《传感器与传感器网络》全套教学课件.pptx

;第1章传感器基础;

1.1-信息;

信息主要具有如下几个特征:

(1)依附性。

信息的表示、传播以及存储要通过某种载体才能进行,它并不能脱离载体。各种形式的媒介都会承载着一定数量的信息。

(2)感知性。

人类可以通过各种感觉器官接收和识别各种载体形式的信息。

(3)可传递性。

信息需要通过一定的媒介进行传递,才能发挥最大的作用。传递的形式多种多样。

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(4)可加工性。

要想从繁杂零散的信息中获得需要的内容,使原本无效的信息具有一定的条理性和系统性,就必须对其进行程序化的处理。信息的一般处理过程包括:收集、整理、归纳和总结。

(5)可共享性。

信息可以被不同地点的个体或群体同时接收或利用,其有效性并不会因为接收者数量的变化或传播次数的增加而发生内容或时效性上的损耗。

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(6)时效性。

信息的有效性会受到客观条件变化的影响。

(7)价值相对性。

同一条信息对不同的人有不同的使用价值,其价值大小取决于接收者的需求度以及对信息的分析与利用能力。

(8)伪装性。

常言道“眼见为实”,但随着计算机视觉技术的不断发展,人们也不得不开始质疑这句话,即“眼见”的信息不一定都是真实的。;

信息技术在商业、科研、工业控制、网络通信、管理、医疗健康、文化娱乐等领域或行业都发挥着巨大的作用。随着5G通信技术的普及、互联网平台的不断发展和成熟,大量数据、资源获得了开源和共享,人们可以随时随地获得需要的信息,极大地提高了学习、生活、工作效率。特别是随着近几年各种形式的线上交流和互动日益盛行和丰富,人们更加深切地体会到信息技术对我们的工作、生活乃至世界发展所产生的促进作用。;

1.2传感技术与传感器;

传感技术是一种对周围想要获取的信息进行感知的技术(如感知温度、湿度等信息),该技术通过传感器将收集到的物理信号转换成对应的数字信号,再经处理得到针对该物理信号的数字表达结果。传感技术的起步较晚,相比计算机技术,其发展要慢一些,其???术体系仍需完善。;

1.2.2传感器

1.传感器发展现状

传感器是一种总称,是指对那些被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应与检出)功能,并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。传感器处于研

究对象与测控系统的接口位置,一切科学研究和生产过程需要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比作处理和识别信息的“大脑”,把通信系统比作传递信息的“神经系统”,那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。;

1)国外发展现状

美、日、英、法、德等国家都把传感器技术列为国家重点开发的关键技术之一。美国早在20世纪80年代就提出,世界已经进入了传感器时代,并成立了国家技术小组(BTG)帮

助政府组织和领导各大公司与国家企事业部门开展传感器技术的开发工作。

第二。日本把开发和利用传感器技术作为关系国家重点发展的六大核心技术之一,日本工商界人士甚至声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”,日本科学技术厅制定的20世纪90年代的70个重点科研项目中有18项是与传感器技术密切相关的。;

德国一直视军用传感器为优先发展技术,该技术充分发挥老牌工业强国的固有优势,德国制造商依托在自有品牌声誉、技术研发和质量管理方面的优势,使产品保持技术上的领先地位,在传感器市场上始终保有较高的市场份额。;

2)国内发展现状

目前国内传感器企业仍然面临着六大突出短板,与国外传感器产业相比仍存在较大的差距。

(1)核心产品和技术依赖进口。

(2)自主研发率低。

(3)产业结构不合理。

(4)企业能力较弱。

(5)人才资源匮乏。

(6)统筹规划及投资不足。;

2.传感器的组成

如图1-1所示,传感器一般包括敏感元件、转换元件以及转换电路三个部分,由于采用的敏感材料不同,某些传感器的组成可能比图中的更简单或更复杂。;

3.传感器的分类与特性

1)传感器的分类

传感器种类繁多,可以从不同的维度进行分类,图1-2为比较详细的传感器分类图。从图中可以看到,传感器可以从物理原理、被测量类型、制造工艺、用途和敏感元件功能等

维度进行划分。;;

2)传感器的特性

传感器的特性是指传感器的输入输出关系特性,即传感器的内部结构参数作用关系的外部特性表现。不同的传感器有不同的内部结构参数,决定了它们具有不同的外部特性。

传感器所测量的物理量基本上有两种形式:稳态(静态或准静态)和动态(周期变化或瞬态)。前者的信号不随时间变化(或变化很缓慢),后者的信号是随时间变化而变化的。因此,传感器所表现出来的输入输出关系特性存在静态特性和动态特性两种。;

(1)静态特性。

传感