传感器的初步认知.ppt

《传感器的初步认知.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、传感器及应用课程教学目标与方法●了解传感器的基本概念。●掌握常用传感器的原理、结构、特性和用途，能正确选用传感器。●理解传感器的信号处理方法和测量电路、抗干扰技术及数据采集系统的组成方法。●掌握常用传感器的技术特性及其使用、安装和调整方法。●本课程应采用理论与实践相结合的教学方法，重点理解传感器的原理与特性，掌握传感器的选用、安装与调整技能。传感器的初步认知●1.1传感器的定义与作用●1.2传感器的组成与分类●1.3传感器的基本特性●1.4传感器的测量误差与准确度●1.5传感器中的弹性敏感元件要点：1.传感器的作用、类型及基本特性2

2、.传感器的误差与准确度3.弹性敏感元件的作用与类型1.1传感器的定义与作用1.1.1传感器的定义与作用传感器就是利用物理效应、化学效应、生物效应，把被测的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的器件或装置。图1-1人机对应关系外界信息五种感官人脑四肢等传感器电子计算机执行器1.1.2传感器的作用和应用领域1.传感器的作用如图1-1所示,人们把传感器比作人的五种感觉器官，但在诸如高温、高湿、深井、高空等环境及高精度、高可靠性、远距离、超细微等方面是人的感官所不能代替的。传感器的作用可包括信息的收集、信息数据的交换及控制信息的采集三大

3、内容。通过传感器对自然界的各种物质信息进行采集。2.传感器的应用领域如图1-2所示,传感器是任何一个自动控制系统必不可少的环节。如今，传感器的应用领域已涉及到科研、各类制造业、农业、汽车、智能建筑、家用电器、安全防范、机器人、人体医学、环境保护、航空航天、遥感技术、军事等各个方面，人们已经离不开各种各样的传感器了。传感器显示与记录设备输出接口计算机输入接口控制设备控制对象图1-2微机化检测与控制系统的基本组成3.传感器在国民经济中的地位传感器技术对现代化科学技术、现代化农业及工业自动化的发展起到基础和支柱的作用，在世界各国也已成为一

4、种重要产业。可以说“没有传感器就没有现代化的科学技术”；没有传感器也就没有人类现代化的生活环境和条件。传感器技术已成为科学技术和国民经济发展水平的标志之一。1.2传感器的组成与分类被测非电量输出电量敏感元件转换元件转换电路图1-3传感器的组成辅助电源从功能上讲，传感器通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成，如图1-3所示。1.2.1传感器的组成敏感元件是指传感器中能直接感受（或响应）被测量的部分。在完成非电量到电量的变换时，并非所有的非电量都能利用现有手段直接转换成电量，往往是先变换为另一种易于变成电量的非电量，然后再转换成电量。如

5、传感器中各种类型的弹性元件，常被称为弹性敏感元件。转换元件是指能将感受到的非电量直接转换成电量的器件或元件。如光电池将光的变化量转换为电动势，应变片将应变转换为电阻量等。转换电路是指将无源型传感器输出的电参数量转换成电量。常用的转换电路有电桥电路，脉冲调宽电路，谐振电路等，它们将电阻、电容、电感等电参量转换成电压、电流或频率。实际上，有些传感器的敏感元件可以直接把被测非电量转换成电量输出，如压电晶体、光电池、热电偶等。通常称它们为有源型传感器。辅助电源为无源传感器的转换电路提供电能。1.2.2传感器的分类传感器几种常用的分类方法：1

6、.按输入量(被测对象)分类输入量即被测对象，按此方法分类，传感器可分为物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器三大类。例如，物理量传感器又可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器等等。这种分类方法给使用者提供了方便。2.按转换原理分类从传感器的转换原理来说，通常分为结构型、物性型和复合型三大类。结构型传感器是利用机械构件(如金属膜片等)在动力场或电磁场的作用下产生变形或位移，将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量，它是利用物理学运动定律或电磁定律实现转换的。物性型传感器是利用材料的固态物理特性及其各种物理、化学效应（即物

7、质定律，如虎克定律、欧姆定律等）实现非电量的转换。它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。例如：电阻式、电感式、电容式、压电式、光电式、热敏、气敏、湿敏、磁敏等等。复合型传感器是由结构型传感器和物性型传感器组合而成的，兼有两者的特征。这种分类方法清楚地指明了传感器的原理，便于学习和研究。3.按输出信号的形式分类按输出信号的形式，传感器可分为开关式、模拟式和数字式。4.按输入和输出的特性分类按输入和输出特性，传感器可分为线性和非线性两类。5.按能量转换的方式分类按转换元件的能量转换方式，传感器可分为有源型和无源型两类。有

8、源型也称能量转换型或发电型，它把非电量直接变成电压量、电流量、电荷量等，如磁电式、压电式、光电池、热电偶等。无源型也称能量控制型或参数型，它把非电量变成电阻、电容、电感等量。按上述后3种分类方法进行分类便于选择测量电路。1.3传感器的