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学习单元一.工程机械传感器基本知识（1） 《工程机械传感器》课程 主讲人：易磊 工程机械传感器的引入 人通过五官（视、听、嗅、味、触）接受外界的信息，经过大脑的思维（信息处理），作出相应的动作。 而用计算机控制的自动化装置来代替人的劳动，则可以说电子计算机相当于人的大脑（一般俗称电脑），而传感器则相当于人的五官部分（“电五官” ）。 身体与机器人的对应关系 传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段。 传感器的定义和组成 1.2 工程机械传感器概述 传感器的作用和重要性 1 2 传感器的分类及要求 3 传感器开发的新趋势 4 工程机械传感器概述 一、传感器的作用 传感器实际上是一种功能块，其作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。 第一节 传感器的作用和重要性 工程机械传感器概述 传感器所检测的信号显著地增加，因而其品种也极其繁多。为了对各种各样的信号进行检测、控制，就必须获得尽量简单易于处理的信号，这样的要求只有电信号能够满足。电信号能较容易地进行放大、反馈、滤波、微分、存贮、远距离操作等。 工程机械传感器概述 总结： 因此作为一种功能块地传感器可狭义的定义味：“将外界的输入信号变换为电信号的一类元件。”如下图所示： 传感器 来自外界的信号 电信号 工程机械传感器概述 二、传感器的重要性 作为人脑的一种模拟的电子计算机的发展极为迅速，可是起五种感觉模拟作用的传感器却发展很慢，因而如果不进行传感器的开发，现在的电子计算机将不能适应实际需要。现代社会要求传感器、电子计算机和执行器三者都能相互协调才行。 这样，传感器就成了现代科学的中枢神经系统，它日益受到人们的普遍重视，这已成为现代传感器技术的必然趋势。 工程机械传感器概述 三、传感器的应用： 传感器技术在工业自动化、军事国防和以宇宙开发、海洋开发为代表的尖端科学与工程等重要领域有广泛应用。 同时，它正以自己的巨大潜力，向着与人们生活密切相关的方面渗透；生物工程、医疗卫生、环境保护、安全防范、家用电器、网络家居等方面的传感器已层出不穷，并在日新月异地发展。 工程机械传感器概述 一、传感器的定义 定义： 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。 第二节 传感器的定义和组成 工程机械传感器概述 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对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。 其包含一下几个方面的意思： 传感器是测量装置，能完成检测任务 它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等 工程机械传感器概述 输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电，但主要是电量。 输入输出有对应关系，且应有一定的精确度。 工程机械传感器概述 二、传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成： 电路 被测量 敏感元件 转化元件 转换电路 注：有的书上不包括虚线后部分 工程机械传感器概述 敏感元件（Sensitive element）：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 转换元件（Transduction element）：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。 转换电路（Transduction circuit）：将转换电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。 工程机械传感器概述 有些传感器很简单，仅由一个敏感元件（兼作转换元件）组成，它感受被测量时直接输出电量。如热电偶。 有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路。 有些传感器，转换元件不止一个，要经过若干次转换。 工程机械传感器概述 一、传感器的分类 传感器种类繁多，目前常用的分类有两种： 以被测量来分 以传感器的原理来分 第三节 传感器的分类及要求 工程机械传感器概述 被测量类别 被???? 测???? 量 热工量 温度、热量、比热；压力、压差、真空度；流量、流速、风速 机械量 位移（线位移、角位移），尺寸、形状；力、力矩、应力；重量、质量；转速、线速度；振动幅度、频率、加速度、噪声 按被测量来分类 工程机械传感器概述 被测量类别 被???? 测???? 量 物性和成分量 气体化学成分、液体化学成分；酸碱度（PH值）、盐度、浓度、粘度；密度、比重 状态量 颜色、透明度、磨损量、材料内部裂缝或缺陷、气体泄漏、表面质量 工程机械传感器概述 电阻式，光电式（红外式、光导纤维式），电感式，谐振式，电容式，霍尔式（磁式），阻抗式（电涡流式），超声式，磁电式，同位素式，热电式，电化学式，压电式，微波式 按传感器的原理来分类 工程机械传感器概述 二、传感器的一般要求 足够的容量——传感器的工作范