《传感器复习课》PPT课件

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1、传感器原理与应用绪论什么是传感器物联网的概念传感器在物联网中的地位和作用一什么是传感器?广义的把传感器归纳为一种能感受外界信息(力、热、声光、电等等)，并按一定的规律将其转换成易处理的电信号的装置。台式机笔记本手机虚拟视觉视频采集器音频采集器虚拟听觉水温传感器虚拟感觉土壤湿度传感器虚拟运动生产设备办公设备“感”+“知”物联网的核心：传感器计算模式变革的十五年周期定律一个普遍接受的重要观点：计算模式每隔15年发生一次变革。人们把它称为“十五年周期定律”，这一判断就像摩尔定律一样准确。1965年以后是以系统性为特征的大

2、型机时代。1980年以后是以独立性为特征的个人机时代。1995年以后是以共同性为特征的互联网时代。2010年以后将以拟人性为特征的物联网时代。让物会说话物的感知信息的采集物的识别信息的分类物的联系信息的传递物的认识信息的分析传感器无线传感器网络GPSRFID各种网络媒质移动云计算、智能信息处理、海量数据分析智能家居智能公交货运车载二传感器的基本特性传感器输入和输出的关系特性静态特性：被测量不随时间变化（直流）动态特性：被测量随时间变化（交流）静态特性线性度静态特性迟滞静态特性重复性静态特性分辨率动态特性阶跃

3、响应阶跃响应特征参数时间常数：Y（t）从0%——63%上升时间：Y（t）从10%——90%响应时间：Y（t）从0到稳定振荡次数：N稳态误差：Y（∞）和实际值差N阶sensor系统输入信号：在线性时不变的物理系统内,对于复杂激励的响应可以通过组合其对不同频率正弦信号的响应来获取（“傅里叶级数展开”）sensor系统：提供传递函数H(s)，产生幅频特性（滤波）和相频特性（信号展宽）输出信号：可以看成不同输入频率信号的增益和相移后组合成的波形。三传感器的应用与发展传感器在控制系统的应用传感器在测量系统的应用第一章温度传感

4、器1.热敏电阻2.热电偶3.半导体温度传感4.集成温度传感温度传感种类温度-电阻：热电阻、热敏电阻等温度-电势：热电偶、PN结式传感器热辐射：热释电探测器、红外探测器电阻型温度传感器利用感温材料，把测量温度变化转为测量电阻变化。金属热电阻式（热电阻）半导体热电阻式（热敏电阻）金属热电阻1.电阻温度系数a要高。纯金属>合金2.测温范围内，化学物理性能稳定3.良好的线性输出特性4.比较高的电阻率5.可加工性。如铂，铜，铁，镍热敏电阻热敏电阻是用某种金属氧化物为基体原料，加入一些添加剂，采用陶瓷工艺制成的具有半导体特性的

5、电阻器。电阻温度系数比金属大很多。正温度系数PTC负温度系数NTC临界温度系数CTR三类热敏电阻温度特性曲线PTC热敏电阻电阻温度特性曲线突变型RT=R0exp(AT)缓变型RT=A+BTNTC热敏电阻lnRT～1/T关系曲线CTR热敏电阻负温临界热敏电阻在某一温度附近电阻值发生突变，在狭小的温度范围，阻值随温度增加降低3-4个数量级。半导体热电阻半导体材料的电阻率对温度变化非常敏感，利用其电阻率随温度变化的特性可以实现温度传感。半导体材料电阻率决定于载流子浓度和迁移率。迁移率与温度关系：半导体载流子迁移率与载流子

6、在电场作用下的散射机理有关。主要散射机构为：声波散射迁移率（晶格振动）电离杂质迁移率电阻率与温度关系：本征半导体：本征载流子浓度决定杂质半导体：载流子浓度和迁移率决定热敏电阻专业术语零功率电阻在某一温度下测量热敏电阻值时,加在热敏电阻上的功耗极低,低到因其功耗引起的热敏电阻的阻值变化可以忽略不计.额定零功率电阻R25额定零功率电阻指环境温度25℃条件下测得的零功率电阻值热敏电阻专业术语温度系数α热敏电阻的温度系数定义为温度变化导致的电阻的相对变化.温度系数越大，反应越灵敏最大电流Imax最大电流是指热敏电阻最高的电

7、流承受能力.超过最大电流时热敏电阻将会失效。热敏电阻专业术语居里温度Tc对于热敏电阻的应用来说,电阻值开始陡峭地增高时的温度是重要的,我们将其定义为居里温度.动作电流Ik流过热敏电阻的电流,足以使热敏电阻自热温升超过居里温度,这样的电流称为动作电流.热敏电阻专业术语最大工作电压Vmax最大工作电压是指在规定的环境温度下,允许持续地保持在热敏电阻上最高的电压.对同一类型而言,环境温度越高,最大工作电压值越低额定电压VN额定电压是在最大工作电压Vmax以下的供电电压.通常Vmax=VN+15%电阻式温度传感器应用流量检

8、测电阻式温度传感器应用过热保护电阻式温度传感器应用自动延时电阻式温度传感器应用恒温箱控制热电偶利用两种不同金属连接在一起，当结点处温度变化时，另两端产生电势变化的原理制成的传感器为热电偶热电效应1823年赛贝克发现，把两种不同的金属组合闭合回路，且使其两触点处温度不同，回路中就会产生电流，这个物理现象称为赛贝克效应，也称热电效应。帕尔帖效应汤姆逊效应帕尔帖效