传感器设计论文
传感器 毕业论文

传感器毕业论文本文将探讨传感器在工业自动化中的应用,具体分析其结构和原理、分类以及在不同领域的应用案例。
本文共分为三部分,第一部分介绍传感器的基础知识;第二部分详细介绍传感器的分类和原理;第三部分介绍传感器在不同领域的应用案例。
一、传感器的基础知识传感器是指能够将非电学量转换为电学信号输出的一种装置,是自动化控制系统的主要组成部分之一。
传感器的功能是将被测物理量转换成电信号,然后再经过一系列处理从而得到所需的信号。
传感器的应用范围非常广泛,包括机械、化工、航空等领域。
传感器的主要目的是实现对环境的感知和控制,使得环境可以更好的适应人类的需求。
传感器的工作原理是利用物理效应使被测量的物理量转化成器件可检测的电信号。
目前,常见的传感器有磁电传感器、光电传感器、声波传感器、电容传感器等多种类型。
不同类型的传感器根据所应用的物理效应可以细分为多种不同的类型。
二、传感器的分类和原理传感器的分类通常分为接触式传感器和非接触式传感器。
接触式传感器需要与被测物理量直接接触,然后将物理量通过接头传送到传感器。
非接触式传感器则不需要与被测物理量接触,因此无需使用接头,可以进行无损检测。
1. 接触式传感器接触式传感器是指需要与被测物理量直接接触的传感器,它们共同之处是需要同被测物理量接触以采集信号。
接触式传感器包括接触式温度传感器、接触式压力传感器、接触式流量传感器等。
这些传感器的原理是通过接触来测量被测量的物理量。
2. 非接触式传感器非接触式传感器是指不需要与被测物理量接触,直接在被测物理量周围测量物理量的传感器。
它们利用光、声、磁、电场等物理效应直接或间接来测量物理量。
非接触式传感器常见的有光电传感器、声波传感器和磁电传感器等。
3. 光电传感器光电传感器是一种非接触式传感器,通过光学原理检测被测物理量。
光电传感器包括光敏传感器、红外传感器和激光传感器等。
4. 声波传感器声波传感器是一种可以将物理量转换成声波信号并输出的传感器。
传感器课程设计论文

激发不同层次的学生学习传感器的兴趣电气工程与自动化系王文川论文摘要:本文结合传感器教学改革实践的经验,笔者提出了一种适合当前成都市技师院校传感器实践教学的新思路,突出“能力为本”的思想,打破“学科为本”的模式,激发学生学习的积极性,培养学生的工程意识、分析问题和解决问题的能力,针对不同层次的学生,直升学生、三高学生、五高学生、预备技师学生等,作出相应的教学方案和教案及教学方法,并针对学生是否实训,作出具体的学习方案,因此提高学生的创新能力和综合素质。
前言21世纪是信息科学与技术全新发展的时代,信息技术已经成为社会发展一股新的强大推动力。
传感器技术作为信息技术和产业的重要组成部分,因此受到了国家和社会各个行业的高度重视,并且迅速发展。
在《传感器技术》这门课程中我们了解了各种各样的传感器,如:电阻式传感器变磁阻式传感器,电容式传感器,磁电式传感器,压电式传感器,热电式传感器,光电式传感器,光纤式传感器,数字式传感器,化学传感器,生物传感器等,还有更多的传感器新技术。
传感器技术是以传感器为核心论述其内涵、外延的学科,也是一门涉及测量技术、功能材料、微电子技术、精密与微细加工技术、信息处理技术和计算机技术等相互结合形成的密集型综合技术。
当今的传感器是一种能把非电输入信息转换成电信号输出的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
传感器未来的发展主要朝着以下四个方面:⑴发现新效应,开发新材料、新功能;新的效应和现象的发现,是新的敏感材料的开发的重要途径,而新的敏感材料的开发是新型传感器出现的重要基础。
⑵传感器的多功能集成化和微型化;所谓集成化就是在同一芯片上,或将众多同类型的单个传感器件集成为一维,二维或三维阵列型传感器,或将传感器件与调理、补偿等处理电路集成一体化。
微型传感器是朝着微米/纳米技术领域发展,其显著特征就是体积小、重量很轻,这种传感器一般应用于航空航天,环境保护,生物医学和工业自动化等高科技领域。
传感器结构课程设计论文

传感器结构课程设计论文一、教学目标本课程的教学目标是让学生了解和掌握传感器的基本结构、工作原理和应用场景。
通过本课程的学习,学生应能够:1.描述各种常见传感器的结构和工作原理。
2.分析传感器的性能指标,如精度、响应时间、量程等。
3.理解传感器在现代科技领域的应用,如自动化控制、物联网等。
4.能够选择合适的传感器,设计简单的传感器应用系统。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括:1.传感器的基本概念、分类和性能指标。
2.各种常见传感器的结构和工作原理,如光电传感器、电阻传感器、电容传感器等。
3.传感器的应用场景和实例,如温度传感器在空调系统中的应用、压力传感器在汽车刹车系统中的应用等。
4.传感器信号的处理和分析方法。
三、教学方法为了达到上述教学目标,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:通过教师的讲解,让学生掌握传感器的基本概念、结构和原理。
2.案例分析法:通过分析实际应用案例,让学生了解传感器在工程中的应用和价值。
3.实验法:通过动手实验,让学生亲自体验传感器的使用和调试,提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:《传感器技术与应用》等。
2.参考书:提供相关的专业书籍,供学生深入学习和参考。
3.多媒体资料:制作课件、视频等,辅助讲解和展示传感器的相关知识。
4.实验设备:准备各种传感器及其实验器材,让学生进行实际操作和实验。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:包括课堂参与度、提问回答、小组讨论等,占总评的20%。
2.作业:包括课后习题、小论文等,占总评的30%。
3.考试:包括期中考试和期末考试,占总评的50%。
以上评估方式旨在全面客观地反映学生的学习成果,同时激发学生的学习兴趣和主动性。
六、教学安排本课程的教学安排如下:1.教学进度:按照教材的章节顺序进行教学,确保每个章节都有足够的教学时间。
2.教学时间:每周两次课,每次课2小时,共16周。
传感器原理以及应用的论文

传感器原理以及应用1. 介绍传感器是一种能够感知和测量环境中各种物理量和化学量的设备或装置,广泛应用于工业、农业、医疗和消费电子等领域。
本文将介绍传感器的工作原理以及其在不同领域的应用。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于不同的物理效应,常见的工作原理包括电阻、电容、电感、磁阻、热敏、光敏、声敏和化学敏感等。
2.1 电阻传感器电阻传感器是基于材料的电阻随外界物理量变化而变化的原理工作的。
常见的电阻传感器包括压力传感器、温度传感器和光敏电阻等。
2.2 电容传感器电容传感器是基于材料的电容随外界物理量变化而变化的原理工作的。
常见的电容传感器包括湿度传感器和接近传感器等。
2.3 电感传感器电感传感器是基于材料的电感随外界物理量变化而变化的原理工作的。
常见的电感传感器包括接近传感器和速度传感器等。
2.4 磁阻传感器磁阻传感器是基于材料的磁阻随外界物理量变化而变化的原理工作的。
常见的磁阻传感器包括磁力传感器和角度传感器等。
2.5 热敏传感器热敏传感器是基于材料的电阻随温度变化而变化的原理工作的。
常见的热敏传感器包括温度传感器和热流量传感器等。
2.6 光敏传感器光敏传感器是基于材料的电阻或电压随光线强度变化而变化的原理工作的。
常见的光敏传感器包括光电传感器和光纤传感器等。
2.7 声敏传感器声敏传感器是基于材料的电阻或电压随声音强度变化而变化的原理工作的。
常见的声敏传感器包括声压传感器和声音传感器等。
2.8 化学敏感传感器化学敏感传感器是基于材料的电阻或电压随化学物质浓度变化而变化的原理工作的。
常见的化学敏感传感器包括气体传感器和化学传感器等。
3. 传感器的应用传感器在各个领域都有广泛的应用,以下列举了一些常见的应用场景。
3.1 工业自动化•温度传感器用于监测和控制工业过程中的温度变化。
•压力传感器用于测量液体或气体的压力,用于流量控制和工艺控制。
•光电传感器用于检测和计数生产线上的物体,实现自动包装和分拣。
温度传感器论文 (2)

温度传感器论文摘要本论文研究了温度传感器在工业自动化领域中的应用。
首先介绍了温度传感器的原理和分类。
然后详细讨论了温度传感器在自动化控制系统中的作用。
接着探讨了温度传感器的性能指标以及影响温度传感器精度的因素。
最后,通过实验验证了温度传感器的可靠性和精度。
引言温度是一个重要的物理量,在工业生产和实验研究中具有广泛的应用。
温度传感器作为测量温度的主要工具,其在工业自动化领域中起到了至关重要的作用。
本论文旨在研究温度传感器的原理和应用,以及其在自动化控制系统中的作用。
温度传感器的原理和分类温度传感器是一种能够将物理量(温度)转换成电信号的装置。
根据原理的不同,温度传感器可以分为电阻式温度传感器、热电偶和热敏电阻等多种类型。
电阻式温度传感器电阻式温度传感器是利用材料的温度对电阻值产生影响的原理来测量温度的。
常见的电阻式温度传感器有铂电阻温度传感器(PT100)、铜电阻温度传感器(CT100)等。
其中,PT100是一种常用的高精度温度传感器,广泛应用于温度测量领域。
热电偶热电偶是利用两种不同金属的热电效应来测量温度的。
它由两段不同金属的导线组成,两段导线的接触处称为冷端,另一端则称为热端。
当热电偶的热端与被测温度相接触时,产生的温差会在电压表上显示出热电动势,进而推算出温度。
热敏电阻热敏电阻是指在不同温度下电阻值发生变化的电阻。
常见的热敏电阻有二极管热敏电阻和热敏电阻。
热敏电阻的工作原理是基于半导体材料的特性,通过测量电阻值来间接反映温度。
温度传感器在自动化控制系统中的作用温度传感器在自动化控制系统中扮演着非常重要的角色。
它可以实时感知环境温度,并将温度信号转换为电信号输送给控制器。
控制器根据温度传感器的反馈信号来调整系统的工作状态,以达到设定温度的目标。
温度传感器的准确性和稳定性对系统的控制精度至关重要,因此选择合适的温度传感器对系统性能至关重要。
温度传感器的性能指标精度精度是指温度传感器输出值与真实温度之间的误差。
传感器课程设计(论文)

第1章绪论1.1 传感器的定义能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
1.2 温度传感器的组成通常,温度传感器由敏感元件和转换元件组成。
但是由于温度传感器输出信号一般都很微弱,需要有信号调节与转换电路将其放大或变换为容易传输、处理、记录和显示的形式。
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,传感器的信号调节与转换可以安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。
因此,信号调节与转换电路以及所需电源都应作为传感器的组成部分。
常见的信号调节与转换电路有放大器、电桥、振荡器、电荷放大器等,它1.3 传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。
被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。
大多数传感器是以物理原理为基础运作的。
化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。
1.3.1 传感器按照其用途分类压力敏和力敏传感器位置传感器液面传感器能耗传感器速度传感器加速度传感器射线辐射传感器热敏传感器24GHz雷达传感器1.3.2 传感器按照其原理分类振动传感器湿敏传感器磁敏传感器气敏传感器真空度传感器生物传感器等。
传感器的原理及其应用论文

传感器的原理及其应用论文摘要本论文主要介绍了传感器的原理及其在各个领域中的应用。
首先,论文阐述了传感器的定义和基本原理。
接着,详细讨论了各种类型传感器的工作原理,包括光学传感器、压力传感器、温度传感器等。
随后,论文探讨了传感器在环境监测、医疗领域、智能交通系统、工业生产等领域的应用案例。
最后,论文总结了传感器的发展趋势和未来的研究方向。
1. 引言传感器是一种能够感知环境中各种物理量并将其转化为可用信号的设备。
它是现代科技中不可或缺的一部分,广泛应用于各个领域。
本章将介绍传感器的基本概念,以及其在不同领域中的重要性和应用前景。
2. 传感器的定义和基本原理2.1 定义传感器是一种能够感知并感知环境中某种物理量,并将其转化为可以用来测量、监测或控制的其他形式的信号的设备。
2.2 基本原理传感器的基本原理是通过感受外部物理量的变化,并将其转化为可测量的电信号或其他形式的输出信号。
传感器通常包括感受部件、转换部件、输出部件和电路部分。
3. 传感器类型及其工作原理3.1 光学传感器光学传感器是一种利用光学原理检测并测量环境物理量的传感器。
它通过感受环境中光线的变化来判断目标物体的位置、颜色、形状等特征。
光学传感器工作原理可分为透射式光电传感器、反射式光电传感器和光纤传感器等。
3.2 压力传感器压力传感器是用于测量系统中气体或液体压力的传感器。
它通过感受被测介质对传感器施加的力来转化为电信号输出。
按其测量原理可分为机械式压力传感器、电阻式压力传感器和微电子压力传感器等。
3.3 温度传感器温度传感器是用于测量环境中温度变化的传感器。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器等。
这些传感器通过测量物体的温度并将其转化为电流或电压信号来实现温度测量。
4. 传感器的应用案例4.1 环境监测传感器在环境监测中起着重要的作用。
例如,大气压力传感器可以用于气象学研究和天气预报,土壤温湿度传感器可以用于农业生产监测,水质传感器可以用于水环境监测等。
传感器技术论文范文

传感器技术论文范文传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。
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目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。
【关键词】传感器种类新型1 前言传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。
人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。
因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。
通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。
2 传感器的分类按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。
3 常见传感器介绍3.1 电阻应变式传感器电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。
应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成。
敏感元件也叫敏感栅。
其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。
在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。
电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。
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传感器
课程论文
课程名称:传感器技术
论文题目:温度的传感器设计
学院:合肥通用职业技术学院
系别:机械工程系
专业:机电一体化机电1301 学号: ******** 学生姓名:**
指导教师:***
日期: 2015 年 1 月 4日
传感器的应用、发展前景及其目前的发展趋势
近年来,国内外温度传感器研发领域取得了很大的进步。
温度传感器正从结构复杂、功能简单向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展,为开发新一代温湿度测控系统创造了有利条件,也将温度测量技术提高到新的水平。
国内数字温度仪测量温湿度采用的主要方法有:“温—阻”法,即采用电阻型的温度传感器,利用其阻值随温度的变化测量空气的温度。
受传感器灵敏度的限制,这类温湿度仪的精度不是很高,一般条件下还可以满足需要,但是在环境实验设备等对精度要求较高的场合就难以满足要求了。
随着信息产业的发展及工业化的进步,温度不仅仅表现在以上几个方面直接或间接影响着人类基本生活条件, 还表现在对工生物制品、医药卫生、科学研究、国防建设等方面的影响。
针对以上情况,研制可靠且实用的温度控制器显得非常重要。
常用温度传感器的非线性输出及一致性较差,使温度的测量方法和手段相对较复杂,且给电路的调试带来很大的困难。
传统的温度测量多采用模拟小信号传感器,不仅信号调理电路复杂,且温度值的标定过程也极其复杂,并需要使用昂贵的标定仪器设备。
因此对于温湿度控制器的设计有着很大的现实生产意义。
随着光学技术在传感器领域的应用,出现了开关式温度测量器、辐射式温度测量器等温度测量器,使得温度测量精度和范围都有较大的提高,其中应用激光技术测温打破了传统的近距测温,可以针对远程温度测量[4-5]。
随着电子技术和自动化的发展,研究开发出数字式集成温度传感器。
这种传感器是将温度和数字电路集成在一起,内部包含了温度传感器、A/D转换器、信号处理器、接口电路等,有的还有单片机的中央处理器、随即存取存储器和只读存储器集成在一起,成功的实现了温度传感器的数字化结构。
数字式温度传感器的采集精度高、测试的可靠性高、又很强的抗干扰能力,这些都是模拟式温度传感器不能达到的,由于引入了数字式的温度反馈,有效地改善了比较器的失调和零点漂移对温度精度的影响。
目前,数字温度传感器已经结合了总线技术、等接口和主机进行通信,这种数字化、集成化的传感器是将温度传感器的一个新的发展方向。
温度传感器的工作原理
热敏电阻温度测量传感器所采用的材料为铂金,该传感器应用了激光调阻和溅射成膜等技术制作形成的。
选用铂电阻的原因是因为其电阻值可以随着温度的变化而近似线性的变化,且具有良好的温度重现性和良好的测试稳定性。
本文设计所使用的是铂膜温度传感器,该传感器零度时的阻值为1000Ω,该电阻的变化率为0.3851Ω/℃,在测量中薄膜铂电阻具有体积小,响应快,寿命长,测温范围宽,在氧化介质中性能稳定,线性度及精确度高等优点,很适合在便携式测量仪中使用。
由于热电阻随温度变化而引起电阻的变化值较小,如铂电阻 Pt1000 在零温度时的阻值
R0=1000,因此,在传感器与测量仪器之间的引线过长会引起较大的测量误差,在实际应用时,通常是热电阻与仪器或放大器采用两线或四线制的接线方式。
两线制的引线电阻:铂电阻不超过 R0的0.1%,铜电阻不超过 R0的 0.2%。
采用四线制可消除连线过长而引起的误差。
电桥输出电压 V0为
V0=I /2×2R(Rt-Rr) /(2R+Rt+Rr)当 R>>Rt、Rr时,V0=I /(Rt-Rr)
其中
Rr为温漂很小的铂电阻
Rt为可变电阻
R 为固定电阻
I 为恒流源提供的电流
V0为输出电压。
传感器的动态特性
根据本文的设计,图1-1为所测得在0℃~ 100℃温度范围内铂电阻的阻值和温度的关系曲线。
并且该图为传感器的动态特性。
图1-1铂电阻与温度关系曲线
由图1-1可以看出,随着温度升高铂电阻的的组织也随之升高,曲线呈近似线性变化。
传感器的静态特性
温度传感器探头采用的材料为铂金,应用激光调阻和溅射成膜等工艺技术制成。
铂电阻的阻值能够随着温度的变化而近似线性变化,具有良好的温度重现性和测试稳定性。
本文采用的是温度传感器探头如图1-2所示。
图1-2温度传感器探头图常用的铂膜温度传感器
图1-3 温度传感器探头图
铂膜温度传感器技术指标
铂膜温度传感器的技术指标见下表
1.铂电阻的技术指标
2.热响应时间
在温度出现阶跃变化时,铂电阻的输出变化至量程变化50%所需要的时间成为热响应时间,用T0.5表示。
3.铂电阻绝缘电阻
常温绝缘电阻的试验电压可取直流10~100V 任意值,环境温度在15~35℃范围内,相对湿度应不大于80%,常温绝缘电阻值应大于100M 。
4.铂电阻允许通过电流
通过铂电阻的测量电流最大不应超过1mA。
5.公称压力
一般是指在长温下,保护管所能承受的不至于破裂的静态外压,承压数值的大小同保护管的材料,直径,壁厚,焊接强度等密切相关。
温度传感器是指检测外界温度的传感器,它将所测环境中的温度信号转换为便于处理,显示,记录的电(频率)信号等,在很多领域都有普遍的应用。
温度传感器从使用角度大致可分为接触式和非接触式两大类。
前者是让温度传感器直接与待测物体接触,来检测被测物体温度的变化,而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离。
检测从待测物体放射出的红外线,从而达到测温的目的。
在接触式和非接触式两大类温度传感器中,相比之下运用较多的是接触式传感器,非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用。
它是利用转换元件电磁参数随温度变化的特性,对温度和与温度有关的参量进行检测的装置,其中将温度变化转换为电阻变化的称热电阻传感器,金属热电阻式传感器简称热电阻,半导体热电阻式传感器简称热敏电阻,将温度变化转换为电动势变化的称为热电偶传感器。
温度检测采用的最基本的是热电偶式和热敏电阻式。
热电偶式应用广泛,价格便宜而且耐用,种类多,能够覆盖非常宽的温度范围,最高温度可达到2000℃。
所以本文设计选择热敏电阻,该传感器主要随温度的变化阻值发生变化,主要测量范围为-200℃~ 500℃温度范围内测量。
其温度系数大而且稳定,反应速度快,工艺价格低,测温环境稳定。
传感器的内部结构
在传感器中间沉积了过渡层氧化镍,同时为了提高铂薄膜的焊接连接特性,在镍薄膜上面又沉积了铜薄膜作为导线层,最后在最外层沉积了三氧化二铝薄膜作为保护膜,起到绝缘保护的作用,其膜系结构设计如图所示:
由于三氧化二铝的绝缘特性和高硬度、高稳定性等特点,可以避免传感器层和铜导线层的氧化,同时也可以保证传感器的耐腐蚀和耐冲击,从而保证传感器长期稳定地工作。
设计小结
利用铂薄膜的温度电阻特性以及磁控溅射镀膜技术设计并制备了薄膜热阻型温度传感器,得到的薄膜传感器在-200到600摄氏度之间有极高的线性度和稳定性,并且通过对不同工艺参数的分析得到了最佳的制备铂薄膜的工艺参数:工作压强0.6 Pa,靶基距60 mm,电源功率120 W。
通过对退火温度的对比分析得到了铂薄膜最佳的退火温度为400℃,退火时间为2 h,这些都为制备更为稳定精度更高的铂薄膜温度传感器奠定了良好的基础。