传感器与检测技术最新版
传感器与检测技术课件3篇
传感器与检测技术课件第一篇：传感器与检测技术概述传感器是一种能够将物理、化学或生物量转化为电信号输出的检测设备，是检测技术中的重要组成部分。
传感器有着广泛的应用领域，如生产现场、环境监测、医疗卫生等。
传感器的工作原理一般分为两个步骤：第一步是将检测对象的物理、化学或生物量转化为能够感知的信号，第二步是将信号转化为电信号输出，用于数字化处理。
传感器按照测量量的种类可分为物理量测量的传感器、化学量测量的传感器和生物量测量的传感器。
按照检测信号输出的形式，传感器可分为模拟输出传感器和数字输出传感器。
模拟输出传感器输出的是模拟信号，在后续处理中需通过模数转换器进行数字化处理；数字输出传感器则直接输出数字信号，无需后续处理。
传感器的检测精度与灵敏度是影响其检测效果和应用范围的两个重要指标。
由于传感器检测的对象十分复杂多样，为了提高检测精度和灵敏度，传感器技术不断发展，如微型化、智能化、多参数检测等。
总之，传感器与检测技术的发展在很大程度上推动了各个领域的科学技术进步和高效生产，是实现智能化、数字化、网络化的重要手段。
第二篇：物理量测量传感器物理量测量传感器是将检测对象热、电、力、速、压、形状等物理量转化为电信号的传感器，广泛应用于工业控制、安全监测、航空航天、自动化等领域。
热量传感器是常用的传感器之一，其应用广泛，如温度计、热电偶等。
温度传感器可根据其测量方式分为接触式和非接触式，前者需直接贴附于被测物体表面，后者则通过红外线感应热量进行测量。
热电偶的测量原理是热电效应，通过两种金属的连接和温度差产生电势差输出。
电流传感器是电气检测中常用的传感器，其原理是利用电气量之间的联系进行检测。
电流传感器包括闭环和开环类型，闭环传感器结构简单但对被测物体有一定的装置要求；开环传感器在结构上更灵活，但灵敏度较低。
压力传感器是测量物体静态或动态压力变化的传感器，其应用广泛如汽车制造、工业生产等。
最常见的压力传感器是电容式和电阻应变式传感器，前者根据电容变化输出信号，后者根据应变程度变化输出信号。
传感器与检测技术-ppt课件第十章[1]
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执行机构C
转速传感器N
轴N
执行机构N
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10.3.4 传感器在伺服控制系统中的应用概述
伺服控制系统原理示意图
传感器
控制命令 控制器
驱动器
执行电动机
输出量 控制对象
传感器
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10.3.4 传感器在伺服控制系统中的应用概述
1. 开环控制数控机床
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第10章 传感器在工业中的应用
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引言
传感器作为获取信息的敏感元件，在现代信息社 会中扮演着越来越重要的作用。如果把一台工业 设备比拟做一个人的话，那么毫不夸张地说，传 感器就应该是他的眼睛。信息的采集通过传感器 来完成，传感器的正确使用与否直接关系到工业 设备能否正常运行。传感器的精度、稳定性直接 关系到系统的性能好坏。由此可见，作为现代信 息技术的三大基础之一的传感器技术，与通信技 术和计算机技术一样在信息社会中扮演者无可替 代的作用。
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10.3 传感器在工业中的应用概述
随着电子计算机、生产自动化、航空、 遥测、遥感等科学技术的发展，对传感 器的需求量与日俱增，其应用领域已渗 入到社会的各个领域，并起着巨大的作 用。下面仅将传感器在一些主要领域中 的应用作以简介。
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10.3.1 传感器在航天工业中的应用概述
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10.1 传感器测试系统简介
3. 测试软件的编写
便于测试数据的分析和显示，需要编
写专门的软件读取测试系统采集的数据， 并加以显示。测试软件中还可以加入信号 处理模块，以便数据的分析和处理。
传感器与检测技术(周杏鹏)第一章
1.3 传感器与检测系统的分类
2. 按被测参量的检测转换方法分类
➢电磁转换 电阻式、应变式、压阻式、热阻式、电感式、互感式、电容
式、阻抗式、磁电式、 热电式、压电式、霍尔式、振频式、感 应同步器、磁栅等；
➢光电转换
光电式、激光式、红外式、光栅、光导纤维式等；
➢其他能/电转换 声/电转换、辐射能/电转换、化学能/电转换等。
目前七页\总数四十一页\编于十六点
1.1 传感器与检测技术的地位与作用
➢生活中化学成分的检测
利用化学反应机理检测成分，上图为酒精检测仪， 右图为空气质量检测仪。
目前八页\总数四十一页\编于十六点
1.1 传感器与检测技术的地位与作用
➢防火防盗和见用电器安全检测
左图为漏电报警器，上图为烟 雾报警器。
4. 信号处理 现代检测仪表、检测系统中的信号处理模块通
常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速数据处 理器（DSP）或为核心来直接采用工业控制计算机
构建。
目前十九页\总数四十一页\编于十六点
1.2 检测系统的组成
基于ARM9核的嵌入式 控制器
DSP处理芯片
目前二十页\总数四十一页\编于十六点
1.2 检测系统的组成
“工业用表”：是长期使用于实际工业生产现场的检测 仪表与检测系统。
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绪论
1.1 传感器与检测技术的地位与作用 1.2 检测系统的组成 1.3 传感器与检测系统的分类 1.4 传感器与检测技术的发展趋势
目前三十五页\总数四十一页\编于十六点
1.4.1 传感器的发展方向
传感器技术的主要发展动向，一是深入开展基 础和应用研究，探索新现象、研发新型传感器；二 是研究和开发新材料、新工艺，实现传感器的集成 化、微型化与智能化。
(完整版)传感器与检测技术教案
(完整版)传感器与检测技术教案
课时授课计划
科目传感器与检测技术授课时数共页
课题：绪论
授课目的: 通过本节课的学习使学生了解传感器概念,组成,分类以及今后的发展趋势
授课重点：传感器的概念和组成
授课难点：对传感器概念的理解
教学类型：讲授教具与挂图：
复习提问：
引入新课：如果将人的大脑比作CPU,那么感觉器官便是敏感元件,大脑是转换元件，那么四肢根据大脑转换的信息去处理事件,就是一个完整的传感器的模型了。
今天我们来学习一个新的设备传感器。
讲授新课(附后）：
本课小结：通过本节课的学习，学生初步了解传感器的一般概念和组成.
作业布置：
改进措施：。
(完整版)传感器与检测技术-教案
第一章引言➢教学要求1．掌握传感器的基本概念。
2．掌握传感器的组成框图（p2，图1.1）。
3．掌握传感器的静态性能和动态性能。
4．了解传感器的课程性质和课程任务。
5．了解传感器的分类和发展趋势。
➢教学内容1.1 传感器的发展和作用了解。
1.2 什么是传感器传感器定义：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
顾名思义，传感器的功能是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。
根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即：敏感元件、转换元件、转换电路。
1.3 传感器的分类1．根据被测物理量分类速度传感器、位移传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等。
2．按工作原理分类应变式、电压式、电容式、涡流式、差动变压器式等。
3．按能量的传递方式分类有源的和无源的传感器。
1.4 传感器的性能和评价1.4.1传感器的静态特性传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性，称静态响应特性。
通常用来描述静态特性的指标有：测量范围、精度、灵敏度、稳定性、非线性度、重复性、灵敏阈和分辨力、迟滞。
• 稳定性传感器的稳定性，一是指传感器测量输出值在一段时间内的变化，即用所谓的稳定度表示；二是指在传感器外部环境和工作条件变化时而引起输出值的变化，即用影响量来表示。
•灵敏度传感器灵敏度是表示传感器的输入增量与由它引起的输出增量之间的函数关系。
更确切地说，灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比，是传感器在稳态输出输入特性曲线上各点的斜率。
用公式表示为：• 灵敏阈与分辨力灵敏阈是指传感器能够区分出的最小读数变化量。
对模拟式仪表，当输入量连续变化时，输出量只做阶梯变化，则分辨力就是输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小。
对于数字式仪表，灵敏度阈就是分辨力，即仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值。
从物理含义看，灵敏度是广义的增益，而灵敏度阈则是死区或不灵敏度。
高教社2024传感器与自动检测技术(第四版)教学课件模块4 发电传感器
EAB (T，T0 ) EAB E(T，T0 )
《传感器与自动检测技术（第四版）》吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
2. 热电偶回路的主要性质
（1）中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其
两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶 回路的总热电动势。
（2）解决办法
温度范围 （0C～100C）
热电特性相近的材料 自由端延长，用补偿导线相连
《传感器与自动检测技术（第四版）》吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
A’ B’
屏蔽层 保护层
补偿导线外形图
《传感器与自动检测技术（第四版）》吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
2. 热电偶热电动势的测量 测量方式：
动圈式仪表 电位差计 电子电位差计 微机识别，输出显示
《传感器与自动检测技术（第四版）》吴旗主编 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
1－热电偶 2－补偿导线 3－冷端补偿器 4－外接调整电阻 5－铜导线 6－动圈 7－张丝 8－磁钢（极靴） 9－指针 10－刻度面板
一般热电偶温度变送器放大转换为
4～20mA电流输出信号。 右图所示K型热电偶温度变送器测
温温度范围有0~400℃、0~600℃、0～ 800℃、 0～1100℃和0～1300℃几种； 输出信号为4～20mA；电源为24V直流 电；精度为0.5%FS。
作为新一代测温仪表可广泛应用于
冶金、石油、化工、电力、轻工、纺织、 食品、国防以及科研等工业部门。
一、热电偶传感器的工作原理
1. 热电势效应 ➢两种不同材料 ➢组成闭合回路 ➢结点温度不同
传感器与检测技术完整版本
.
1、线性度 也称为非线性误差，是指在全量程范围内实际
特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值 之
比。反映了实际特性曲线与拟合直线的不吻合度或偏离程
度。
L
Lmax10% 0 YFS
.
2.迟滞。传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程） 变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。即，对于同一大小的 输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。 传感器在全量程范围内最大的迟滞差值或最大的迟滞差值的一半与满量程输 出值之比称为迟滞误差，又称为回差或变差（最大滞环率）。
xmin 100% YFS
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．漂移。传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时 间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结 构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
.
1.1.2传感器的组成
1、敏感元件 敏感元件是指传感器中能灵敏地直接感受或响应被测量（非电量，如位移、 应变）器件或元件。 2．转换元件 转换元件也称传感元件，是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量 (非电量)转换成适于传输或测量的电量(电信号)的器件或元件。它通常不 直接感受被测量。 3.转换电路 作用是，将转换元件的输出量进行处理，如信号放大、运算调制等，使输 出量成为便于显示、记录、控制和处理的有用电信号或电量，如电压、电 流或频率等。 4．辅助电路 辅助电路就是指辅助电源，即交、直流. 供电系统。
《传感器与检测技术(胡向东第3版)》
传感器与检测技术(胡向东第3版)简介《传感器与检测技术(胡向东第3版)》是传感器与检测技术领域的经典教材，由胡向东教授撰写。
本书系统地介绍了传感器的基本原理、分类及其在各个领域的应用。
重点介绍了常见的传感器类型和检测技术，以及相关的原理、性能评价方法和设计要点。
本书内容丰富、实用，并结合了大量的应用实例，为读者提供了全面的传感器与检测技术知识。
目录本书共分为以下几个部分：第一部分：传感器基础知识1.传感器概述2.传感器的分类3.传感器的基本原理第二部分：常见传感器类型4.温度传感器5.压力传感器6.光学传感器7.振动传感器8.气体传感器9.液体传感器第三部分：传感器性能评价与设计10.传感器的性能评价方法11.传感器的设计要点12.传感器的接口电路设计第四部分：传感器应用技术13.传感器在环境监测中的应用14.传感器在工业自动化中的应用15.传感器在医疗领域中的应用16.传感器在农业领域中的应用17.传感器在安全监控中的应用第五部分：传感器发展趋势与展望18.传感器的发展历程19.传感器的未来发展趋势内容概述本书通过对传感器的基本原理、分类及其在各个领域的应用进行详细介绍，使读者对传感器与检测技术有一个全面的了解。
第一部分主要讲解传感器的基础知识，包括传感器的概述、分类和基本原理。
第二部分详细介绍了常见的传感器类型，如温度传感器、压力传感器、光学传感器、振动传感器、气体传感器和液体传感器等。
第三部分主要介绍传感器的性能评价方法、设计要点和接口电路设计等内容。
第四部分着重介绍了传感器在环境监测、工业自动化、医疗领域、农业领域和安全监控中的应用技术。
最后一部分讨论了传感器的发展历程和未来发展趋势。
本书强调理论与实践相结合，通过大量的实例和案例，让读者更好地理解传感器的应用。
同时，本书还对传感器的性能评价和设计进行了详细的介绍，帮助读者在实际应用中能够选择适合的传感器，并设计出满足要求的传感器接口电路。
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3.测 量 ：从分开的 端子处，预先用 万用表测量应变 片的电阻，发现 端子折断和坏的 应变片。
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4.焊接： 将引线和端子用 烙铁焊接起来， 注意不要把端子 扯断。
11.08 固定： 焊接 后用胶布将 引线和被测 对象固定在 一起，防止 损坏引线和 应变片。
1. 去污： 采用手持砂轮工具 除去构件表面的油 污、漆、锈斑等， 并用细纱布交叉打 磨出细纹以增加粘 贴力 ，用浸有酒 精或丙酮的纱布片 或脱脂棉球擦洗。
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2.贴片： 在应变片的表面和处 理过的粘贴表面上， 各涂一层均匀的粘贴 胶 ，用镊子将应变 片放上去，并调好位 置，然后盖上塑料薄 膜，用手指揉和滚压， 排出下面的气泡 。
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箔式应变片的外形
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半导体应变片及金属 丝式应变片的结构
金属丝式应变片的 内部结构
半导体应变片 外形
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应变片主要性能指标举例
上表中，哪几个型号是半导体应变片？ 依据是什么？
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应变片的粘贴：
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电桥平衡的条件 ：R1/R2=R4/R3
调节RP，最终
可以使R1/R2=R4/R3 （ R1、R2是R1、R2并
联RP后的等效电阻），
电桥趋于平衡，Uo被预
调到零位，这一过程称
为调零。图中的R5是用
于减小调节范围的限流 电阻。
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单臂电桥
片的阻值R 的变化量仅为0.2，所以必须使用
不平衡电桥来测量这一微小的变化量。下面分
析该桥式测量转换电路是如何将R /R转换为
U 输出电压 的。 11.08.2020
o
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三、测量转换电路——不平衡电桥
U oU 4 i( R R 1 1 R R 2 2 R R 3 3 R R 4 4) 2 -3
能表示测量的准确程度。
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（2）相对误差 ①实际相对误差
②示值(标称)相对误差
③满度（引用）相对误差
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1.4.3 准确度
传感器和测量仪表的误差是以准确度表示的。准确 度常用最大引用误差来定义
它表示传感器的最大相对误差为±S%。
仪表引起的最大测量相对误差为
箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻、腐蚀等工艺制 成的。箔的材料多为电阻率高、热稳定性好的铜镍合金。箔 式应变片与片基的接触面积大得多，散热条件较好，在长时 间测量时的蠕变较小，一致性较好，适合于大批量生产。还 可以对金属箔式应变片进行适当的热处理，使其线胀系数、 电阻温度系数以及被粘贴的试件的线胀系数三者相互抵消， 从而将温度影响减小到最小的程度，目前广泛用于各种应变 式传感器中。
上节回顾:
1.检测技术的基本概念及方法 2.传感器的发展 3.传感器的分类和基本特性
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1.4.2 误差的表示方法
（1）绝对误差
Δ＝Ax－A0 当Ax＞A0时，为正误差；反之为负误差。
修正值C C=－Δ A0 ＝Ax+C
绝对误差和修正值的量纲必须与示值量纲相同。
绝对误差可表示测量值偏离实际值的程度，但不
全桥的四个桥臂都为应变
片，如果设法使试件受力后，
应变片R1 ~ R4产生的电阻增量 （或感受到的应变1~4）正负 号相间，就可以使输出电压Uo
成倍地增大。上述三种工作方
式中，全桥四臂工作方式的灵
敏度最高，双臂半桥次之，单
臂半桥灵敏度最低。采用全桥
（或双臂半桥）还能实现温度
自补偿。
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三、测量转换电路——不平衡电桥
金属应变片的电阻变化范围很小，如果直 接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难， 且误差很大。
例如，有一金属箔式应变片，标称阻值R0 为100，灵敏度K=2，粘贴在横截面积为
9.8mm2的钢质圆柱体上，钢的弹性模量
E=21011N/m2，所受拉力F=0.2t，受拉后应变
如压力传感器的准确度等级分别为0.05、0.1、0.2、0.3、 0.5、1.0、1.5、2.0等；我国电工仪表的准确度等级分 别为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。
某0.1级压力传感器的量程为100MPa，测量50MPa压力时，
±0.2%。 11.08.传202感0 器引起的最大相对误差为精品课件
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二、应变片的种类与结构
应变片可分为金属应变片及半导体应变片两大类。前者 可分成金属丝式、箔式、薄膜式三种。目前箔式应变片应用 较多。金属丝式应变片使用最早，有纸基、胶基之分。由于 金属丝式应变片蠕变较大，金属丝易脱胶，有逐渐被箔式所 取代的趋势。但其价格便宜，多用于应变、应力的大批量、 一次性试验。
R Al lr2
当沿金属丝的长度方向作用均匀拉力（或压
力）时，上式中、r、l都将发生变化，从而导致电
阻值R发生变化。例如金属丝受拉时，l将变长、r变
小，均导致R变大；又如，某些半导体受拉时，将
变大，导致R变大。
实验证明，电阻丝及应变片的电阻相对变化量R
KR线—与性电材的阻料，应力即变学片中的的灵轴敏向度应变x的RR关系K在很x 大范围2-内1是
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全桥的温度补偿原理
当环境温度 升高时，桥臂上的应 变片温度同时升高， 温度引起的电阻值漂 移数值一致，可以相 互抵消，所以全桥的 温漂较小；半桥也同 样能克服温漂。
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本节主要内容:
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第一节 电阻应变式传感器
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一、工作原理应变片的工作原理
金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大 。
R
l A
l r2
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二、应变片的工作原理
设有一长度为l 、截面积为A、半径为r、 电阻率为的金属单丝，它的电阻值R可表示为
全桥四 臂工作方式的 灵敏度最高， 双臂半桥次之， 单臂半桥灵敏 度最低。
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双臂电桥
R1、 R2 为应变片， R3、R4
为固定电阻 。应
变片R1 、R2 感受到 的应变1~2以及产
生的电阻增量正负
号相间，可以使输
出电压Uo成倍地增
大。
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四臂全桥