传感器组成与分类解读.ppt

检测技术含义 自动检测（控制）系统的组成 第一讲　传感器的基本知识 一、传感器的定义 二、传感器的组成 三、传感器分类 四、传感器的特性 （一）传感器的静态特性 1、线性度 2、迟滞现象 3、重复性 4、灵敏度 5、分辩率与阈值 练习　　 　　　有一位移测量系统，对位移在0～5mm的范围进行了两个循环的测量，测量数据如下： （二）传感器的动态特性 2、动态特性 1、阶跃响应 2、频率响应特性 * * 　　检测技术就是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性的了解和定量的掌握所采取的一系列技术措施。 　　主要作用： 1)检测技术是产品检验和质量控制的重要手段。 2)检测技术在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用。 3)检测技术和装置是自动化系统中不可缺少的组成部分。 4)检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步。 传感器 测量电路 输出单元 被测量 传感器：把被测非电量转换成为与之有确定对应关系，且便于应用的某些物理量（通常为电量）的测量装置。 测量电路：把传感器输出的变量变换成电压或电流信号，使之能在输出单元的指示仪上指示或记录仪上记录；或者能够作为控制系统的检测或反馈信号。 输出单元：指示仪、记录仪、累加器、报警器、数据处理电路等。 本课程重点讲述传感器相关知识 【问题】 1.电饭煲为什么能自动加热和保温而不会使饭烧焦？ 2.电冰箱、空调为什么可以自动控制电机的运转而保持恒温？ 3.全自动洗衣机为什么可以自动完成洗衣过程？ 4.电梯门为什么不夹人？ 5.感应水龙头为什么会自动出水？ 6.数码相机为什么能实现拍照？ ………… 这一切，都要归功于传感器技术的发展和应用。 　　传感器（Sensor）：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置。 　　传感技术、信息技术与计算机技术是现代信息产业的三大支柱。 　　“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认。科学技术越发达、自动化程度越高，对各种传感器的需求越大。 　　传感器是人类五官的延长，是获取信息的主要途径与手段。没有传感器，现代化生产就失去了基础。 　　从茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 　　简单讲传感器就是将非电量转换成电量的装置。也称：发送器、传送器、变送器、检测器、换能器等等。 温度传感器 红外线传感器——无接触测量 辅助环节 敏感元件 转换元件 调节转换电路 电量 被测量 　　敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他物理量的部分。敏感元件主要作用是进行预变换。即将被测非电量预先变换为另一种易于变换成电量的非电量。 　　转换元件：把敏感元件的输出转换成电量。 　　信号调节转换电路：把转换元件输出的电信号转换为便于显示记录、处理和控制的电信号（通常为电压或电流）的电路，常称为测量电路。该部分主要对信号进行各种形式的处理，如电平变换、放大、滤波、调制、A/D、D/A变换等等。 　　　辅助环节：主要是电源等 　电阻式压力传感器：由薄壁圆筒及电阻应变片组成。其中敏感元件是薄壁圆筒，转换元件是电阻应变片 　但是也可以将电阻应变片看成是一个传感器。此时，应变片既是敏感元件，又是转换元件。 　传感器可以大到一个复杂系统，包含了机械构件、电路系统等等。也可以小到只是一个小小的元件。 　即：若敏感元件输出的直接是电量，则敏感元件与转换元件合二为一。 思考：指出下两例的敏感元件及转换元件。 按构成原理分 1、结构型传感器――利用物理学定律构成。其性能与构成材料关系不大，但与其结构的几何尺寸有密切关系。如电容式传感器、电感式传感器等等。 2、物性型传感器――利用物质的某些客观属性构成的。其性能与构成材料的不同而有明显的区别。这类传感器构成材料的物理特性、化学特性或生物特性直接敏感于被测非电量。如各种半导体传感器。 按工作原理分――电容式、电感式、压电式、热电式等。 按输出信号分――数字式传感器、模拟式传感器。 按能量的关系分 1、有源传感器（发电型）――能将非电能量转换为电能量。如压电晶体、光电池。 2、无源传感器（参量型）――被测非电量仅对传感器中的能量起控制作用。如电阻式传感器、电容式传感器等。 　　静态特性是当被测量不随时间变化或变化很慢时，传感器的输入－输出特性。表示它们之间关系的是一个不含时间变量的代数方程。如气温测量、长度测量等 　　动态特性是当被测量随时间变化很快时，传感器的输入－输出特性。表示它们之间关系的是一个含有时间变量的微分方程，即输入、输出均是一个随时间变化的函数。如振动测量 。 　传感器的输出－输入特性体现了被测未知量与传感器输出量之间的关系，很显然这是传感器基本的特性。传感器的特性一般分为静态特性和动态