物联网传感技术资料.ppt

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1、1物联网传感技术学习任务传感器的概念传感器的基本组成及检测原理常用传感器的工作特点和应用123智能检测系统4MEMS技术5传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。传感器是各种信息处理系统获取信息的一个重要途径，处于物联网架构的感知层，是物联网中获得信息的主要设备、物联网的神经元、人类五官的延伸。传感器是物联网的基础单元，是物联网信息采集层面的关键器件。同时，MEMS（微电机系统）、MOEMS（微光机电系统）将成为物联网的技术核心，使无线传感网、光网快速加入物联网的

2、应用系统，提供更明确的应用方向和更丰富的市场机会，物联网也将成为传感器市场的新引擎。实际生活中，传感器无处不在1.1传感器的概念全自动洗衣机——浊度传感器自动冲水装置——光电传感器和电子系统遥控器——红外传感器汽车——是个传感器俱乐部：温度、空气流量、压力、转速、位移、水位、曲轴、防抱死制动系统（ABS）、爆震、里程表等多种传感器1.1传感器的概念话筒——在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，构成一种动圈式的传感器声控灯——压电传感器手机的触摸屏——点触摸、面触摸等数码产品——M

3、P3、手机等听歌时，用力一摇就换成了下一曲，这就用到了加速度传感器1.1传感器的概念电饭锅——温度传感器电熨斗——另一种温度传感器光电鼠标——光学传感器+图像分析芯片（DSP）汽车称重——压力传感器电子天平——压力传感器+电子系统电子温度计——红外传感器1.1传感器的概念各种传感器层出不穷，2009年全球用量用量达13亿；2010年用于手机的有10多亿，用于汽车市场的有420万；2013年汽车市场用量达到1460万。中国传感器年增15%，未来年用量将超万亿。1.1传感器的概念传感器是把非电学物理量（如位

4、移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种元件。在实际应用中，传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还加上辅助电源。按国家标准（GB7665-2005）对传感器的定义为：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。人类五官延伸——人与机器的对应关系1.2传感器的基本组成及检测原理敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，它直接感受被测非电学量，输出与被输出有确定

5、对应关系的，转换元件所能接受的其他物理量，如膜片或膜盒把被测压力变成位移量。敏感元件是传感器的核心。1.2传感器的基本组成及检测原理需要指出，并不是所有的传感器都能明显地区分敏感元件和转换元件两部分，有些传感器转换元件不止一个，有些传感器（如热电偶）将敏感元件和转换元件合为一体。测量电路是将转换元件输出的信号进一步地转换和处理，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特性。1.2传感器的基本组成及检测原理电源是可选项，主要负责为敏感元件、转换元件和测量电路供电。无源型是最简单、最基本的传感器构成形

6、式，它只由敏感元件单独组成。输入量多为力学量（力、湿度、速度、加速度），输出量一般是电学量。最大特点是还需要外接电源，其敏感元件能够从被测对象直接获取能量，并将能量转换为电量，但一般输出量较弱，如热电偶传感器、压力传感器等通常是无源传感器。1.2传感器的基本组成及检测原理有源型通常建立在无源型的基础上，它与无源型的不同之处在于为了确保敏感元件的工作点稳定，使用了辅助能源。辅助能源主要起激励作用，它既可以是电源，也可以是磁源。有源传感器的特点是，不需要测量电路即可有较大的电量输出，如光电管、光敏二极管、霍

7、尔传感器等。1.3常用传感器的工作特点和应用传统传感器的局限性网络化、智能化的程度十分有限，缺少有效的数据处理与信息共享能力现代传感器特点：微型化、智能化和网络化典型代表：无线传感节点1.3常用传感器的工作特点和应用1.温度传感器热敏电阻主要是利用各种材料电阻率的温度敏感性，根据材料的不同，热敏电阻可以用于设备的过热保护，以及温控报警等等。半导体温度传感器利用半导体器件的温度敏感性来测量温度，具有成本低廉，线性度好等优点。1.3常用传感器的工作特点和应用温差电偶则是利用温差电现象，把被测端的温度转化为电

8、压和电流的变化；由不同金属材料构成的温差电偶，能够在比较大的范围内测量温度，例如-200℃~2000℃。1.3常用传感器的工作特点和应用2.光传感器光传感器可以分为光敏电阻以及光电传感器两个大类。光敏电阻主要利用各种材料的电阻率的光敏感性来进行光探测。1.3常用传感器的工作特点和应用2.光传感器光电传感器主要包括光敏二极管和光敏三极管，这两种器件都是利用半导体器件对光照的敏感性。光敏二极管的反向饱和电流在光照的作用下会显著变大，而光敏三极管