传感器及其应用第一章解读.ppt

* 一、认识生活中的传感器 温度传感器：体温表、热电偶 接近传感器：感应灯、感应门、 声控开关、洗手龙头 一、认识生活中的传感器 汽车上的传感器：速度、油量超市红外扫码器，音乐喷泉，食品的分析仪，电动车的把车潜水艇（定位），机器人（五官），燃气报警器 一、认识生活中的传感器 火箭、卫星上有成千上万个传感器（速度、加速度、光电式、红外光等） 飞机、红外狙击枪（寻找目标） 二、传感器是集机电、微电子、 计算机为一体的综合性学科 三、传感器发展起源于人的五 官六觉 四、传感器的设计包括材料的选取、机械结构的设计、电路分析、计算机处理 §1.1 传感器的定义及组成 一、传感器的定义 传感器：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。 作用：①对电量进行测量②把非电量转化 成与其有一定关系的电量。 §1.1 传感器的定义及组成 二、传感器的组成 敏感元件：是指传感器中能直接感受（或响应）被测量的部分。 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。 转换电路：是指将无源型传感器输出的电参数量转换成电量。 §1.1 传感器的定义及组成 二、传感器的组成 （被测量、非电量）→敏感元件→易于测量的非电量→转换元件→ R、L、C电参量→转换电路→ U、I电信号 提问：电桥电路、放大器怎么画？ §1.2 传感器的分类 一、按被测量来分：物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器。 二、按工作原理来分：机械式、电气式、辐射式、流体式传感器。 三、按转换元件的能量转换来分：有源型、无源型传感器。 §1.2 传感器的分类 四、从传感器的转换原理来分：结构型、物性型、复合型。 五、按传感器与被测量之间的关系来分：能量转换型、能量控制型。 六、按传感器的输出量形式来分：模拟式、开关式、数字式传感器。 上一次课内容复习 一、举例说明你所认识的传感器。 二、传感器的定义是什么？ 三、传感器是由哪三部分组成的？ 四、传感器分为哪六大类？ §1.3 传感器的基本特性 传感器的静态特性与主要性能指标 传感器的动态特性与动态指标 §1.3 传感器的基本特性 传感器的特性：主要是指输入量x（被测量） 与输出量y之间的关系 传感器的静态特性：当输入量为常量，或缓慢变化时，输出与输入之间的关系 传感器的动态特性：当输入量随时间较快地变化时，输出与输入之间的关系 §1.3 传感器的基本特性 一、 传感器的静态特性 传感器静态特性的主要性能指标： 灵敏度、分辨力、测量范围、量程、 误差特性 §1.3 传感器的基本特性 1、灵敏度：是指稳态时传感器输出量的变化量 △ Y 与引起该变化量的输入变化量△X之比 K＝ △ Y ／△X 2、分辨力：传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量 §1.3 传感器的基本特性 3、测量范围：在允许误差范围内，传感器能够测量的下限值（Y min)到上限值（Y max)之间的范围 4、量程：上限值与下限值的差 Y＝ Y max － Y min §1.3 传感器的基本特性 5、误差特性 线性度：即非线性误差，是传感器的校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与满量程值的百分比。 迟滞：是指在相同工作条件下，传感器正行程特性与反行程特性的不一致程度。 §1.3 传感器的基本特性 5、误差特性 重复性：是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得特性曲线的不一致性。 零漂：传感器无输入（或某一输入值不变）时，每隔一定时间，其输出值偏离原示值的最大偏差与满量程的百分比。 温漂：温度每升高1℃ ，传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比。 §1.3 传感器的基本特性 二、 传感器的动态特性 传感器的动态特性依赖于传感器本身的测量原理、结构，取决于系统内部机械的、电气的、磁性的、光学等的各种参数， 本身不因输入量、时间、环境条件的不同而变化。 其标准输入有三种：正弦变化的输入， 阶跃变化的输入，线性输入。 §1.3 传感器的基本特性 三、 改善传感器性能的技术途径 传感器噪声及其减小措施 内部噪声：敏感元件、转换元件、转换电路、电源产生的噪声。（降温、屏蔽） 外部噪声：机械噪声、音响噪声、热噪声、电磁噪声、化学噪声等。（屏蔽、接地） §1.3 传感器的基本特性 三、 改善传感器性能的技术途径 改善传感器性能的技术方法 结构、材料与参数的合理选择 差动技术 平均技术 稳定性处理 屏蔽、隔离与干扰抑