传感器与检测技术-Ch0

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1、传感器与检测技术自动化与电子信息学院自动化教研室SensorandMeasurementTechnology成绩评定平时成绩30分；期末考试70分。课程性质：专业基础课（必修）基础知识定义、分类发展趋势选用原则一般特性传感器原理检测技术温度传感器磁电传感器光电传感器应变传感器电感传感器电容传感器压电传感器其他传感器多传感器融合检测电路现代检测系统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参考网站[1]传感器课程http://sensor.jlu.edu.cn[2]仪表技术与传感器http://ww

2、w.i-s.com.cn[3]传感器世界http://www.sensorworld.com.cn[4]中国传感器http://www.sensor.com.cn[5]传感器技术http://www.sensor-tech.com.cn[6]21IC中国电子网http://www.21ic.com[7]传感技术学报网http://www.cgjs.chinajournal.net.cn[8]传感器资讯网http://www.globalsensors.com.cn第0章传感器与检测技术概念传感器的组成与分类1传感器的作用

3、与地位2传感器的发展方向3检测技术的定义4检测技术的作用50.1传感器的组成与分类0.1传感器的组成与分类传感器的定义国家标准（GB7665-87）中传感器（Transducer/Sensor）的定义：传感器是能感受规定的被测量并按照一定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。①传感器是测量装置，能完成检测任务；②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等；③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，可以是气、光、电物理量，主要是电物理量；④输出输入有对应关系，且应有一定

4、的精确程度。传感器名称：发送器、传送器、变送器、检测器、探头敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。转换元件：传感器能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号部分。基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。辅助电源敏感元件转换元件基本转换电路被测量电量传感器功用：一感二传,即感受被测信息,并传送出去。0.1传感器的组成与分类0.1传感器的组成与分类最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换元件)组成，它感受被测量时直接输出电量，如能将温度转换为电压的传感器—

5、热电偶。0.1传感器的组成与分类有些传感器由敏感元件、转换元件以及转换电路组成。例如：要测量一个直线运动的汽车的加速度（规定的被测量）。可以设计一个简单的实验装置。敏感元件转换元件+—电子线路输出0.1传感器的组成与分类敏感元件转换元件转换电路被测量电量砝码m千克弹簧k转换电路加速度电量a力mama/k位移v•ma/kL有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块m是敏感元件，压电片（块）是转换元件。有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换。0.1传感器的组成与分类传感器的分类

6、：按输入量分类:位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等按工作原理分类:应变式、电容式、电感式、压电式、热电式等按物理现象分类:结构型传感器、特性型传感器按能量关系分类:能量转换型传感器、能量控制传感器按输出信号分类:模拟式传感器、数字式传感器0.1传感器的组成与分类结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。物理学中的定律一般是以方程式给出的。对于传感器，这些方程式就是许多传感器在工作时的数学模型。这类传感器的特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化

7、为基础，而不是以材料特性变化为基础。特性型传感器是利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这种法则，大多数是以物质本身的常数形式给出。这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。因此特性型传感器的性能随材料的不同而异。如，光电管，它利用了物质法则中的外光电效应。显然，其特性与涂覆在电极上的材料有着密切的关系。又如，所有半导体传感器，以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金等性能变化的传感器，都属于特性型传感器。0.1传感器的组成与分类能量控制型传感器，在信息变化过程中

8、，传感器将从被测对象获取的信息能量用于调制或控制外部激励源，使外部激励源的部分能量载运信息而形成输出信号，这类传感器必须由外部提供激励源，如电阻、电感、电容等电路参量传感器都属于这一类传感器。基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等的传感器也属于此类传感器。能量转换型传感器，又称有源型或发生器型，传