏感器是把被测非电量转换为可用非电量， 而不是像传感器那样把非电量转换成电量。
(1)便于采用电子技术，扩展仪器的测量幅值范围(量程)。 (2) 采用电测技术具有很宽的测量频率范围(频带)。 (3)把非电量变成电信号后，可实现远距离的自动测量。 (4)把非电量转换为数字电信号，便于用计算机对测量数据 进行处理，实现测量的微机化和智能化。
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非电量电测法与检测技术
非电量电测法的两个基本问题： 1、怎样用传感器将非电量转换为电量； 2、怎样对电量进行测量。 因此，非电量电测法同传感器技术、电子测 量技术是紧密联系不可分割的。我们把传感器原 理、非电量测量、电量测量这三部分内容合称为 传感器与检测技术，简称感测技术。
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自动化检测与控制系统的对比
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普通电测仪表的组成
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计算机检测系统基本组成框图
被测 对象
传 感 器
信号 调理
多路 模拟 开关
取样 保持
A/D
检测系统
激励 装置
功率 放大
低通 滤波
D/A
显示
RAM
计
算
机 总
CPU
线
ROM
键盘
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2 传感器检测信号处理
2.1 输出信号的特点 (1) 由于传感器种类繁多，传感器的输出形式也是 各式各样的。例如，尽管同是温度传感器，热电偶随温 度变化输出的是不同的电压。 (2) 热敏电阻随温度变化使电阻发生变化。 (3) 双金属温度传感器则随温度变化输出开关信号。 传感器的输出信号，一般比较微弱，有的传感器输 出电压最小仅有0.1V。传感器的输出阻抗都比较高，这 样会使传感器信号输入到测量电路时，产生较大的信号 衰减。传感器的输出信号动态范围很宽。传感器的输出 信号随着输入物理量的变化而变化，但它们之间的关系 不一定是线性关系。传感器的输出信号大小会受温度的 影响，有温度系数存在。
y＝φ[Ψ(x)]＝f(x)
按照传感器定义，这种敏感器与传感器的组合装置仍可 称为传感器，但却不是原来的非电量z的传感器，而是被测量 x的传感器。
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1、传感检测系统的组成框图 ▲
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2、传感检测系统各环节的功能 ▲
传感器：为检测系统提供必须的原始信号。 中间转换电路：将传感器的输出信号转换成易于测量 或处理的电压或电流信号。 信息传输接口：经D／A、A／D转换，满足微机处理、 控制、显示和记录装置的要求， 信息分析处理：根据需要进行阻抗匹配、微分、积分、 线性化及温度补偿等信号处理工作。 控制显示记录：控制执行机械的运行，了解掌握检测 数值的大小或变化的过程。
2、偏差测量法： 在偏差测量法中，电桥原处于平衡状态，若R1变化，则 电桥失去平衡，输出端电压将不再为零，从而使检流计发生 偏转而显示某一读数，这一读数反映了电阻R1的变化大小。
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电桥的分类与应用
1、电桥的分类 ▲
按电源分类： 直流电桥、交流电桥。 按工作方式分类：平衡电桥、不平衡电桥。 按接入方式分类：单臂电桥、差动电桥。
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2、电桥的应用
（1）平衡状态的应用
平衡状态的应用基于零测法，由于电桥的平衡工作状态， 使得电源电压Us波动及指示仪表的误差(除零位误差外)等， 均不影响测量结果，可以获得较高的测量精度。