绪论08194.ppt

自动化学院 韩贵金 2#409 教材及参考书 教材 何道清，传感器与传感器技术，科学出版社，2004 参考书 栾桂冬，传感器及其应用，西安电子科技大学出版社，2002 绪论 0.1.1 传感器与传感器技术的地位和作用 0.1.2 传感器 0.1.3 传感器技术 0.1.4 传感器与传感器技术的发展趋势 一、人机系统的机能对应关系 0.1.2 传感器 一、传感器的定义和组成 能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 敏感元件：传感器中能直接感受或响应被测量并输出与被测量成确定关系的其他量（一般为非电量）部分； 转换元件：传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号（一般为电信号）部分； 传感器技术 传感器技术是关于传感器的研究、设计、试制、生产、检测和应用的综合技术。 传感器技术的特点： 内容离散性 知识密集性 技术（工艺）复杂性 品种多样化与用途广泛性 * * 外 界 信 息 感 官 人 脑 肢 体 人 体 系 统 传感器 计算机 执行器 机 器 系 统 “机电五官” 0.1.1传感器与传感器技术的地位和作用 性能凌驾于人的感官之上： （1）测量人体无法感知的量 （3）测量范围宽、精确高、可靠性好 （2）恶劣环境下工作 例0-1：化工产品自动生产过程 1、自动检测与自动控制系统 石油、化工、电力、钢铁、机械等加工工业 设备推动力 液体或气体 检测压力或压强 进料 自动称重 按比例混合 反应容器内 液体 成品 半成品 在生产线上传输 自动控制传输速度 自动控制容器液位 测定容器中的压力体积 自动称重分装计数 二、主要应用 2、汽车与传感器 传统：行驶速度、距离、发动机旋转速度、燃料剩余量 安全：安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、汽车“黑匣子” 环保：排气循环装置、电子燃料喷射装置 3、传感器与家用电器 自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、风干器、电熨斗、电风扇、洗衣机、洗碗机、照相机、电冰箱、电视机、录像机、家庭影院 家庭自动化蓝图： 4、传感器在机器人上的应用 单能机器人：生产用的自动机械式（加工、组装、检验） 检测臂的位置和角度传感器 红旗轿车焊装生产线 隧道凿岩机器人 智能机器人：判断能力 视觉传感器、触觉传感器 足球机器人 迎宾机器人 《泰坦尼克》中用于水下探测的“邓肯”号机器人 2003年9月，全球现场直播埃及金字塔世界最古老石棺的考古挖掘进程，可能揭开古埃及金字塔内部结构之谜。 “不论是谁骚扰了法老的安宁，死神之翼将在它的头上降临。” 小机器人挑战法老咒语，代替科学家勇探胡夫金字塔内部秘道。 “金字塔漫游者”，5×1×1，地面探测雷达、超声波传感器（测石头厚度）。 5、传感器在医疗及人体医学上的应用 医用电子学 医用传感器：人体内部温度、血液、 呼吸流量、 肿瘤、心音、腔内压力、心脑电波 6、传感器与航空及航天 飞行器：控制在预定轨道上 速度、加速度、飞行距离测量 陀螺仪、阳光传感器、星光传感器、地磁传感器 周围环境、内部设备监控、本身状态 7、传感器与环境保护 环境监测仪器 温湿度、露点探头、CO2探头、大气压力传感器 湿度传感器 湿度传感器 8、传感器与遥感技术 飞机及航天飞行器：近紫外线、可见光、远红外线、微波 船舶：超声波传感器 微波 红外接收传感器 红外线分布差异 矿藏埋藏地区 地面 9、传感器在军事技术领域的应用 《美国高级将领与著名学者访谈录》陈伯江 “信息时代的军事革命”—— 美国参联会副主席欧文斯上将 “……改变那种认为军事力量主要是军舰、坦克和飞机的概念，把我们的注意力放在思考信息和电信技术所能提供的军事力量上来。这场军事革命标志着一种转变，即从重视军舰、坦克和飞机，转为重视诸如传感器这类东西的作用。” “陆军、海军、空军都将只不过是历史的产物……你也许将成立一个把所有的传感器放在一起的军种（可称之为传感器军）用于观察战场……” 三、地位及发展状况 传感器是信息采集系统的首要部件，计算机的“五官”，如果没有传感器对原始信息进行精确、可靠的捕获和转换，一切测量和控制都是不可能实现的。 1、现代测量与自动控制的首要环节 2、衡量国家综合实力的重要标志传感器与传感器技术的发展水平是衡量一个国家综合实力的重要标志，也是判断一个国家科学技术现代化程度与生产水平高低的重要依据。 3、现代信息产业的三大支柱 通讯技术、计算机技术、传感器技术 既是现代信息产业的源头，又是信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。 如果没有高度保真和性能可靠的传感器，没有先进的传感器技术，信息的准确获得与精密检测就成了一句空话，通讯技术和计算机技术也就成了无源之水，无本之木，现