《传感器技术》课程教案.docx

宁夏理工学院

教案

20082009学年第2学期

系部、中心机电系学科(专业电气及其自动化课程名称传感器及自动检测技术授课对象07101、102班

授课教师张丽杰

职称职务工程师

教材名称传感器及自动检测技术

2010年2月22日

传感器及自动检测技术课程教案

授课题目(教学章节或主题):

绪论、传感器的静特性

授课类型

理论课

授课时间

第8周星期一、五1~

2节星期二、四5-6

教学目标或要求：

1.了解传感器的作用，明确学习本门课程的意义；

2.掌握传感器的定义和组成；

3.掌握传感器的分类，了解对传感器的要求；

4.理解并掌握传感器的静特性。

教学内容(包括基本内容、重点、难点):

基本内容：

1、传感器的作用

世界已经进入信息时代。人们在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取可靠的信

息。传感器是获取自然科学领域信息的主要途径和手段。

在现代测控系统中，作为关键环节的传感器处于连接被测控对象和测控系统的接口位

置，构成了系统信息输入的主要入口，以提供系统进行处理和决策所需的原始信息。由此可

见传感器的品质至关重要，否则二次仪表的一切优良性能都将失去意义。

传感器的重要性还体现在各个学科的发展与传感器及自动检测技术有十分密切的关系。例如：工业自动化、农业现代比、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等方面都与传感器及自动检测技术密切相关。这些技术领域的发展都离不开传感器及自动检测技术的支持，同时也是传感器及自

动检测技术发展的强大动力。离开传感器就没有我们今天的生活。

因此，传感器及自动检测技术在测控技术与仪器专业教学中，确实占有重要意义。

2、传感器的定义

根据中华人民共和国国家标准(GB7665.87)《传感器通用术语》,传感器(Transducer/Sensor)的定义是：能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

器件或装置。

在有些学科领域，传感器又称为敏感元件、检测器、转换器等。这些不同提法，反映了在不同的技术领域中，只是根据器件用途对同一类型的器件使用着不同的技术术语而已。如在电子技术领域，常把能感受信号的电子元件称为敏感元件，如热敏元件、磁敏元件、光敏元件及气敏元件等，在超声波技术中则强调的是能量的转换，如压电式换能器等。这些提法

在含义上有些狭窄，因此传感器一词是使用最为广泛而概括的用语。

3、传感器的组成

传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三单元组成。

1)敏感元件(Sensingelement):它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的

某一物理量的元件。

2)转换元件(Transductionelement):敏感元件接受敏感元件的输入，将输入转换成适

于传输和测量的电路参量。

3)信号调理电路(Conditioningcircuitry):将转换元件输出的电量转换成便于显示、记

录和处理的电量输出。

在实际的各类传感器中，其组成形式又是变化多样：有的传感器仅包括一个或二个单元，也有的在某一单元上是由若干个环节组成，有的需要辅助电源，有的则不需要。并不是所有的传感器都能明显分清敏感元件和转换元件两个部分，而是两者合二而一。例如硅光电池等，

它们都是将感受的被测量——光能，直接转换为电信号输出，没有中间变换。

4、传感器的分类及其要求

传感器及自动检测技术是一门知识密集型技术。传感器的原理有各种各样，它与许多学科有关，其种类十分繁多，分类方法也很多，但目前一般采用两种分类方法：一种是按被测参数分类，如温度、压力、位移、速度等；另一种是按传感器的工作原理分类，如应变式、电容式、压电式、磁电式等。本书是按后一种分类方法来介绍各种传感器的，而传感器的工程应用则是根据工程参数进行叙述的。对于初学者和应用传感器的工程技术人员来说，先从工作原理出发，了解各种各样传感器，而对工程上的被测参数，应着重于如何合理选择和使

用传感器。

传感器的分类方法目前有很多种，从便于传感器的使用的角度出发可以从如下几个方面

进行分类。

1.按输入量(被测量量)的类型分类

主要有：物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器等。它们同时又是一些针对具体测量对象的传感器的集合体。例如：物理量传感器又有压力传感器、荷重传