机器人传感器-全套PPT课件.pptx

《机器人传感器》第1章 传感器检测基础知识与检测技术 课程的要求课堂要求第一点：上课不迟到，中间不溜号，下课不早退第二点：课前做好预习，课中认真听课，及时互动，课后认真完成作业第三点：和老师做好沟通考试过程项目展示平时作业上课提问实验课堂签到你 的 拥有！ 本学期项目应用机器人 本学期项目应用机器人 前 言学习目标掌握传感器的误差与标定方法；了解传感器的定义、作用、组成、分类和基本特点；了解机器人与传感器的发展历史及未来发展趋势。 1 传感器的定义和特点2传感器的组成和分类3 传感器的特性分析4传感器的误差与标定5 机器人与传感器的发展趋势目录 CONTENTS 各种传感器检测使用场景 各种传感器检测使用场景 各种传感器检测使用场景 各种传感器检测使用场景 各种传感器检测使用场景 各种传感器检测使用场景 什么是传感器？演员在舞台上演唱时要用传声器（话筒），传声器就是把声波（机械波）转换成电信号的传感器。传感器是指按照一定的规律，将够感受到的规定被测量，转换成可用输出信号的器件或装置。简而言之，传感器就是一种将外界信号转换成电信号的装置。具体地说，传感器是一种检测装置，能够感受诸如位移、速度、力、温度、湿度、流量、光、化学成分等非电量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电量，或转换成电路的通断，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 传感器的定义1.1 传感器的定义和特点被测量电量 70% 传感器的特点表现在知识密集程度高、涉及多学科知识、技术复杂、工艺要求高、功能优、性能好、品种繁多、应用广泛等诸多方面。 表1-1中列出了部分传感器的输入量与输出量及其转化原理。从表中能够看到，传感器就是利用物理效应、化学效应、生物效应，把被测量的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的器件或装置。1.1.2传感器的特点表1-1 传感器的输入量与输出量及其转换原理输入量转换原理输出量物理量机械量几何学量长度、位移、应变、厚度、角度、角位移物理定律或物理效应电量（电压或电流）运动学量速度、角速度、加速度、角加速度、振动、频率、时间力学量力、力矩、应力、质量、荷重流体量压力、真空度、流速、流量、液位、黏度温度温度、热量、比热湿度湿度、露点、水分电量电流、电压、功率、电场、电荷、电阻、电感、电容、电磁波磁场磁通、磁场强度、磁感应强度光光度、照度、色、紫外光、红外光、可见光、光位移放射线X、α、β、γ 射线化学量气体、液体、固体分析、pH、浓度化学效应生物量酶、微生物、免疫抗原抗体生物效应 1.2 传感器的组成和分类组成：输出量为电量的传感器，一般由敏感元件、传感元件、测量转换电路三部分组成。其中敏感元件和转换元件可能合二为一，而有的传感器不需要辅助电源。传感器组成框图被测量输出量辅助电路敏感元件转换元件测量电路另一非电量电信号可用电信号 1.2.1 传感器的组成敏感元件：它是直接感受被测量，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：转换元件又称变换器，能将敏感元件感受到的与被测量成确定关系的非电量转换成电量的器件。测量电路：把转换元件输出的电信号变换成为便于记录、显示、处理和控制的有用电信号的电路，又称“信号调理电路”。被测量输出量辅助电路敏感元件转换元件测量电路另一非电量电信号可用电信号 1.2.1 传感器的组成物品的重量悬臂梁形变应变片形变电阻值变化悬臂梁应变片电阻的应变效应 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转换时，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。如光电池将光的变换量转换为电动势，应变片将应变转换为电阻等。转换电路是指将无源形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、放大器、振荡器、阻抗变换器、脉冲调宽电路等，它们将电阻、电容、电感等电参数转换成电压、电流或频率等电量。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。1.2.1 传感器的组成 1按输入量分类2按转换原理分类3按输出信号的形式分类4按输入和输出的特征分类5按能量转换的方式分类1.2.2传感器的分类6按应用范围分类7按新型传感器分类 1.按输入量分类输入量即被测对象，按此方法分类，传感器又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。其中，物理量传感器又可分为温度传感器，压力传感器和位移传感器等。这种分类方法给使用者提供