传感器原理及应用最新版
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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。
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传感器的定义
3、传感器的特征参数
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。
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传感器的定义
4、传感器的应用
从被检测对象中获取原始信号 （1）用于自动检测系统
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三、被测量与能量变换
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、 …。
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密歇根大学的机械手装配模型 实用文档
机器人服务员
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AGV自动送货车
香港理工AGV模型
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传感器在生物医学上的应用
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
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第一章 基本概念
§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
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§1-1 传感器的定义与组成
传感器的定义 传感器的分类 被测量与能量变换
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一、传感器的定义
1、定义
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
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、…。
在汽车、机床、电机、发动机等产品出厂 时，必须对其性能质量检测
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。
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汽车扭距测量
机床加工精度测量
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汽车与传感器
高级轿车需要用传感器对温度、压力、位置、距离、转 速、加速度、湿度、电磁、光电、振动等进行实时准确 的测量，一般需要30～1 00种传感器。
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传感器的分类
2、按传感器工作机理分类
此种分类方法能表示输入变量和输出变 之间的关系。
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传感器的分类
2、按传感器工作机理分类－续1
（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。
／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
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传感器的定义
2、传感器的组成
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）
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
传感器的研究。
医学
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传感器与航空及航天
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
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传感器与环境保护
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。
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烟尘浊度测量
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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
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二、传感器的分类
1、按传感器输入量（用途）分类
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、…。
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传感器的定义
4、传感器的应用－续
（2）用于测控系统
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自动检测与自动控制系统
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。
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石化企业输油管道、储油罐等压力容器的 破损和泄露检测
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传感器与家用电器
自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、风干器、电熨斗、电 风扇、洗衣机、洗碗机、照相机、电冰箱、电视机、录像机、家庭 影院等。
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传感器在机器人上的应用
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。
Байду номын сангаас教材
《传感器原理及应用》
黄贤武 郑筱霞 编箸 电子科技大学出版社
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参考书
《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
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第一章 基本概念
§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
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传感器的分类
2、按传感器工作机理分类－续2
（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。
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传感器的分类
3、按信息能量变换方式分类
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传感器的定义
3、传感器的特征参数
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。
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传感器的定义
4、传感器的应用
从被检测对象中获取原始信号 （1）用于自动检测系统
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三、被测量与能量变换
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、 …。
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AGV自动送货车
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传感器在生物医学上的应用
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
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第一章 基本概念
§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
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§1-1 传感器的定义与组成
传感器的定义 传感器的分类 被测量与能量变换
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一、传感器的定义
1、定义
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
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、…。
在汽车、机床、电机、发动机等产品出厂 时，必须对其性能质量检测
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。
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汽车扭距测量
机床加工精度测量
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汽车与传感器
高级轿车需要用传感器对温度、压力、位置、距离、转 速、加速度、湿度、电磁、光电、振动等进行实时准确 的测量，一般需要30～1 00种传感器。
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传感器的分类
2、按传感器工作机理分类
此种分类方法能表示输入变量和输出变 之间的关系。
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传感器的分类
2、按传感器工作机理分类－续1
（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。
／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
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2、传感器的组成
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）
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
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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
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传感器与环境保护
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。
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烟尘浊度测量
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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
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二、传感器的分类
1、按传感器输入量（用途）分类
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、…。
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传感器的定义
4、传感器的应用－续
（2）用于测控系统
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自动检测与自动控制系统
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。
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传感器与家用电器
自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、风干器、电熨斗、电 风扇、洗衣机、洗碗机、照相机、电冰箱、电视机、录像机、家庭 影院等。
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传感器在机器人上的应用
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。
Байду номын сангаас教材
《传感器原理及应用》
黄贤武 郑筱霞 编箸 电子科技大学出版社
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参考书
《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
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第一章 基本概念
§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
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传感器的分类
2、按传感器工作机理分类－续2
（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。
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传感器的分类
3、按信息能量变换方式分类