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传感器原理及应用课件

发布日期:2021-02-02 12:41

  传感器原理及应用课件_工学_高等教育_教育专区。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 1 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

  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 1 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 2 3 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 4 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 5 §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 6 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 /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 7 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) 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。 8 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。 9 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 10 传感器的定义 4、传感器的应用-续 (2)用于测控系统 11 自动检测与自动控制系统 在电力、冶金、石化、贵州快3,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小 时在线 石化企业输油管道、储油罐等压力容器的 破损和泄露检测 13 14 15 16 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。 17 汽车扭距测量 机床加工精度测量 18 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。 19 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。 20 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。 21 密歇根大学的机械手装配模型 22 机器人服务员 23 AGV自动送货车 香港理工AGV模型 24 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 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 25 26 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 27 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。 28 烟尘浊度测量 29 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 红外接收传感器 地面 红外线分布差异 矿藏埋藏地区 30 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、…。 31 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。 32 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。 33 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。 34 传感器的分类 3、按信息能量变换方式分类 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

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