电子信息科学技术导论-第2版课件第4章现代传感器技术.pptxVIP

电子信息科学技术导论;主要内容;4.1获取信息的传感器;什么是传感器;学海无涯;思考：夏季买西瓜的时候，你会怎样挑选呢？;液体温度计;学海无涯;学海无涯;;

没有传感器，现代化生产就失去了基础。

传感器是边缘学科开发的先驱。;4.1.3传感器的应用领域;（2）在机器人领域的应用

;（3）在智能建筑中的应用

;（4）在环境监测中的应用

;（5）在可穿戴设备中的应用

;传感器在汽车、家用电器、医疗诊断、仿生研究等应用实例不胜枚举。;4.1.4传感器的发展历程与趋势

1.传感器的发展历程

聋哑传感器：模拟仪表和计算机时代的产物。主要设计思想是把外部信息转变成摸拟电压或电流信号。它的功能很少、输出幅值小、灵敏度低。

智能传感器：传感器技术与计算机技术相结合，具备一定的数据处理能力，并能自检、自校、自补偿。

网络传感器：网络控制芯片与智能传感器集成起来并把通信协议固化到智能传感器ROM中，产生了“网络传感器”，从而也迎来了智能传感器的真正信息化时代。;2.传感器的发展趋势

;4.2传感器的组成、分类及特性;学海无涯;有些传感器仅由敏感元件和转换元件组成。如图所示的压电式加速度传感器，其中质量块是敏感元件，压电片是转换元件。由于压电片的输出是电量，因此不需要信号转换电路。;学海无涯;学海无涯;4.2.3传感器的特性;线性度：度量传感器输出与输入之间线性程度的一种指标。;灵敏度：传感器对被测量变化的反应能力，定义为传感器在稳定条件下，输出变化量与输入变化量之比。

;迟滞;精度;;分辨力是指传感器能检测到的最小的输入增量。分辨力用绝对值表示，用与满量程的百分数表示时称为分辨率。在传感器输入零点附近的分辨力称为阈值。;动态特性就是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性，它反映传感器测量动态信号的能力。

从数学上可以用常系数线性微分方程表示传感器输出量y与输入量x的关系，这种方程的通式如下：;4.3红外传感器;4.3.2红外探测器;热探测器是利用红外辐射的热效应，探测器的敏感元件吸收辐射能后引起温度升高，进而使某些有关物理参数发生变化，通过测量物理参数的变化来确定探测器所吸收的红外辐射。;4.3.3红外传感器的应用;2.空间遥感

空间遥感不仅可以对目标国家和地区的资源状况进行侦查，还能有效地监控对方军事部署和大规模的军事移动，以帮助分析局部地形、资源状况，从而有针对性地对战术行动方案做出改进。

例如新一代静止轨道定量遥感气象卫星风云四号卫星，可对范围广阔地区的气象及资源状况进行监测。红外遥感卫星系统在规定的时间内覆盖整个地球或指定的任何区域，当沿地球同步轨道运行时，它能连续地对地球表面某指定地域进行遥感。;3.医疗护理

人体血液流通血管时，血液的温度高于周围组织的温度，因此通过观察血管的热成像图，医疗人员就能获知患者的血液流动是否处于一个正常状态。受伤或有炎症部位在图片上颜色较红，凡是急性炎症的病灶处其温度一定是高温。通过热像仪，医疗人员能地找到受伤或炎症的位置，使诊断变得迅速准确。;4.安全驾驶

如果在车载里面安装一个非制冷红外探测器，驾驶员就可以在没有光照的情况下看到远处的景物，从而增加驾驶的安全性。当对方开着远光灯，肉眼实际是看不清楚前方情况的。但是，如果使用红外传感器，前方的景物和行人就能非常清晰地展现在眼前。如果在车载上安装红外探测器，就可以极大地增加夜间行车的安全性。

;4.4智能传感器;从结构上来说，智能传感器可以是集成化的，也可以是分离式的，通常由经典传感器和微处理器单元两个中心部分构成。;4.4.2智能传感器系统的层次结构及主要特色

人类的智能是基于即时获得的信息和原先掌握的知识。

人类的智能是实现了多重传感信息的融合并且把它与人类积累的知识结合了起来，如下图所示。;智能传感器系统的层次结构大致可分为：底层、中间层、顶层。;智能传感器的特色;;4.4.4智能传感器的特点

;4.4.5智能传感器的应用

;（2）智能气体传感器系统

下图所示的是袋装型智能气体检测器系统，可选择性地测定氢气、硫化氢、一氧化碳臭氧等气体。满足了低成本、低能耗和长电池寿命的需求。传感器系统中包含了有声警报器(LED显示、85分贝的蜂鸣器和振动功能)和数字显示，同时还具有如下计算功能，例如温度补偿信号、时间权重平均计量、数据／现场实况登录以及无线数据下载功能。其重量小于1盎司。;（3）智能穿戴设备

;ActiveProtective公司的智能可穿戴式安全腰带，是从