传感器原理及应用 ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
传感器原理及应用
《传感器原理及应用》
黄贤武 郑筱霞 编箸
传感器原理及应用
《传感器原理、设计与应用》 （第三版）
刘迎春 叶湘滨 编箸 国防科技大学出版社 《传感器原理与应用技术》 刘爱华，满宝元编著
人民邮电出版社,2006年
传感器原理及应用
传感器原理及应用
§1-1 传感器的定义与组成 §1-2 传感器的特性 §1-3 传感器的误差及信噪比
传感器原理及应用
示容量与示强量组合之积是与某种能 量相对应的。 如：力与位移之积是功、力与速度之积 是功率、压力与体积之积是气体力学能 量、温度与熵之积是热能、温差与热流 之积是热功率、电压与电荷之积是电能、 电压与电流之积是电功率。
传感器原理及应用
传感器的工作过程可以视为是将示容量与示 强量由一种组合变成另一种组合。
能将敏感元件感受或响应的被测量转 换成适于传输或测量的电信号部分。
传感器原理及应用
被测量 传感器输入量，是传感器命名和分
类的重要依据。 输出量
含有原始信号，且为便于接收与处 理的信号形式。
传感器原理及应用
从被检测对象中获取原始信号 （1）用于自动检测系统
传感器原理及应用
（2）用于测控系统
Baidu Nhomakorabea
传感器原理及应用
传感器原理及应用
1、示容变量和示强变量 (1)示容变量或称为流通变量、扩展量
(Extensive) 示容变量是与空间分布成比例的量，表 示能容纳多少的量。
如：长度、面积、体积、质量、位移、 速度、电荷、磁力线、电流、热流、 熵、…。
传感器原理及应用
(2)示强变量或跨越变量,密集量(Intensive) 示强变量是指在某种场合下，表示作用程 度的量。 如：力、压力、温度、温差、电压、磁通、 光通、气体浓度、湿度…。
感器的研究。
医学
传感器原理及应用
传感器原理及应用
航天
飞行器：控制在预定轨 道上
陀螺仪、阳光传感器、 星光传感器、地磁传感 器
传感器原理及应用
保护环境和生态平衡，实现可持续发展，必须 进行大气监测和江河湖海水质检测，需要大量 用于污水流量、PH值、电导、浊度、COD、 BOD、TP、TN、矿物油、氰化物、氨氮、总 氮、总磷、金属离子浓度特别是重金属离子浓 度以及风向、风速、温度、湿度、工业粉尘、 烟尘、烟气、SO2、NO、O3、CO等参数测 量的传感器，这些传感器中大多数亟待开发。
传感器原理及应用
（3）化学传感器 是利用化学反应的原理，把无机和有机 化学物质的成分、浓度等转换为电信号 的传感器。如：离子选择性电极。
（4）生物传感器 是一种利用生物活性物质选择性的识别 和测定生物化学物质的传感器。近年来 发展很快。
传感器原理及应用
在传感器内部，信息的传递与变换伴随着能量 的流动。 （1）能量变换型：传感器从被测对象中获取能 量，用于直接输出。如：热电偶、光电池、压 电式、电磁感应式、固体电解质气敏传感器等。 （2）能量控制型：传感器从被测对象中获取能 量，用于控制激励源，故又称有源型传感器。 如：电阻式、电感式、电容式、霍尔式、…。
在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上 设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小 时在线监测系统。
传感器原理及应用
传感器原理及应用
传感器原理及应用
图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括 润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机 转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以 了解产品质量。
传感器原理及应用
（1）传感器从被测物体拾取能量时对被测物体 的状态产生了影响，从而导致了误差。如：热 电偶测温时，输入的热流是被测物体传递的， 若热电偶的热容量过大，将使被测物体的温度 下降，从而产生误差。
（2）传感器输出端的负载消耗传感器的能量时， 亦对被测物体造成误差。
传感器原理及应用
汽车扭距测量
机床加工精度测量
传感器原理及应用
传感器原理及应用
传感器原理及应用
机械手、机器人中的 传感器：
转动/移动位置传感 器、力传感器、视觉 传感器、听觉传感器、 接近距离传感器、触 觉传感器、热觉传感 器、嗅觉传感器。
传感器原理及应用
密歇根大学的机械手装配模型
传感器原理及应用
传感器原理及应用
§1-1 传感器的定义与组成 §1-2 传感器的特性 §1-3 传感器的误差及信噪比
传感器原理及应用
传感器的定义 传感器的分类 被测量与能量变换
传感器原理及应用
所谓传感器是来自“感觉”一词
传感器技术属现代高新技术（电五官） 根据GB7665-87，【传感器】（Transducer
传感器原理及应用
烟尘浊度测量
传感器与遥感技术
飞机及航天飞行器：近紫外线、可见光、远红外线、微波 船舶：超声波传感器
微波
地面
红外接收传感器 红外线分布差异
矿藏埋藏地区
传感器原理及应用
生产厂家往往按输入量分类，以向户 提供基本的使用信息。 如：位移传感器、速度传感器、加速 度传感器、力传感器、压力传感器、 流速传感器、温度传感器、光强传感 器、湿度传感器、粘度传感器、浓度 传感器、…。
／Sensor）的定义为： 能感受规定的被测量并按一定规律转换成
可用信号输出的器件或装置，通常由敏感元件 和转换元件组成。 我国往往把“传感器”和“敏感元件”等同使 用
传感器原理及应用
敏感元件（Sensing element） 直接感受或响应被测量的部分。有时
也将敏感元件称为传感器。 转换元件（Transduction element）
传感器原理及应用
香港理工AGV模型
传感器原理及应用
对人体的健康状况进行
诊断需要进行多种生理
参数的测量。
国内已经成功地开
发出了用于测量近红外
组织血氧参数的检测仪
器。人类基因组计划的研 究也大大促进了对酶、免
疫、微生物、细胞、DNA、 RNA、蛋白质、嗅觉、味
觉和体液组份以及血气、
血压、血流量、脉搏等传
传感器原理及应用
此种分类方法能表示输入变量和输出变 之间的关系。
传感器原理及应用
（1）物性型传感器 是利用某些功能材料本身所具有的内在 特性及效应把被测量直接转换为电量的 传感器。如：各种压电晶体传感器。
（2）结构型传感器 是以结构（如形状、尺寸）为基础，利 用某些物理规律实现把被测量转换为电 量。如：气隙型电感式传感器。
《传感器原理及应用》
黄贤武 郑筱霞 编箸
传感器原理及应用
《传感器原理、设计与应用》 （第三版）
刘迎春 叶湘滨 编箸 国防科技大学出版社 《传感器原理与应用技术》 刘爱华，满宝元编著
人民邮电出版社,2006年
传感器原理及应用
传感器原理及应用
§1-1 传感器的定义与组成 §1-2 传感器的特性 §1-3 传感器的误差及信噪比
传感器原理及应用
示容量与示强量组合之积是与某种能 量相对应的。 如：力与位移之积是功、力与速度之积 是功率、压力与体积之积是气体力学能 量、温度与熵之积是热能、温差与热流 之积是热功率、电压与电荷之积是电能、 电压与电流之积是电功率。
传感器原理及应用
传感器的工作过程可以视为是将示容量与示 强量由一种组合变成另一种组合。
能将敏感元件感受或响应的被测量转 换成适于传输或测量的电信号部分。
传感器原理及应用
被测量 传感器输入量，是传感器命名和分
类的重要依据。 输出量
含有原始信号，且为便于接收与处 理的信号形式。
传感器原理及应用
从被检测对象中获取原始信号 （1）用于自动检测系统
传感器原理及应用
（2）用于测控系统
Baidu Nhomakorabea
传感器原理及应用
传感器原理及应用
1、示容变量和示强变量 (1)示容变量或称为流通变量、扩展量
(Extensive) 示容变量是与空间分布成比例的量，表 示能容纳多少的量。
如：长度、面积、体积、质量、位移、 速度、电荷、磁力线、电流、热流、 熵、…。
传感器原理及应用
(2)示强变量或跨越变量,密集量(Intensive) 示强变量是指在某种场合下，表示作用程 度的量。 如：力、压力、温度、温差、电压、磁通、 光通、气体浓度、湿度…。
感器的研究。
医学
传感器原理及应用
传感器原理及应用
航天
飞行器：控制在预定轨 道上
陀螺仪、阳光传感器、 星光传感器、地磁传感 器
传感器原理及应用
保护环境和生态平衡，实现可持续发展，必须 进行大气监测和江河湖海水质检测，需要大量 用于污水流量、PH值、电导、浊度、COD、 BOD、TP、TN、矿物油、氰化物、氨氮、总 氮、总磷、金属离子浓度特别是重金属离子浓 度以及风向、风速、温度、湿度、工业粉尘、 烟尘、烟气、SO2、NO、O3、CO等参数测 量的传感器，这些传感器中大多数亟待开发。
传感器原理及应用
（3）化学传感器 是利用化学反应的原理，把无机和有机 化学物质的成分、浓度等转换为电信号 的传感器。如：离子选择性电极。
（4）生物传感器 是一种利用生物活性物质选择性的识别 和测定生物化学物质的传感器。近年来 发展很快。
传感器原理及应用
在传感器内部，信息的传递与变换伴随着能量 的流动。 （1）能量变换型：传感器从被测对象中获取能 量，用于直接输出。如：热电偶、光电池、压 电式、电磁感应式、固体电解质气敏传感器等。 （2）能量控制型：传感器从被测对象中获取能 量，用于控制激励源，故又称有源型传感器。 如：电阻式、电感式、电容式、霍尔式、…。
在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上 设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小 时在线监测系统。
传感器原理及应用
传感器原理及应用
传感器原理及应用
图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括 润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机 转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以 了解产品质量。
传感器原理及应用
（1）传感器从被测物体拾取能量时对被测物体 的状态产生了影响，从而导致了误差。如：热 电偶测温时，输入的热流是被测物体传递的， 若热电偶的热容量过大，将使被测物体的温度 下降，从而产生误差。
（2）传感器输出端的负载消耗传感器的能量时， 亦对被测物体造成误差。
传感器原理及应用
汽车扭距测量
机床加工精度测量
传感器原理及应用
传感器原理及应用
传感器原理及应用
机械手、机器人中的 传感器：
转动/移动位置传感 器、力传感器、视觉 传感器、听觉传感器、 接近距离传感器、触 觉传感器、热觉传感 器、嗅觉传感器。
传感器原理及应用
密歇根大学的机械手装配模型
传感器原理及应用
传感器原理及应用
§1-1 传感器的定义与组成 §1-2 传感器的特性 §1-3 传感器的误差及信噪比
传感器原理及应用
传感器的定义 传感器的分类 被测量与能量变换
传感器原理及应用
所谓传感器是来自“感觉”一词
传感器技术属现代高新技术（电五官） 根据GB7665-87，【传感器】（Transducer
传感器原理及应用
烟尘浊度测量
传感器与遥感技术
飞机及航天飞行器：近紫外线、可见光、远红外线、微波 船舶：超声波传感器
微波
地面
红外接收传感器 红外线分布差异
矿藏埋藏地区
传感器原理及应用
生产厂家往往按输入量分类，以向户 提供基本的使用信息。 如：位移传感器、速度传感器、加速 度传感器、力传感器、压力传感器、 流速传感器、温度传感器、光强传感 器、湿度传感器、粘度传感器、浓度 传感器、…。
／Sensor）的定义为： 能感受规定的被测量并按一定规律转换成
可用信号输出的器件或装置，通常由敏感元件 和转换元件组成。 我国往往把“传感器”和“敏感元件”等同使 用
传感器原理及应用
敏感元件（Sensing element） 直接感受或响应被测量的部分。有时
也将敏感元件称为传感器。 转换元件（Transduction element）
传感器原理及应用
香港理工AGV模型
传感器原理及应用
对人体的健康状况进行
诊断需要进行多种生理
参数的测量。
国内已经成功地开
发出了用于测量近红外
组织血氧参数的检测仪
器。人类基因组计划的研 究也大大促进了对酶、免
疫、微生物、细胞、DNA、 RNA、蛋白质、嗅觉、味
觉和体液组份以及血气、
血压、血流量、脉搏等传
传感器原理及应用
此种分类方法能表示输入变量和输出变 之间的关系。
传感器原理及应用
（1）物性型传感器 是利用某些功能材料本身所具有的内在 特性及效应把被测量直接转换为电量的 传感器。如：各种压电晶体传感器。
（2）结构型传感器 是以结构（如形状、尺寸）为基础，利 用某些物理规律实现把被测量转换为电 量。如：气隙型电感式传感器。