第一章传感器原理与检测技术ppt课件
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传感器与检测技术ppt课件
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重复性
图1-4所示为校正曲线的重复特性。
正行程的最大重复性偏差为△Rmax1, 反行程的最大重复 性偏差为△Rmax2，重复性误差取这两个最大偏差中之较 大者为△Rmax，再以满量程输出的百分数表示，即
rR
Rmax yFS
100%
（1-15）
式中 △Rmax----输出最大不重复误差。
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现代人们的日常生活中，也愈来愈离不开检测技术。例 如现代化起居室中的温度、湿度、亮度、空气新鲜度、防火、 防盗和防尘等的测试控制，以及由有视觉、听觉、嗅觉、触 觉和味觉等感觉器官，并有思维能力机器人来参与各种家庭 事务管理和劳动等，都需要各种检测技术。
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34
自动检测系统的基本组成
自动检测系统是自动测量、自动资料、自动保护、自动 诊断、自动信号处理等诸系统的总称，基本组成如图1-7。
图1-10 微差法测量稳压电源输出电压的微小变化
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44
误差处理 主要内容
• 一、误差与精确处理 • 二、测量数据的统计处理 • 三、间接测量中误差的传递 • 四、有效数字及其计算法则
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45
误差与精确处理
主要内容
(1)绝对误差与相对误差 (2)系统误差、偶然误差和疏失误差 (3)基本误差和附加误差 (4)常见的系统误差及降低其对测量结果影响的方法
（1-17）
由于种种原因，会引起灵敏度变化，产生灵敏度误差。灵 敏度误差用相对误差来表示
k10% 0 sk
（1-18）
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分辨率
分辨率是指传感器能检测到的最小的输入增量。 分辨率可用绝对值表示，也可以用满量程的百分比表 示。
《传感器与测控技术》课件
06
CATALOGUE
传感器与测控技术的应用实例
在工业自动化中的应用实例
要点一
总结词
要点二
详细描述
传感器在工业自动化中发挥着关键作用，能够提高生产效 率和产品质量。
传感器在工业自动化中的应用包括温度、压力、流量、物 位等参数的测量和控制，以及机器视觉和运动控制等方面 。通过使用传感器，可以实现精确的测量和自动控制，提 高生产效率和产品质量，降低能耗和减少人工干预。
信号调理电路
对传感器输出的信号进行放大 、滤波等处理，以适应后续电 路的需求。
微控制器或计算机
作为测控系统的核心，实现对 数据的处理和控制。
传感器
用于采集被测对象的物理量， 如温度、压力、位移等。
A/D转换器
将模拟信号转换为数字信号， 便于微控制器或计算机进行处 理。
执行机构
根据控制信号执行相应的动作 ，如驱动电机、控制阀门等。
《传感器与测控技术》 ppt课件
CATALOGUE
目 录
• 传感器概述 • 传感器的工作原理 • 常用传感器介绍 • 测控技术基础 • 测控系统的设计与实现 • 传感器与测控技术的应用实例
01
CATALOGUE
传感器概述
传感器的定义与分类
总结词
了解传感器的定义和分类是掌握传感器技术的基础。
详细描述
在环境监测中的应用实例
总结词
传感器在环境监测中具有广泛的应用，能够实时监测环境质 量和预测污染趋势。
详细描述
传感器在环境监测中的应用包括空气质量、水质、噪声、土 壤等参数的监测。通过使用传感器，可以实时监测环境质量 和预测污染趋势，为环境保护和治理提供科学依据。
在医疗领域中的应用实例
传感器技术--ppt课件优选全文
分辨率高 抗干扰能力强
数字量传感器
便于信号处理 实现自动化测量
稳定性好
适宜于远距离传输
一种能把被测模拟量直接转 换为数字量输出的装置，可 直接与计算机系统连接。
在一些精度要求较高的场合应用 极为普遍。工业装备上常用的数 字量传感器主要有数字编码器、 数字光栅和感应同步器等。
1.3.2 数字量传感器概述
1.3.3 模拟量传感器概述
电流变 送器
温湿度 变送器
压力变 送器
温度变 送器
各种变送器的实物图
液位变 送器
第二章：接近开关
第二章：接近开关
接近开关简介
接近开关又称无触点行程开关，它能在一定的距离内（零点几毫米
至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就 可以发出『动作』信号。
空
空
电容式接近开关
OOFNF
空
电容式接近开关工特点和应用 第二章：接近开关
特点
小功率、高阻抗。 小的静电引力和良好的动态特性。 本身发热影响小。 可进行非接触测量。
应用 压力、位移、厚度、加速度、液位、物位、湿度和
成分含量等测量之中。
第二章：接近开关
接近开关常见术语
接近开关术语
第二章：接近开关
有用
非电量
传感 元件
电量
信号调节 转换电路
电量
辅助电路
1.3传感器分类
传
开关量传感器
感
器 种
输出电信号 的类型不同
数字量传感器
类
模拟量传感器
1.3.1开关量传感器概述
开关量传感器
又称接近开关，是一种采用非接触式检测、 输出开关量的传感器。在自动化设备中应用 较为广泛的主要有磁感应式接近开关、电感 式接近开关、电容式接近开关和光电式接近 开关等。
传感器与检测技术ppt课件第一章
2024/2/29
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1.2检测技术理论基础
1.2.2 测量方法
1) 直接测量、间接测量和组合测量 (又称联立 测量)。经过求解联立方程组，才能得到被测物理量的最后
结果，则称这样的测量为组合测量。
2) 偏差式测量、零位式测量与微差式测量
3) 等精度测量与非等精度测量
4) 静态测量与动态测量
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1.1.3 传感器基本特性
当传感器的输入信号是常量，不随时间变化时，其 输入输出关系特性称为静态特性。
传感器的基本特性是指系统的输入与输出关系特性 ，即传感器系统的输出信号y(t)和输入信号（被测 量）x(t)之间的关系，传感器系统示意图如下图所 示。
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1.1.3 传感器基本特性
2．传感器的分类
（1）按照其工作原理，传感器可分为电参数式(如电阻式、 电感式和电容式)传感器、压电式传感器、光电式传感器及 热电式传感器等。
（2）按照其被测量对象，传感器可分为力、位移、速度、 加速度传感器等。常见的被测物理量有机械量、声、磁、温 度和光等。
（3）按照其结构，传感器可分为结构型、物性型和复合型 传感器。物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理性质的 变化来实现信号变换，如：水银温度计。结构型传感器是依 靠传感器结构参数的变化实现信号变换，如：电容式传感器。
敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量电信号 的元件。
测量电路(measuring circuit)： 将转换
元件输出的电信号进行进一步转换和处理的部分，如 放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特 性，便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功 能。
传感器与检测技术完整ppt课件
xmin 100% YFS
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．漂移。传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时 间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结 构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
.
1.3.1测量误差及其分类
误差的定义
测量误差(error of measurement)是指测得值与被
测量真值之差，可用下式表示： 测量误差=测得值-真值
若定义中的测得值是用测量方式获得的被测量的测
量结果，则得到测量误差的定义为：测量误差=测量结果-真
值
若定义中的测得值是指计量仪器的示值，则得到计
1.1.3传感器的分类 1．按输入量（被测量）分类 2．按工作原理（机理）分类 3、按能量的关系分类 4．按输出信号的形式分类
.
1.2 传感器的特性
静态特性和动态特性
输入量X和输输出Y的关系通常可用多项式表示
静态特性可以用一组性能指标来描述，如线性度、灵敏度、精确度（精 度）、重复性、迟滞、漂移、阈值和分辨率、稳定性、量程等。
2替代法其实质是在测量装置上测量被测量后不改变测量条件立即用相应标准量代替被测量放到测量装置上再次进行测量从而得到此标准量测量结果与已知标准量的差值即系统误差取其负值即可作为被测量测量结果的修正先将被测量x放于天平一侧标准砝码p放于另一侧调至天平平衡则有xpl此时移去被测量x用标准砝码q代替使天平重新平衡则有qpl2l1所以有xq
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．漂移。传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时 间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结 构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
.
1.3.1测量误差及其分类
误差的定义
测量误差(error of measurement)是指测得值与被
测量真值之差，可用下式表示： 测量误差=测得值-真值
若定义中的测得值是用测量方式获得的被测量的测
量结果，则得到测量误差的定义为：测量误差=测量结果-真
值
若定义中的测得值是指计量仪器的示值，则得到计
1.1.3传感器的分类 1．按输入量（被测量）分类 2．按工作原理（机理）分类 3、按能量的关系分类 4．按输出信号的形式分类
.
1.2 传感器的特性
静态特性和动态特性
输入量X和输输出Y的关系通常可用多项式表示
静态特性可以用一组性能指标来描述，如线性度、灵敏度、精确度（精 度）、重复性、迟滞、漂移、阈值和分辨率、稳定性、量程等。
2替代法其实质是在测量装置上测量被测量后不改变测量条件立即用相应标准量代替被测量放到测量装置上再次进行测量从而得到此标准量测量结果与已知标准量的差值即系统误差取其负值即可作为被测量测量结果的修正先将被测量x放于天平一侧标准砝码p放于另一侧调至天平平衡则有xpl此时移去被测量x用标准砝码q代替使天平重新平衡则有qpl2l1所以有xq
传感器与检测技术ppt课件
控制系统的自动化水平高低。
传感器的选用主要取决于建模参数和被测 量、测量精度和灵敏度要求以及测量系统的 成本等因素。
(4) 传感器的品质参数 灵敏度 分辨率 准确度 精密度
重复性
线性度
灵敏度
灵敏度反映传感器对被测量变化的 响应能力。
O S I
输出变化量
输入变化量
分辨率
如果已知总体精度上限，要计算各部件的 误差，则假定各部件误差对总精度的影响 是均等的。
f N xi xi n
N xi f n xi
[实例]已知角速度与作用力的关系式 试求转速的不确定性。 [解]
F 5 0 0 3 1 6 . 2 3 m r 0 . 20 . 0 2 5
霍尔传感器的应用—— 测量焊接电流
在标准的园环铁芯开一 小缺口，将霍尔元件放在 缺口处，被测电流的导线 穿过铁心时就产生磁场B， 则霍尔传感器有输出。当 测出的小于 规定的焊接电流时，可 控硅的导通角增大，焊接 电流变大，测出的电压大 于规定的焊接电流时，可 控硅的导通角减，焊接电 流变小，控制焊接回路的 电流。
性；
没有机械电位器特有的滑片，彻底解决了滑 片接触不良的问题；体积小，节省空间，易于装 配；寿命长，可靠性高。
数字电位器与机械式电位器的区别
类 特 型 性 机 无 械 源 式 数 有 字 源 式 电阻变 调节 位置 自动 化规律 方法 记忆 复位 连续 变化 阶梯 变化 手动 有 没有 使用 体 寿命 积 短 大
为减小零点残余电压的影响，一般要用电路进行补偿, 电路补偿的方法较多,可采用以下方法。
• 串联电阻：消除两次级绕组基波分量幅值上的差异；
• 并联电阻电容：消除基波分量相差，减小谐波分量；
传感器ppt课件
广泛应用。 C）检测技术和装置是自动化系统中不可缺少的组
成部分。 D）检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的
进步。
ppt精选版
31
二、发展方向
1、不断提高检测系统的测量精度、量程范 围、延长使用寿命，提高可靠性；
2、应用新技术和新的物理效应，扩大检测 领域；
3、发展集成化，功能化的传感器； 4、采用计算机技术，使检测技术智能化； 5、发展网络化传感器及检测系统。
检测系统的工程应用
在工程领域，科学实验、产品开发、生产监 督、质量控制等，都离不开检测系统。检测系统 应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输 等每一个工程领域。
ppt精选版
20
1、工业自动化中的应用
a)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。
ppt精选版
32
§1.3传感检测系统基本特性的评价指标 一、传感检测系统的基本特性 传感器特性主要是指输出与输入之间的关系。
静态特性：被测量不随时间变化或变化很慢时， 检测系统的输入和输出量都与时间无关。
动态特性：输入量和输出量都随时间变化较快， 是一个含有时间变量的微分方程式。检测系统对 快速变化的被测量的响应特性称为动态特性。
⊿Rmax2
⊿Rmax1
Rmax10% 0
R
YFS
或：
0
X
△Rmax1正行程的最大重复性偏差， △Rmax2反行程的最大重复性偏差。
2~310% 0
R
YFS
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43
6、稳定性：
传感器的稳定性一般是指长期稳定性
稳定性是指传感检测系统在长时间工作的状态下， 由于外界各种干扰对系统产生的影响，使得输出量发 生与输入无关的变化，有时称为长时间工作稳定性。
成部分。 D）检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的
进步。
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二、发展方向
1、不断提高检测系统的测量精度、量程范 围、延长使用寿命，提高可靠性；
2、应用新技术和新的物理效应，扩大检测 领域；
3、发展集成化，功能化的传感器； 4、采用计算机技术，使检测技术智能化； 5、发展网络化传感器及检测系统。
检测系统的工程应用
在工程领域，科学实验、产品开发、生产监 督、质量控制等，都离不开检测系统。检测系统 应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输 等每一个工程领域。
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1、工业自动化中的应用
a)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。
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§1.3传感检测系统基本特性的评价指标 一、传感检测系统的基本特性 传感器特性主要是指输出与输入之间的关系。
静态特性：被测量不随时间变化或变化很慢时， 检测系统的输入和输出量都与时间无关。
动态特性：输入量和输出量都随时间变化较快， 是一个含有时间变量的微分方程式。检测系统对 快速变化的被测量的响应特性称为动态特性。
⊿Rmax2
⊿Rmax1
Rmax10% 0
R
YFS
或：
0
X
△Rmax1正行程的最大重复性偏差， △Rmax2反行程的最大重复性偏差。
2~310% 0
R
YFS
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6、稳定性：
传感器的稳定性一般是指长期稳定性
稳定性是指传感检测系统在长时间工作的状态下， 由于外界各种干扰对系统产生的影响，使得输出量发 生与输入无关的变化，有时称为长时间工作稳定性。
传感器原理及应用PPT教程
热敏电阻的工作原理及应用
工作原理
随温度变化电阻值 改变
实际应用案例
温度控制、温度报 警等领域
温度测量范围
广泛应用于各种环 境
热电偶
热电偶是利用两种不同金 属导体形成的回路，通过 热电效应进行温度测量的 设备。热电偶具有快速响 应速度和较高的测量精度， 广泛应用于工业生产和科 学研究领域。
热电偶的特点及应用
未来传感器技术的发 展趋势
01 智能化发展趋势
智能传感器发展
02 多元化应用场景
智能城市建设
03 创新方向
生物传感技术
传感器应用案例分析
日常生活
智能家居 智能穿戴 健康监测
工业制造
生产线监控 质量检测 设备维护
科学研究
实验数据采集 环境监测 生物研究
谢谢观看！
工作原理
利用热电效应进行 温度测量
应用领域
工业生产和科学研 究
优缺点
响应速度快，测量 精度高
热敏电阻与热电偶的比较
响应速度
热敏电阻较慢 热电偶快速响应
测量精度
热敏电阻精度一般 热电偶测量精度高
应用建议
根据场景需求选择合适传感器
未来温度传感器的发展趋势
随着科技的发展，温度传感器技术不断创新。新型温度传感 器具有更高的精度和稳定性，逐渐应用于智能家居、医疗健 康等领域。未来，温度传感器将在更多领域发挥重要作用， 给人们的生活带来便利与创新。
注意事项
避免过载操作 防止振动干扰 避免温度变化过大
压力传感器的未来发 展
01 技术进展
智能化、微型化、高精度化
02 性能优势
更快的响应速度、更广的工作温度范围
03 应用前景
《传感器检测技术》PPT课件
响
应特性：
➢ 除理想状态，多数传感器的输入信号是随时间变化的，输 出信号一定不会与输入信号有相同的时间函数，这种输入输 出之间的差异就是动态误差；
➢ 传感器输出对时间变化的输入量的响应既反映了传感器的 动态特性。
➢一般用传感器对于标准动态输入信号的响应来衡量传感器 的动态特性。标准动信号为正弦信号、阶跃信号和单位脉冲 信号。
环境影响量指由外界坏境变化而引起的示值变化量。由两个因素构成，一个 是零漂、二是灵敏度漂移。表示环境影响量时，必须同时写出示值偏差及 造成这一偏差的影响因素。
例： 0.1A/U ( 表5% 示电)源电压变化5%时，将引起示值变化0.1uA.
例：某数字式液位计的使用说明书上注明该产品为数 字面板表，它的量程为0-10m（从面板表上可以看到， 事实上只能显示9.99m,属于3位表），非线性训差为 1.5%，使用环境温度为0-30度，温漂为0.001m/度， 请确定该产品是否能满足满度相对误差不大于2.0%的 要求。
在下图中，弹簧管将压力转换为角位 移α
2021/6/10
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弹簧管放大图
当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通过齿 条带动齿轮转动，从而带动电位器的电刷产生 角位移。
2021/6/10
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其他各种弹性敏感元件
在上图中的各种弹性元件也能将压力转 换为角位移或直线位移。
2021/6/10
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压力传感器的外形及内部结构
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测量转换电路的作用是将传感元件输出的电参 量转换成易于处理的电压、电流或频率量。
2021/6/10
在左图中，当 电位器的两端加上 电源后，电位器就 组成分压比电路， 它的输出量是与压 力成一定关系的电 压Uo 。
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为了更好地掌握传感器, 需要对测量的基本概念 测量系统的特性, 测量误差及数据处理等方面的 理论及工程方法进行学习和研究, 只有了解和掌 握了这些基本理论, 才能更有效地完成检测任务
第1章 传感与检测技术的理念基础
测量概论
一、测量 测量是以确定被测量的值或获取测量结果
为目的的一系列操作。
由测量所获得的被测的量值叫测量结果。 测量结果可用一定的数值表示, 也可以用一条 曲线或某种图形表示。但无论其表现形式如何, 测量结果应包括两部分：比值和测量单位。 确 切地讲, 测量结果还应包括误差部分。
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 电位差计式测量：
UX：传感器信号 （未知量）
UK：标准量信号 （已知量）
D： 检零计 （电压表）
平衡：UK=UX
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 微差式测量是综合了偏差式测量与零位式测量的
传感器世界
中国传感器
第1章 传感与检测技术的理念基础 测量概论.
表征物质特性或其运动形式的参数很多，总的 可分为电量和非电量两大类，电量一般是物理 学中的电学量（电压、电流等）。非电量是指 电量之外的一些参数（压力、流量等）。
法测量; 根据被测量变化快慢可分为静态测量与 动态测量等。
测量概论 二、测量方法
1、直接测量、间接测量与组合测量
直接测量：
在使用仪表或传感器进行测量时, 对仪表读 数不需要经过任何运算就能直接表示测量 所需要的结果的测量方法称为直接测量。
例如,用磁电式电流表测量电路的某一支路 电流, 用弹簧管压力表测量压力等, 都属于 直接测量。直接测量的优点是测量过程简 单而又迅速, 缺点是测量精度不高
▪ 机器人
视觉: 平面、立体 非视觉:触觉、滑觉、
热觉、力觉、 接近觉、…
传感器原理及工程应用 传感器检测技术的应用
▪ 家用电器
液化气烟雾报警器
遥控器
智能洗衣机
传感器原理及工程应用
传感器检测技术的应用
▪ 智能建筑
门禁系统打破了人们几百年来用钥匙开锁的传统
指纹门禁
传感器原理及工程应用
传感器检测技术的应用
三、参考文献及网址
传感技术学 报
/index.asp传感 器技术
仪器仪表与传感器 中国电子网。 电子设计应用。
在我们的日常生活和生产活动中，需要对这些 电量和非电量进行测量。
第1章 传感与检测技术的理念基础 测量概论
“测量系统”这一概念是传感技术发展到一定阶 段的产物。 在工程中, 需要有传感器与多台仪 表组合在一起, 才能完成信号的检测, 这样便形 成了测量系统。 尤其是随着计算机技术及信息
处理技术的发展, 测量系统所涉及的内容也不断 得以充实。
NASA研发的X-33飞行器
二、本课程的任务和学习方法
1、课程性质： 本课程是一门专业技术基础课程。通过本课
程的学习，使同学们初步掌握工业生产中常用传 感器的原理及应用，掌握检测系统的组成方法。 2、基本要求
掌握检测技术的基本知识及传感器的静态性能 指标，初步掌握信号分析的基本方法。
掌握传感器的工作原理及应用。
测、遥感等科学技术的发展，对传感器 的需求量与日俱增，其应用领域已渗入 到社会的各个领域，并起着巨大的作用。
传感器原理及工程应用
传感器检测技术的应用
▪ 工业生产
传感器原理及工程应用
▪ 汽车工业
1、辅助驾驶装置 2、安全装置 3、舒适及方便装置 4、信号装置
传感器原理及工程应用
传感器检测技术的应用
测量概论 二、测量方法
1、直接测量、间接测量与组合测量
间接测量、组合测量：
在使用仪表或传感器进行测量时, 首先对与 测量有确定函数关系的几个量进行测量, 将 被测量代入函数关系式, 经过计算得到所需 要的结果, 这种测量称为间接测量。
（例：电功率测量P=V2/R）.
若被测量必须经过求解联立方程组, 才能得 到最后结果, 则称这样的测量为组合测量。
课程主要内容
传感器的工作原理、结构、主要 参数、检测电路及其典型应用
电感传感器 应变传感器
电容传感器
压电传感器 其他传感器
光电传感器
多传感器融合
温度传感器 磁敏传感器
基础知识
定义、分类 发展趋势 选用原则 一般特性
检测电路 现代检测系统
传感器原理 检测技术
传感器原理与工程应用
一、传感器检测技术的应用 随着计算机、生产自动化、航空、遥
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 用仪表指针的位移（即偏差）决定被测量的量
值, 这种测量方法称为偏差式测量。
VS：被测量 RS：外接线电阻 RV：动圈仪表内阻
I VS RS RV
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量
.用指零仪表的零位指示检测测量系统的平衡状 态, 在测量系统平衡时, 用已知的标准量决定被 测量的量值, 这种测量方法称为零位式测量。
第1章 传感与检测技术的理念基础
测量概论
一般测量应该有以下几个步骤： 比较 示差 平衡 读数
第1章 传感与检测技术的理念基础
测量概论
二、测量方法 实现被测量与标准量比较得出比值的方法, 称为 测量方法。对于测量方法, 从不同角度, 有不同的 分类方法。 根据获得测量值的方法可分为直接
测量、间接测量和组合测量; 根据测量的精度因 素情况可分为等精度测量与非等精度测量; 根据 测量方式可分为偏差式测量、零位法测量与微差
三、参考文献及网址
《传感技术与应用教程》“新世纪电子信息 工程系列教材”第一版，清华大学出版社 2005年；
《传感器原理及应用》第一版作者：唐贤 远、刘岐山,电子科技大学出版社 2000年；
《传感器实用电路设计与制作》第一版作 者：松井邦彦，
《传感器与检测技术》第一版作者：彭军， 西安电子科技大学出版社 2003年
第1章 传感与检测技术的理念基础
测量概论
一、测量 测量是以确定被测量的值或获取测量结果
为目的的一系列操作。
由测量所获得的被测的量值叫测量结果。 测量结果可用一定的数值表示, 也可以用一条 曲线或某种图形表示。但无论其表现形式如何, 测量结果应包括两部分：比值和测量单位。 确 切地讲, 测量结果还应包括误差部分。
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 电位差计式测量：
UX：传感器信号 （未知量）
UK：标准量信号 （已知量）
D： 检零计 （电压表）
平衡：UK=UX
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 微差式测量是综合了偏差式测量与零位式测量的
传感器世界
中国传感器
第1章 传感与检测技术的理念基础 测量概论.
表征物质特性或其运动形式的参数很多，总的 可分为电量和非电量两大类，电量一般是物理 学中的电学量（电压、电流等）。非电量是指 电量之外的一些参数（压力、流量等）。
法测量; 根据被测量变化快慢可分为静态测量与 动态测量等。
测量概论 二、测量方法
1、直接测量、间接测量与组合测量
直接测量：
在使用仪表或传感器进行测量时, 对仪表读 数不需要经过任何运算就能直接表示测量 所需要的结果的测量方法称为直接测量。
例如,用磁电式电流表测量电路的某一支路 电流, 用弹簧管压力表测量压力等, 都属于 直接测量。直接测量的优点是测量过程简 单而又迅速, 缺点是测量精度不高
▪ 机器人
视觉: 平面、立体 非视觉:触觉、滑觉、
热觉、力觉、 接近觉、…
传感器原理及工程应用 传感器检测技术的应用
▪ 家用电器
液化气烟雾报警器
遥控器
智能洗衣机
传感器原理及工程应用
传感器检测技术的应用
▪ 智能建筑
门禁系统打破了人们几百年来用钥匙开锁的传统
指纹门禁
传感器原理及工程应用
传感器检测技术的应用
三、参考文献及网址
传感技术学 报
/index.asp传感 器技术
仪器仪表与传感器 中国电子网。 电子设计应用。
在我们的日常生活和生产活动中，需要对这些 电量和非电量进行测量。
第1章 传感与检测技术的理念基础 测量概论
“测量系统”这一概念是传感技术发展到一定阶 段的产物。 在工程中, 需要有传感器与多台仪 表组合在一起, 才能完成信号的检测, 这样便形 成了测量系统。 尤其是随着计算机技术及信息
处理技术的发展, 测量系统所涉及的内容也不断 得以充实。
NASA研发的X-33飞行器
二、本课程的任务和学习方法
1、课程性质： 本课程是一门专业技术基础课程。通过本课
程的学习，使同学们初步掌握工业生产中常用传 感器的原理及应用，掌握检测系统的组成方法。 2、基本要求
掌握检测技术的基本知识及传感器的静态性能 指标，初步掌握信号分析的基本方法。
掌握传感器的工作原理及应用。
测、遥感等科学技术的发展，对传感器 的需求量与日俱增，其应用领域已渗入 到社会的各个领域，并起着巨大的作用。
传感器原理及工程应用
传感器检测技术的应用
▪ 工业生产
传感器原理及工程应用
▪ 汽车工业
1、辅助驾驶装置 2、安全装置 3、舒适及方便装置 4、信号装置
传感器原理及工程应用
传感器检测技术的应用
测量概论 二、测量方法
1、直接测量、间接测量与组合测量
间接测量、组合测量：
在使用仪表或传感器进行测量时, 首先对与 测量有确定函数关系的几个量进行测量, 将 被测量代入函数关系式, 经过计算得到所需 要的结果, 这种测量称为间接测量。
（例：电功率测量P=V2/R）.
若被测量必须经过求解联立方程组, 才能得 到最后结果, 则称这样的测量为组合测量。
课程主要内容
传感器的工作原理、结构、主要 参数、检测电路及其典型应用
电感传感器 应变传感器
电容传感器
压电传感器 其他传感器
光电传感器
多传感器融合
温度传感器 磁敏传感器
基础知识
定义、分类 发展趋势 选用原则 一般特性
检测电路 现代检测系统
传感器原理 检测技术
传感器原理与工程应用
一、传感器检测技术的应用 随着计算机、生产自动化、航空、遥
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量 用仪表指针的位移（即偏差）决定被测量的量
值, 这种测量方法称为偏差式测量。
VS：被测量 RS：外接线电阻 RV：动圈仪表内阻
I VS RS RV
测量概论 二、测量方法
2、偏差式测量、 零位式测量与微差式测量
.用指零仪表的零位指示检测测量系统的平衡状 态, 在测量系统平衡时, 用已知的标准量决定被 测量的量值, 这种测量方法称为零位式测量。
第1章 传感与检测技术的理念基础
测量概论
一般测量应该有以下几个步骤： 比较 示差 平衡 读数
第1章 传感与检测技术的理念基础
测量概论
二、测量方法 实现被测量与标准量比较得出比值的方法, 称为 测量方法。对于测量方法, 从不同角度, 有不同的 分类方法。 根据获得测量值的方法可分为直接
测量、间接测量和组合测量; 根据测量的精度因 素情况可分为等精度测量与非等精度测量; 根据 测量方式可分为偏差式测量、零位法测量与微差
三、参考文献及网址
《传感技术与应用教程》“新世纪电子信息 工程系列教材”第一版，清华大学出版社 2005年；
《传感器原理及应用》第一版作者：唐贤 远、刘岐山,电子科技大学出版社 2000年；
《传感器实用电路设计与制作》第一版作 者：松井邦彦，
《传感器与检测技术》第一版作者：彭军， 西安电子科技大学出版社 2003年