哈尔滨工业大学传感技术课程-2016版.pptVIP

机电模拟 F k c m L R C E 机械系统模型 电路系统模型 机电模拟 机电模拟， F-E；v-I 进一步抽象成信号流程图 F I E v Ym Ze —— 汇节点 —— 源节点 —— 半源半汇节点 激励信号：F；I响应信号：v；E 其它形式的流程图 逆转支路的传输值取倒数 指向逆转支路的传输值取负数 F-v支路逆转、I-E支路逆转 激励信号： v；E 响应信号： F；I F I E v Zm Ye F-v支路逆转、I-E支路不变 激励信号： v；I 响应信号： F；E F I E v Zm Ze 参数计算 机械端口可以看作如图所示 F k c m 参数计算 忽略电容 复习题 简述传感器的地位和作用。 简述传感器的定义,传感器还有哪些其它叫法？ 传感器有哪些环节组成？各有何作用？哪些环节是必需的？举例说明之 传感器按结构分类可以分成那两种类型？ 简述传感器的发展趋势。 什么是模型？如何建立一个模型？ 以电动式动态力测力传感器为例，建立其四端网络、信号流程图和数学模型。 谢谢! 传感技术 赵学增 机电工程学院 2015.03.03-2015.05.03 教材： 《现代传感技术基础及应用》 赵学增等 清华大学出版社 绪论 传感器的地位与作用 传感器的定义 传感器的组成 传感器的分类 对传感器的一般性要求 传感器的发展方向 一、传感器的地位与作用 地位 机械——人类的体力的延伸 计算机——人类智力的延伸 传感器——人类感知力的延伸 电五官：视、听、嗅、味、触5 “觉” 视觉：显微镜的发明，望远镜的发明 听觉：超声、次声波 应用 高新技术领域：阿波罗 2077个传感器 现代生产技术领域：化工生产线、数控机床 日常生活领域：家电、汽车 基础科学研究领域： 一、传感器的地位与作用 基础科学领域：探索极限 距离、时间、温度、压力、磁场等 传感器的发展推动着生产和科技的进步，生产和科技的进步反过来也要求和支持着传感器的发展和进步 现代信息产业的三大技术支柱 传感技术—感官 网络技术—神经 计算机技术—大脑 传感器与其它学科的关系 “伴生”关系 二、传感器的定义 传感器在国内外的一些叫法 国外 Transducer, Sensor, Transduction Element, Converter, Gauge, Transponder, Transmitter, Detector, Pick-up, Probe, X-meter. 国内 传感器、换能器、变换器、敏感器件、 探测器、检出器、检测器， ××计（如加速度计）。 传感器的定义 传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定关系的、便于应用的某种物理量的测量器件或装置。 上述定义包含了以下含义： 传感器是测量装置，能完成检测任务； 其输入量是某种被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等； 其输出量是某种便于传输、转换、处理和显示的物理量，如气、光、电量等，目前主要是电量 输出量与输入输入有对应关系，并且具有一定的精确度。 敏感元件 转换元件 转换电路 辅助电源 传感器的组成框图 三、传感器的组成 一般由敏感元件和转换元件2部分组成 有时还有转换电路和辅助电源2部分 被测量 电参量 电量 另一量 传感器的组成 敏感元件：能直接感受或响应被测量，并输出与之成确定关系的某一另类物理量。 转换元件：将敏感元件的输出转换为电参量。 转换电路：把转换元件输出变为易于处理、显示、记录、控制的信号。既可以和敏感元件作在一起，也可分开。 辅助电源：提供传感器正常工作所需能量的电源部分，它有内部供电和外部供电2种形式。 传感器的组成 弹性体1为敏感元件，它感受被测力F并将它转换成应变； 电阻应变片2是转换元件，它将弹性体输出的应变转换成电阻值的变化； 电桥3是转换电路，它将电阻值的变化转换成电压U输出； 电源4是辅助电源，它为电桥供电。 3-电桥 4-电源 1-弹性体 2-应变片 U F 电磁式压力传感器 大气压 Pa 被测气压 P 1-壳体 4-线圈 2-膜盒 3-磁芯 6-电源 5-交流电桥 电量 敏感元件：膜盒，P-x 转换元件: 磁芯、线圈,x-L 转换电路: 交流电桥，L-V 辅助电源: 电源 传感器的组成 实际上，有些传感器并不能明显区分敏感元件和转换元件两个部分，而是二者合为一体。如图所示的热电偶 T To B A 四、传感器的分类 分类方法 传感器的种类 说 明 按依据的效应分类 物理传感器 化学传感器 生物传感器 基于物理效应，如光、电、声、磁、热效应；基于化学效应，如化学吸附、选择性化学反应等；基于生物效应，如基于酶、抗体、激素等分子识别和选择功能的生物传感器 按工作原理分类 应变式、电容式、电感式、电磁式、压电式