传感器与检测技术0绪论PPT课件

第三节 传感器的分类及要求
二、分类目的：
➢ 明确各类传感器的工作原理、主要性能及其特点、应 用。
➢ 使大家能合理地选择和使用传感器。 ➢ 使学生了解常用传感器地工程设计方法和掌握常用传
感器地试验研究方法。 ➢ 了解传感器地发展方向等。
第三节 传感器的分类及要求
三、传感器的基本要求
➢ 足够的容量——传感器的工作范围或量程足够大；具
第二节 传感器的构成法
❖典型组成：非电量-有用非电量-有用电参量可用电量
第二节 传感器的构成法
❖ 自源型 ❖ 无需外加能源 ❖ 敏感元件从被测
对象直接吸收能 量并转换成电量 ❖ 输出能量较弱。 ❖ 热电偶，压电器
件也是。
第二节 传感器的构成法
❖ 热电偶是利用这种原理进行温度测量的，其中， 直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称 为测量端)，另一端叫做冷端(也称为补偿端)； 冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会 指出热电偶所产生的热电势。 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质 导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回 路中就会有电流通过，此时两端之间就存在 Seebeck电动势——热电动势，这就是所谓的塞 贝克效应。
人的感官是天然的传感器
➢ 人要从外界接收信 息，需要依靠五种 感觉器官。感官是 天然的传感器。如 人的“眼，耳，鼻， 舌，皮肤”分别具 有五觉（视、听、 嗅、味、触）之一， 接收外界的信息， 经过大脑的思维 （信息处理），作 出相应的动作。
机器系统用传感器获得信息
❖用计算机控制的自动 化装置来代替人的劳 动，则可以说电子计 算机相当于人的大脑 （一般俗称电脑）， 而传感器则相当于人 的五官部分（“电五 官”-电子眼、电子耳、 电子鼻、电子舌、电 子皮肤 ）。
电子棒棒糖
❖大脑端口视 觉设备
❖电子棒棒糖，或称大脑端口视 觉设备，美国威斯康星州米德 尔顿市Wicab❖公。司的科学家发 明的高科技导盲设备，通过微 型摄像机拍到图像转换成低像 素的黑、白和灰色图画，然后 再在棒棒糖一样的电极感应器 上通过电脉冲方式对舌头进行 刺激，脉冲刺激信号传给大脑 ，并在大脑中的“视觉区域” 还原成画面，从而让盲人可以 通过舌头来“视物”
一、传感器的分类
➢ 传感器种类繁多，目前常用的分类有两种：
➢以被测量来分 ➢以传感器的原理来分
第三节 传感器的分类及要求
按被测量来分类
第三节 传感器的分类及要求
第三节 传感器的分类及要求
按传感器的原理来分类
➢电阻式，光电式（红外式、光导纤维式）， 电感式，谐振式，电容式，霍尔式（磁 式），阻抗式（电涡流式），超声式，磁 电式，同位素式，热电式，电化学式，压 电式，微波式
第二节 传感器的构成法
❖辅助能源型 ❖传感器输出的能量
由被测对象提供 ❖由敏感元件加辅助
电源的形式构成 ❖不需要转换电路就
有较大电量输出 ❖光电管、光敏二极
管、磁电式、霍尔 传感器等
第二节 传感器的构成法
❖对于一个给定的霍尔
器件，当偏置电流 I 固 定时，UH将完全取决于
被测的磁场强度B。
第二节 传感器的构成法
比例控制肌电假手
➢什么是传感器？
第0章 绪 论
0.1 传感器的基本概念与物理定律 10.2 传感器构成法 0.3 传感器的分类及要求 0.4 传感器的地位及作用 00..45 传感器的发展趋势
第一节 传感器的基本概念
通过传感器，计算机可以 从外界获取信息。
如何定义？
第一节 传感器的基本概念
➢国家标准的定义： 国标GB/T7665-2005中传感器的定义：“能
感受被测量并按照一定的规律转换成可用 输出信号的器件或装置，通常由敏感元件
和转换元件组成。”
第一节 传感器的基本概念
❖传感器通用术语国家标准 ❖GB/T 7665-1987（已被代替） ❖GB/T 7665-2005（现行）
❖标准分享网下载
有一定的过载能力。
➢ 灵敏度高，精度适当——即要求其输出信号与被测信
号成确定的关系（通常为线性），且比值要大；传感 器的静态响应与动态响应的准确度能满足要求。
第三节 传感wk.baidu.com的分类及要求
➢ 响应速度快，工作稳定，可靠性好。
➢ 使用性和适应性强——体积小，重量轻，动作能量小，
环境影响—应变片 ❖ 相同的敏感元件差动结构补偿，两个相同的敏感元件对被
输入量做反向转换。--电容、电感传感器 ❖ 不同敏感元件补偿：置于同一环境中，一个接受输入信号，
并已知受环境影响的特性；另一个接受环境影响量，并通 过电路向前者提供等效的抵销环境影响的补偿信号。如用 热敏元件做温度补偿。
第三节 传感器的分类及要求
➢ （4）输入输出有对应关系，且应有一定的精确度。
第二节 传感器的构成法
❖通常由敏感元件和转换元件组成
➢敏感元件：直接感受被测量，并输出与被 测量成确定关系的某一物理量的元件。
➢转换元件以敏感元件的输出为输入，把输 入转换成电路参数。
第二节 传感器的构成法
被测量 敏感元件
转换元件
转换电路 电路
注：有的书上不包括 虚线后部分
❖外源型 ❖输出能量由外电源提供 ❖能量控制型结构 ❖电阻应变式、电感式、
电容式、气敏、湿敏、 光敏、热敏等传感器 ❖应变片为敏感元件，电 阻值随机械形变的变化 而变，电桥将电阻的变 化转换成电压的变化
第二节 传感器的构成法
❖ 外源型容易受环境影响 ❖ 需要采取相应的措施进行新路补偿 ❖ 常用补偿思路： ❖ 相同的敏感元件，一个只受环境影响，一个受输入信号和
机器系统是人体系统的工程模拟物
传感器还可以是人类五官的延伸
❖两个系统还可以有交叉 ❖对于某些外界信息，容易造成感觉器官不
可恢复或难以恢复的损坏，所以不能用人 的感觉器官感受。如有毒的气体、过热的 物体、核辐射等； ❖人的感觉器官无法定量地感受外界信息 ❖人的感觉器官结构损坏，用传感器来替代 实现功能。
第一节 传感器的基本概念
➢ 其定义包含以下几个方面的意思： ➢ （1）传感器是测量装置，能完成检测任务 ➢ （2）它的输入量是某一被测量，可能是物理量，
也可能是化学量、生物量等
第一节 传感器的基本概念
➢ （3）输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、 处理、显示等，这种量可以是气、光、电，但主要是 电量。