传感器及应用第1章绪论

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1、2007年传感器技术讲课安排讲课总学时32。讲课时间：周1第5、6节，周4第1、2节讲课地点：二教203，二教103教师陶伯万办公室：微固楼（229）电话：83202140（办）13060074871电子邮件：taobw@uestc.edu.cn9/3/2021107传感器第1章课程任务：介绍传感器的一般特性，工作原理，不同传感器的特点及应用目前传感器的水平及发展动态教材：李科杰.现代传感器技术.北京:电子工业出版社2005主要参考资料王化祥,张淑英.传感器原理及应用.天津:天津大学出版社1999刘迎春,叶湘.传感器原理.设计与应用.长沙:国防科技大学出版社2002课件9/3

2、/2021207传感器第1章讲课内容初步安排第1章绪论第2章传感器基础理论第4章电位器、电感及电容式传感器第5章应变式传感器第6章压电式传感器第7章压阻式传感器第8章气敏、湿敏传感器9/3/2021307传感器第1章第9章热学量传感器第10章光学传感器第11章光纤传感器第12章磁传感器9/3/2021407传感器第1章考核方式平时成绩：作业、出勤情况、课堂提问等。期未考试：考试形式为闭卷，120分钟。成绩构成平时成绩：30%（作业，出勤，回答课堂提问等）期未考试：70%9/3/2021507传感器第1章2007传感器第1章绪论9/3/2021607传感器第1章1.1传感器及其

3、内涵1.1.1传感器的定义能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装制，称传感器(sensors)。能够完成被测的非电量、并转化为有确定对应关系的电量输出的装置称传感器(sensors)。传感器通常也称换能器(transducer)或探测器(detector)。9/3/2021707传感器第1章传感器又称电五官。传感器能感觉和检测到人类无法感觉或检测的信息。传感器输出的信号有不同形式：如电压、电流、频率、脉冲等。以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。目前传感器的输出信号主要是电信号，随着光电子技术的发展，传感器将来输出的量可能为光学量信

4、号。9/3/2021807传感器第1章传感器的作用是电子器件将外界的被测量转换成电(光)信号传感器外界非电量光电量电、磁、声、光、热、力、速度、位移、化学、生物…电压、电流、电荷、电阻、电容、光频、…9/3/2021907传感器第1章1.1.2传感器的组成有四部分组成：1.敏感元件主要功能、是感受被测量的变化，同时将被测量变换成易于转换成电量的某一中间变量。如膜片式压力传感器，它的敏感元件是一个弹性膜片，其作用是将压力信号转变为膜片的变形，为下一步电信号的输出做准备。9/3/20211007传感器第1章2.转换元件将敏感元件输出的中间非电量转换为可以被传感器利用的电量；主要是

5、利用某些物理的、化学的或生物的效应等来达到这一目的。如膜片式压力传感器的转换元件，利用电阻应变效应，也就是将金属导体或半导体的电阻随着它所受机械变形的大小而发生变化的原理，将弹性膜片的变形转换为电阻值的变化。9/3/20211107传感器第1章3.测量电路转换元件输出的电量常常难以直接进行显示、记录和处理，需要将其进一步变换成可直接利用的电信号，完成这一功能的是测量电路。应变式压力传感器中的测量电路是桥式电路，它可以将应变片输出的电阻值转换成一个电压信号，经放大后即可推动记录装置和显示仪表的工作。9/3/20211207传感器第1章4.辅助电源有些传感器除电路电源外，还需一辅

6、助电源提供给信号。以上4部分的联系如图1所示9/3/20211307传感器第1章1.1.3传感器的分类在大量的科学研究或生产过程中，需要测量各种物理量和化学量，例如:位移、速度、加速度、压力、温度、流量等等。为了精确测量各种非电量，常需要采用电测技术。在非电量的电测技术中，应用的传感器种类极多，不胜枚举。通常可按下列几种方法分类:9/3/20211407传感器第1章1.结构型与物性型结构性：利用敏感元件自身体积、形状、几何尺寸等的变化来实现信息获取。如应变片和电位器、电容器型等传感器。物性型：利用敏感元件自身特性（载流子浓度、迁移率、电子得失等）受外界因素而变化，以实现获取信

7、息。如热敏电阻、光电二极管、生物传感器等。9/3/20211507传感器第1章2.按能量关系、物理现象等分类如物理传感器和化学传感器。光敏电阻、热敏电阻等为物理传感器；气敏传感器、湿敏传感器和生物传感器为化学传感器。3.根据工作原理分类传感器以工作原理命名。如应变式、电容式、电感式、热电式、光电传感器等。9/3/20211607传感器第1章4.按被测量方式分类生物量；物理量；化学量。如书P8图1.4所示。9/3/20211707传感器第1章9/3/20211807传感器第1章5.按输出信号分类可分为模拟