第章传感器基础.ppt

第二章传感器概述 传感器的基本概念 传感器的组成和分类 传感器的基本特性 掌握传感器的基本概念 了解传感器的组成和分类 理解传感器的基本特性 什么是传感器？ 在我们日常生活中，使用着各种各样的传感器 电冰箱、电饭煲中的温度传感器; 空调中的温度和湿度传感器; 煤气灶中的煤气泄漏传感器; 水表、电表、电视机和影碟机中的红外遥控器; 照相机中的光传感器; 汽车中燃料计和速度计等等，不胜枚举。 人体系统和机器系统比较 眼（视觉） 耳（听觉） 鼻（嗅觉） 皮肤（触觉） 舌（味觉） 如果用机器完成这一过程，计算机相当人的大脑，执行机构相当人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。 传感器好比人体感官的延长，有人又称“电五官”。 传感器定义 广义： 　传感器是一种能感觉外界信息（物理、化学、生物），并按一定规律将这些信息转换成某种可用信号输出的器件和装置。 狭义： 　能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 国家标准（GB7665—87）对传感器定义： 能够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和装置。 传感器定义含义： 它是能够完成提取外界信息任务装置； 传感器的输入量通常是指非电量，如物理量、化学量、生物量等；而输出量则是便于传输、转换、处理、显示等的物理量，主要是指电量信号。如电容式传感器的输入可以是压力、位移、速度等非电量信号，输出则是电压信号。 传感器的输出量与输入量之间存在确定的关系。 传感器的组成 传感器由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成。 转换元件是核心，决定传感器的工作原理 注：并不是所有的传感器都有三部分组成。 如热电偶的敏感元件同时承担了转换元件的功能，所以它只有两部分。 传感器图表示方法－国标GB/T14479-93 几个典型传感器的图形符号 电容式压力传感器 压电式加速度传感器 电位器式压力传感器 传感器的分类 ２）按传感器的输出信号分类 模拟传感器 数字传感器 ３）按传感器的结构分类 结构型传感器 物性型传感器 复合型传感器 ４）按传感器的功能分类 单功能传感器 多功能传感器 智能传感器 ５）按传感器的转换原理分类 机—电传感器 光—电传感器 热—电传感器 磁—电传感器 电化学传感器 6）按传感器的转换能量供给形式分类 能量变换型传感器 能量控制型传感器 国标制定的传感器分类体系表 国标制定的传感器分类体系表将传感器分为：物理量、化学量、生物类传感器三大门类； 含12个小类：力学量、热学量、光学量、磁学量、电学量、声学量、射线、气体、离子、温度传感器以及生化量、生理量传感器。 各小类按两个层次又分若干品种 传感器技术的作用和地位 构成现代信息技术的三大支柱之一 传感器技术（信息采集）； 通信技术 （信息传输）； 计算机技术（信息处理）； 它们在信息系统中分别起到 “感官”、“神经”和“大脑”的作用。 在利用信息的过程中首先要解决获取准确可靠的信息，而传感器是获取信息的主要途径和手段。 无线传感器网络在森林火灾中的应用 传感器广泛用于工业、农业、商业、交通、环境监测、医疗诊断、军事科研、航空航天、现代办公设备、智能楼宇和家用电器等领域，是构建现代信息系统的重要组成部分。 有关数据：阿波罗宇宙飞船用了1218个传感器；一个电站需要5000台… 在基础学科研究中，传感器更有突出的地位。宏观上的茫茫宇宙、微观上的粒子世界、长时间的天体演化、短的瞬间反应。超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、弱磁场等极端技术研究。传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。 现代工业生产尤其是自动化生产过程中，需要用各种传感器监视和控制生产过程的各个参数，传感器是自动控制系统的关键基础器件，直接影响到自动化技术的水平。 传感器具有的作用和功能 测量与数据采集 检测与控制 诊断与监测 辅助观测仪器 资源探测 环境保护 医疗卫生 家用电器 …… 未来世界是个充满传感器的世界，还会有： 智能房屋（自动识别主人，太阳能提供能源） 智能衣服（自动调节温度） 智能公路（自动记录公路的压力、温度、车流量） 智能汽车（无人驾驶、卫星定位） 智能…… 传感器已渗透到宇宙开发、海洋探测、军事国防、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、商检质检、甚至文物保护等等极其广泛的领域。可以毫不夸张地说：几乎每个现代化项目，以至各种复杂工程系统，都离不开各种各样的传感器。 由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国十分重视这一领域的发展。 传感器现状－全球现状 据统计目前全世界约有40个国家从事传感器