传感器绪论课程.ppt

军事战斗力 “物化法官” * */28 * */28 传感器与检测技术 Sensor and Detection Technology 朱启兵 zhuqib@163.com 传感器与检测技术 1.课程性质 本课程是一门重要的综合性较强的专业课程。 重要性 （1）科学发展的必然趋势是信息化 （2）信息化的基础是信息技术 综合性 （1）信息的综合性 力信息、速度信息、热信息、电信息等。 （2）学科的综合性 材料力学、电子技术、物理理论、 信号处理技术、测试计量技术、误差理论等。 传感器与检测技术 2.课程目的 掌握传感器技术的基本概念和常用的传感器的工作原理、结构、特性及其应用。 根据被测量的特点及测量要求，具有选择适当传感器的能力。 具有组成自动检测系统的能力。 对检测系统中的技术问题具有一定的处理能力。 传感器与检测技术 3.课程内容 本课程主要介绍工业自动化等领域中常见物理量(压力、应变、位移、加速度、温度等）的传感器测量原理、测量电路原理和信号分析方法。 传 感 器 基 础 智 能 仪 器 工 程 应 用 传 感 器 原 理 信号处理 传感器与检测技术 4.教材与参考资料 教材：传感器与检测技术，徐科军等，电子工业出版社 参考资料： （1）传感器原理及应用，王化祥等，天津大学出版社 （2）非电量电测技术，严钟豪等，机械工业出版社 （3）其它参考资料 5. 考核方式 考试70%+平时（15%）+实验（15%） 传感器与检测技术 第0章 绪论 一、传感器基本概念与物理定律 二、传感器的构成及分类 三、传感器技术的地位和作用 四、传感器技术的发展趋势 传感器与检测技术 第0章 绪论 一、传感器基本概念与物理定律 （1）什么叫传感器（Transducer/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或装置（GB7765-87）。 传感器是测量装置，能完成检测任务。 它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等。 输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等等。主要是电量。 输入输出有对应关系，且应有一定的精确度。 不同领域有不同的名称，定义是不断发展的。 第0章 绪论 一、传感器基本概念与物理定律 （2）什么叫传感器技术？ 传感器技术是一个以传感器为核心，汇聚物理,化学,材料,器件,机械,电子,生物工程等多类型交叉学科，涉及传感检测原理,传感器件设计,传感器开发和应用的综合技术 。 第0章 绪论 一、传感器基本概念与物理定律 (3)传感器的物理定律 守恒定律：包括能量,动量,电荷量等守恒定律 场的定律：包括动力场的运动定律,电磁场的感应定律等,其作用与物体在空间的位置及分布状态有关。 结构型传感器（电感、磁电、电容等），性能受传感器的形状、尺寸影响。 物质定律：它是表示各种物质本身内在性质的定律,如虎克定律,欧姆定律等，通常以这种物质所固有的物理常数加以描述。 物性型传感器（压电、压阻、光敏、热敏等）,性能受物质的固有物理常数影响. 统计法则：它是把微观系统与宏观系统联系起来的物理法则.这些法则常与传感器的工作状态有关. 第0章 绪论 二、传感器的构成及分类 （1）传感器的典型组成及功能框图 与被测量成确定关系的有用非电量 转换成电参量 转换成电量输出 具体构成方法与被测对象、转换原理、测试环境等具体要求有关。 第0章 绪论 二、传感器的构成及分类 （2）传感器的基本构成形式（6种） （a）自源型 特点：①不需要外能源；②其敏感元件具有从被测对象直接吸取能量，并转换成电量的效应； ③输出能量较好。 例：热电偶，压电器件等 （b）辅助能源型（能量转换型） 为转换元件外加辅助能源构成的型式。 辅助能源起激励作用,可以是电源也可以是磁源。 特点：不需要转换电路就有较大的电量输出。 例:某些磁电式和霍尔等电磁感应式传感器。 第0章 绪论 二、传感器的构成及分类 （2）传感器的基本构成形式（6种） （c）外源型（能量控制型） 特点: ①由利用被测量实现阻抗变换的转换元件构成 ②它必须通过带外电源的变换(测量)电路.才能获得电量输出. 例：电阻、电感、电容、热敏、气敏等传感器 第0章 绪论 二、传感器的构成及分类 （2）传感器的基本构成形式（6种） （d）补偿型 相同敏感元件补偿型 差动结构补偿型 不同敏感元件补偿型 应变测量 差动变压器