各种自动化传感器的使用PPT课件

▪ 3.传感器与家用电器
➢ 电子炉灶、洗碗机、遥控电视、录像机、电饭煲 ➢ 微波炉（松下电器采用湿度传感器） ➢ 电冰箱（温控器—>控制压缩机的开关） ➢ 家庭自动化（安全监视与报警、空调与照明控制、
家务劳动自动化、人身健康管理）
7
传感器的应用领域
▪ 4.传感器在机器人上的应用
➢ 传统机器人（臂的位置和角度传感器） ➢ 智能机器人（触觉、压觉、重量、视觉等）
▪ 传感器功用：感知被测信息，并传递给检 测装置
4
传感器及传感技术
▪ 可从以下几个方面理解： ①传感器是测量器件或装置，能完成检测任
务；
②输入量为位移、压力、温度、重量等被测 量，是非电量；
③输出量通常为易于传输、转换、处理、显 示的电物理量（如：电压、电流、频率、 功率等），也可以是气、光等物理量；
第三章 传感器
§3-1 §3-2 §3-3 §3-4 §3-6
传感器的概念 电阻式传感器 电容式传感器 电感式传感器 压电式传感器
1
第三章 传感器
▪ 传感器是人类五官的延长，又称之为电五 官；
信息 传感器技术 通信技术 计算机技术
技术
三大
支柱 五官
神经 大脑
▪ 传感器是获取自然和生产领域中信息的主 要途径与手段 ；
21
传感器的分类
▪ 按原理分类：
优点是：对传感器的工作原理比较清楚，类 别少，有利于传感器专业工作者对传感器的 深入研究分析。
9
传感器的应用领域
▪ 8.传感器与遥感技术 ➢遥感技术：从飞机、人造卫星、宇宙飞 船、船舶上对远距离的广大区域的被测 物体及其状态进行大规模探测的一门技 术。 ➢探测矿藏： 人造卫星上的红外传感器 红外线的量 通过微波 地面站 计算机分析处理
10
传感器的应用领域
传感器市场结构
从市场来看, 力、 压力、 加速度、 物位、 温度、 湿度、 水分等传感器将保持较大的需求量。
▪ 5.传感器在医疗及人体医学上的应用
➢ 应用医学传感器（B超仪、CT、核磁共振等） ➢ 医疗保健产品：电子血压计、脉搏计、电子
温度计。
8
传感器的应用领域
▪ 6.传感器与环境保护
➢ 大气污染指数、水质污染、环境噪声等 ➢ 各种环境监测仪器
▪ 7.传感器与航空航天
➢ 飞机的自动驾驶（飞行姿态、距离、航线） ➢ 恶劣环境的“盲目”着陆 ➢ 空—空导弹的自动跟踪
▪ 传感器是将感知到的各种信号转换成易测量 的信号，把相应的信号输入计算机，计算机 发出指令，控制各执行机构。
3
§3-1传感器的定义
一、传感器的定义（ Transducer/Sensor ） ▪ 定义：将被测参量转换为与之对应的，易
于测量，传输和处理的信号的装置。
GB7665一87：能够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。
④输出、输入有对应关系，且应有一定的精 确程度。
5
传感器的应用领域
▪ 1.传感器在工业检测和自动控制系统中的 应用
➢ 工业自动化、全自动、半自动生产线 （石油、化工、钢铁、铁路、机械、电力） ➢ 自动控制系统 （正确的信息检测 准确的控制）
6
速度、里程、发动机旋转速度、燃料剩余量 ➢ 安全气囊系统、防盗装置、黑匣子 ➢ 发动机气缸压力（日本丰田汽车）
▪ 辅助部分：将转换元件的输出进行放大、运 算、处理等进一步转换，便于应用。
13
传感器的组成
1-壳体 2-膜盒 （敏感元件） 3-电感线圈 4-磁芯 （转换元件） 5-转换电路 （测量电路）
气体压力传感器
压力
位移
电感
14
传感器的组成
热电偶
压电式加速度传感器
15
三、传感器的分类
▪ 传感器是知识技术密集的行业，与许多学 科有关，种类繁多，分类方法也很多。
19
传感器的分类
▪ 按传感器用途分(输入量)
➢ 温度传感器 ➢ 湿度传感器 ➢ 压力传感器 ➢ 位移传感器 ➢ 转速传感器 ➢ 流量传感器 ➢ 火灾传感器
20
传感器的分类
▪ 按传感器输出信号形式可分为：模拟传 感器和数字传感器。
▪ 按输入量分类
优点：比较明确地表达了传感器的用途，便 于使用者根据用途选用。 缺点：没有区分每种传感器在转换机理上有 何共性和差异，不便于使用者比较各种传感 器的原理异同点。
▪ 现代工业生产尤其是自动化生产过程中， 要用各种传感器来监视和控制生产过程中 的各个参数；
2
▪ 传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、 海洋探测、环境保护、资源探测、医学诊断、 生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领 域。从茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各种 复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目， 都离不开各种各样的传感器。
11
二、传感器的组成
二、传感器的组成
• 一般的，传感器由敏感元件、二次变换部分、辅助部分组 成。
12
传感器的组成
▪ 敏感元件（预变换器）: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。
▪ 二次变换部分：敏感元件的输出是转换元件 的输入，主要作用将输入转换成电参数。
☺并非所有的传感器都包括敏感元件和转换元 件，如热电偶！
17
传感器的分类
▪ 按能量转换情况：能量控制型、能量转 换型；
➢ 能量控制型传感器在信息变化过程中，其能 量需要外电源供给；(无源传感器)
➢ 能量转换型传感器主要由能量变换元件构成， 不需外加电源；(有源传感器)
18
传感器的分类
▪ 按测量原理分：
➢ 电参量式传感器(电阻式、电感式、电容式) ➢ 磁电式传感器(磁电感应式、霍尔式、磁栅式)； ➢ 压电式传感器； ➢ 光电式传感器； ➢ 气电式传感器； ➢ 热电式传感器； ➢ 波式传感器； ➢ 射线式传感器； ➢ 半导体式传感器； ➢ 其他原理的传感器。
▪ 按工作机理：物理型、化学型、生物型； ▪ 按构成原理：结构型、物性型；
➢ 结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的， 包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等； 这类传感器的特点是传感器的工作原理是以传 感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础， 而不是以材料特性变化为基础。
16
传感器的分类
➢物性型传感器是利用物质定律构成的， 如虎克定律、欧姆定律等。这种法则， 大多数是以物质本身的常数形式给出。 这些常数的大小，决定了传感器的主 要性能。因此，物性型传感器的性能 随材料的不同而异。