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NEW COLLEGE ENGLISH III 传感器技术 张和生 电气工程学院 Email：hszhang@center.njtu.edu.cn 传感器技术绪论 传感器的概念与例子 传感器组成与分类 发展动向 本课程的有关内容 一.传感器概念与例子 1.传感器 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是： 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 感：能感受到被测量的信息 传：并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出， 器：传感器是一种检测装置 一.传感器概念与例子 让大家设计如下问题，你们如何考虑？ 1.电梯位置控制问题，如何控制电梯，使它在层都能和地面平齐？ 2.对于卫星的电池板，如何知道它已经对上太阳光？ 3.如何知道化工厂管道中的是否有液体？ 4.自动门问题？ 一.传感器概念与例子 2 敏感元件 能够灵敏地感受被测变量并作出响应的元件。 例如 铂电阻能感受温度的升降而改变其阻值，阻值的变化就是对温度升降的响应，所以铂电阻就是一种温度敏感元件。 弹性膜盒能感受压力的高低而引起形变，形变程度就是对压力高低的响应，因此，弹性膜盒是一种压力敏感元件。 一.传感器概念与例子 对敏感元件的要求 足够灵敏； 不受或少受环境因素的影响； 输出响应与输入变量之间是线性的正比或反比关系 。 一.传感器概念与例子 3 转换元件 将敏感元件的输出转换成合适的形式。 变送器 凡能输出标准信号的传感器就称为变送器标准信号是物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。 直流电流4—20mA、空气压力20～100kPa 一.传感器概念与例子 转换器 输出为非标准信号的传感器； 转换器把非标准信号转换成标准信号 。 二传感器组成与分类 组成： 二传感器组成与分类 根据物理量的分类 位移、力、速度、温度、流量、气体成份 根据工作原理的分类 电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶 根据输出信号的性质 开关量；模拟型；脉冲或代码的数字型 二传感器组成与分类 位式作用(开关作用)和连续作用 传感器在输入变量整个变化范围内其输出响应只有两种状态。 位式作用的传感器多用于被测变量的越限报警、连锁保护、顺序控制及位式调节领域。 需要连续检测或调节某些变量时，就必须用连续作用的传感器和变送器，其各项技术指标往往有较高的要求。 二传感器组成与分类 电传送、气传送及光传送 输出信号为电量方便，很多输出响应为非电量的敏感元件往往借助各种物理效应转变为电量而构成传感器。 气传送方式多用于有压缩空气源而且周围环境有易燃易爆气体或粉尘的场所。 光传送常常和电路配合，充分利用光的抗干扰和绝缘隔离能力，以及电信号易于放大和处理的特点。 三传感器的发展 1 传感器在科技发展的重要作用 信息采集、信息传输和信息处理是信息技术的三大基础。传感器技术正是处于信息采集这一关键的环节。 现代传感技术涉及材料科学与技术、微机械技术、微电子技术、计算机技术、信号处理技术等多种学科的综合性技术。 三传感器的发展 反映国家综合国力的重要标志 三传感器的发展 2 发展动向 发现新现象 开发新材料 微细加工技术 多功能传感器 智能传感器 三传感器的发展 3. Intelligent sensor或Smart sensor 具有逻辑判断、统计处理功能。可对检测数据进行分析、统计和修正，还可进行线性、非线性、温度、噪声、响应时间、交叉感应以及缓慢漂移等的误差补偿，提高了测量准确度。 具有自诊断、自校准功能。可在接通电源时进行 开机自检，可在工作中进行运行自检，并可实时自行诊断测试以确定哪一组件有故障，提高了工作可靠性。 三传感器的发展 具有自适应、自调整功能。可根据待测物理量的数值大小及变化情况自动选择检测量程和测量方式，提高了检测适用性。 具有组态功能。可实现多传感器、多参数的复合测量，扩大了检测与使用范围。 具有记忆、存储功能。可进行检测数据的随时存取，加快了信息的处理速度。 具有数据通讯功能。智能化传感器具有数据通讯接口，能与计算机直接联机，相互交换信息，提高了信息处理的质量。 三传感器的发展 智能传感器的组成 四.关于本课程 相关课程 物理学、电路、电子技术 要求 1.掌握基本的概念和典型的应用 2.通过本课程的学习，能够综合综合能力、应用能力上有提高。 3 能够分析日常生活中用到的传感器。 四.关于本课程 如何学好本课程 1.理解＋观察＋思考+综合 2.学习做读书报告 考核 1.平时成绩（15％） 2.课程论文（20％） 3.期末考试（65％） 四.关于本课程 参考书 《传感器原理设计与应用》刘迎