传感器与检测技术配套教学课件ppt俞云强课件传感器与检测技术 教学课件 ppt 作者 俞云强课件 项目八 传感检测新技术.ppt

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1、项目八传感检测新技术学习目标1．了解智能传感器的概念、功能和特点。2．了解智能传感器的组成和实现途径。3．了解智能压力传感器和智能温度传感器。4．了解生物传感器的基本知识。5．了解常用生物传感器的应用。6．了解微机电系统。7．了解微型传感器及应用。本章任务任务一智能传感器及应用任务二生物传感器及应用任务三微型传感器及应用一、智能传感器的概念“一种带微处理器并具有检测、判断、处理、记忆、思维等功能的传感器”。智能传感器（SmartSensor或IntelligentSensor）是将传统传感器与微处理

2、器结合，实现一定数据处理能力，并具有自检、自校、自补偿功能的新一代传感器，它将“感知”和“认知”结合起来，起到了人的五官的作用。任务一智能传感器及应用二、智能传感器的功能与特点（一）智能传感器的功能1．自校准功能2．自诊断功能3．检测数据自动处理功能4．软件组态功能5．信息存储和记忆功能6．双向通信和数字输出任务一智能传感器及应用二、智能传感器的功能与特点（二）智能传感器的特点2．高可靠性与高稳定性3．高信噪比与高分辨率4．自适应性强5．高性价比1．高精度任务一智能传感器及应用三、智能传感器的组成被

3、测量传感器微处理器信号调理通信接口智能传感器组成框图任务一智能传感器及应用四、智能传感器的实现1．模块化实现将传统传感器、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器等模块装配在同一壳体内.任务一智能传感器及应用模块化智能传感器框图四、智能传感器的实现2．集成化实现采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺技术，利用半导体硅材料制作敏感元件，将信号调理电路和微处理器等器件集成在一块芯片上构成的。任务一智能传感器及应用集成智能传感器外形图四、智能传感器的实现3．混合实现将智能传感器的各个环节，如敏感单元、信号调

4、理电路、微处理器单元、数字总线接口等，以不同的组合方式集成在两块或三块芯片上，并装在一个外壳里构成的。任务一智能传感器及应用五、智能传感器的应用（一）智能压力传感器同时检测出差压、静压和温度信号，并经自动处理后输出实际压力信号。ST-3000系列智能压力传感器原理框图任务一智能传感器及应用五、智能传感器的应用（二）DS18B20智能温度传感器①供电电压扩大为3.0~5.5V；②3引脚PR-35封装或8引脚小外形集成电路封装；③应用中不需要外部任何元器件即可测温；④测温范围在-55~125℃之间，测温

5、不确定度可达0.5℃；⑤数字温度计的分辨率用户可从9~12bit选择；⑥用户可自设定非易失性的温度报警上下限值；⑦具有电源反接的保护电路。任务一智能传感器及应用五、智能传感器的应用（二）DS18B20智能温度传感器DS18B20内部结构示意图任务一智能传感器及应用任务一智能传感器及应用五、智能传感器的应用（二）DS18B20智能温度传感器DS18B20测温原理框图任务一智能传感器及应用五、智能传感器的应用（二）DS18B20智能温度传感器DS18B20组成的小型测温网络任务二生物传感器及应用一、生物

6、传感器概述（一）生物传感器的定义利用各种生物体成分，如酶、抗体、抗原、激素等或生物体本身，如细胞、细胞体等，把它们作为传感器的敏感材料固定在高分子人工膜等固定载体上，用于检测和设别被测生物体内的化学成分，并通过一种合适的换能器将其产生的物理量、化学量的变化转换成电信号。任务二生物传感器及应用一、生物传感器概述（二）生物传感器的特点（1）分析速度快。主要在无试剂条件下操作，可以在较短的时间内得到结果。（2）准确度高和灵敏度高，一般相对误差不超过1%。由于生物敏感膜的高度特异性和灵敏度，因此能检测一些含

7、量极低的检测对象。（3）操作较简单，能连续在线检测，容易实现自动分析。（4）专一性强，只对特定的底物起反应，且不受颜色、浊度的影响。（5）经固化处理后，能长期保持其生理活性，传感器可反复使用。（6）检测信息以电信号方式直接输出，容易实现检测自动化。（7）使用寿命较短。任务二生物传感器及应用一、生物传感器概述（三）生物传感器的分类生物传感器的分类序号生物传感器生物敏感膜生物活性材料1酶传感器酶膜各种酶类2微生物传感器微生物膜各种微生物3细胞器传感器细胞器膜线粒体、叶绿体4免疫传感器免疫功能膜抗体、抗原

8、5组织传感器组织膜动植物组织切片任务二生物传感器及应用一、生物传感器概述（四）生物传感器的应用生物传感器在医疗检验、环境监测、食品工业、生物工程、农业、畜牧业等领域任务二生物传感器及应用二、生物传感器的基本原理生物传感器由生物敏感膜和物理-化学变换器两部分组成。生物敏感物质附着于膜上或包含于膜之中（称为固定化），当被测物经扩散进入生物敏感膜层，发生物理、化学变化，经分子识别，由相应的物理-化学变换器转换成定量的、可传输和处理的电信号。任务二生物传感器及应用三、酶传感器