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工程测试技术基础第三章、传感器原理及应用本章学习要求：华中科技大学机械学院1.了解传感器的分类2.掌握常用传感器测量原理3.了解传感器测量电路4.了解传感器应用1

第三章、传感器原理及应用华中科技大学机械学院测试技术是研究客观事物变化规律的方法（手段），是从客观事物中摄取有关信息的认识过程。2

第三章、传感器原理及应用典型的信息处理过程华中科技大学机械学院信息信息获取信号分析信号处理对象（静态）（动态）信号分析信号源传感器中间变换记录3

第三章、传感器原理及应用探索宇宙和太空：射电望远镜华中科技大学机械学院?射电望远镜是主要接收天体射电波段辐射的望远镜。?与传统的天文望远镜不同，射电望远镜不用眼睛去看，而是用耳朵去倾听，即倾听宇宙中发出的电磁波。美国Arecibo305米射电望远镜英国人赖尔(Ryle)获1974年度诺贝尔物理学奖：发明应用合成孔径射电天文望远镜进行射电天体物理学的开创性研究。4

第三章、传感器原理及应用华中科技大学机械学院探索微观原子世界：扫描隧道显微镜STM?根据量子力学原理，由于电子的隧道效应，金属中的电子并不完全局限于金属表面之内，电子云密度并不是在表面边界处突变为零。在金属表面以外，电子云密度呈指数衰减，衰减长度约为1nm。?STM可以直接观测到材料表面的单个原子和原子在表面上的三维结构图像；其水平和垂直分辨率可以分别达到0.04nm和0.01nm。?STM可以在观测材料表面原子结构的同时得到材料表面的扫描隧道谱，可以研究材料表面的化学结构和电子状态。德国人比尼格(GerdBinnig)和瑞士人罗雷尔(HeinrichRohrer)获1986年度诺贝尔物理学奖：设计第一台扫描隧道电子显微镜。5

第三章、传感器原理及应用华中科技大学机械学院STM:SomeApplicationsMicrotopographyandnanotopographyOneturnmarkonadiamond-turnedAlsubstrateSurfaceScienceSi(100)surfaceManipulationofAtomsIronatomsareplacedonCu(111)surface6

第三章、传感器原理及应用身边的测试技术：汽车传感器华中科技大学机械学院?普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器。?豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只。?发动机控制系统–温度传感器–压力传感器–流量传感器–位置和转速传感器–气体浓度传感器–爆震传感器?底盘和车身控制系统?导航系统7

第三章、传感器原理及应用华中科技大学机械学院Nanotechnology,NanomanufacturingNanometrology?Nanotechnologyinvolvesthemanipulationofmateratthenanometerscaletocreatenanostructureswithuniqueproperties.?Nanomanufacturingisanessentialbridgebetweenthediscoveriesoffundamentalnanoscienceandreal-worldnanotechnology-enabledproducts.?Controllable,Predictable,Repeatable,Reliable,Scalable,andEconomical.?Ifaproductcannotbemeasured,itcannotbemanufactured.?Ifaproductcannotbemanufacturedsafely,itshouldnotbemanufactured.?Ifaproductcannotbemeasuredhowwouldyouknow?8

第三章、传感器原理及应用华中科技大学机械学院3.1概述1.传感器定义传感器是借助于检测元件接收一种形式的信息，并按一定的规律将所获取的信息转换成另一种信息的装置。目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。物理量电量9

3.1概述华中科技大学机械学院2.传感器的构成?传感器一般由敏感器件与辅助器件组成。?敏感器件是传感器的核心，它的作用是直接感受被测物理量，并对信号进行转换输出。?辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。dV10

3.1概述华中科技大学机械学院3.