《传感器原理和应用》.PDF

第1章 引言 《传感器原理及应用》 教材： 《传感器及其应用（第二版）》 栾桂冬等 西安电子科技大学出版社 课件下载： /people/lusiliang/teaching.html 第1章 引言 第1章 引言 1.1 传感器的发展和作用 1.2 什么是传感器 1.3 传感器的分类 1.4 传感器的性能和评价 第1章 引言 1.1 传感器的发展和作用 人类为了从外界获取信息, 必须借助于感觉器官。 人 类依靠这些器官接受来自外界的刺激,再通过大脑分析判 断, 发出命令而动作。 随着科学技术的发展和人类社会的 进步, 人类为了进一步认识自然和改造自然, 只靠这些感觉 器官就显得很不够了。于是, 一系列代替、 补充、 延伸人 的感觉器官功能的各种手段就应运而生, 从而出现了各种 用途的传感器。 传感器的历史可以追溯到远古时代, 公元前1000年左 右, 中国的指南针、 记里鼓车已开始使用。 第1章 引言 埃及王朝时代开始使用的天平, 一直延用到现在。 利用 液体膨胀进行温度测量在16世纪前后就已出现。 19 世纪建 立了电磁学的基础, 当时建立的物理法则直到现在作为各种 传感器的工作原理仍在应用着。 以电量作为输出的传感器， 其发展历史最短, 但是随着 真空管和半导体等有源元件的可靠性的提高,这种传感器得 到飞速发展。目前只要提到传感器, 一般是指具有电输出的 装置。 由于集成电路技术和半导体应用技术的发展, 研究开 发了性能更好的传感器。 随着电子设备水平不断提高以及 功能不断加强, 传感器也越来越显得重要。 世界各国都将传 感器技术列为重点发展的高新技术, 传感器技术已成为高新 技术竞争的核心技术之一, 并且发展十分迅速。 第1章 引言 传感器技术的发展十分迅速的原因有如下几点: (1) 电子工业和信息技术促进了传感器产业的相应发 展。 (2) 政府对传感器产业发展提供资助并大力扶植。 (3) 国防、 空间技术和民用产品有广大的传感器市场。 (4) 在许多高新技术领域可获得用于开发传感器的理 论和工艺。 从市场来看, 力、 压力、 加速度、 物位、 温度、 湿 度、 水分等传感器将保持较大的需求量。 传感器的市场 结构如表1.1所示。 第1章 引言 表 1.1传感器市场结构 第1章 引言 近年来, 由于微电子技术、 微机械加工技术、 纳米技 术的迅速发展, 传感器领域的主要技术也将在现有基础上 予以延伸和提高: （1）微机械加工技术（MEMT ）和纳米技术将得到高 速发展。 采用MEMT制作的传感器和微系统, 具有体积微 小、 低成本、 高可靠性等独特的优点。 （2 ）新型敏感材料将加速开发, 微电子、 光电子、 生 物化学、 信息处理等各学科的互相交叉、 渗透和综合利 用, 将会研制出一批新颖、 先进的传感器。 （3 ）敏感元件与传感器的应用领域将得到新的开拓, 二次传感器和传感器系统的应用将大幅度增长。 第1章 引言 展望未来, 传感器将向着小型化、 集成化、 多功能化、 智能化和系统化的方向发展, 由微传感器、 微执行器及信 号和数据处理器总装集成的系统越来越引起人们的广泛关 注。 传感器市场将会迅速发展, 并会加速新一代传感器的 开发和产业化。 第1章 引言 1.2 什么是传感器 传感器是与人的感觉器官相对应的元件。 国家标准GB 7665-87对传感器下的定义是: “能够感受规定的被测量并