传感器技术绪论
第1篇传感器技术绪论1.传感器引言当我们看见“传感器技术”的时候，大多数同学都不陌生。
传感器已经渗透到了我们生活的各个层面。
看看下表，就知道了。
请同学们自己补充2-3项举例。
表1-1 我们身边的传感器技术应用看来传感器技术确实是喜欢电子的人必不可少的一项技术。
那么，什么是传感器呢？就做电子技术的人来说，狭义上传感器是将被测量转换为电信号的一种器件或装置。
但是，我们看见上表中出现了体温计和血压计，很多同学认为它们并不是电信号输出。
实际上，国家标准GB7665-87对传感器的定义是：“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或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
这里所说的“可用输出信号”是指便于加工处理、便于传输利用的信号。
现在电信号是最易于处理和便于传输的信号。
所以，我们可以暂时以电信号输出作为我们课程的学习对象的。
传感器也可以定义为是一种检测装置，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。
1.1人类进步发展与传感器在人类文明史的历次产业革命中，感受、处理外部信息的传感技术一直扮演着一个重要的角色。
在l8世纪产业革命以前，传感技术由人的感官实现：人观天象而仕农耕，察火色以冶铜铁。
从18世纪产业革命以来，特别是在20世纪信息革命中，传感技术越来越多地由人造感官，即工程传感器来实现。
传感器的发展是推动人类进步的巨大力量。
传感器系统代替了人类实现了大量的自动化检测与控制，是把人从繁重的体力劳动中解放出来的关键器件。
那么，把它与人的感觉相比较可以帮助我们学习传感器更多知识。
1.2人的感官与传感器技术人类最早感受周围环境的变化是通过人体感知的，我们的耳可以听见声音、鼻可以闻到味道、眼可以看见周围环境、舌可以品尝各种味道、皮肤可以感受冷暖。
有人说传感器就是电五官，这是说如果将计算机比作人的大脑的话，那么传感器的地位和功能就相当于我们的身体。
我们的五官感受到外界的变化传送给大脑，大脑可以支配身体作出不同的反应动作。
传感器检测到外部物理量的变化可以直接驱动执行器实施相应的控制，也可以发送给计算机实施控制。
那么，我们完全可以将人的感官与传感器统一起来认识。
现代技术的发展，创造了多种多样的工程传感器．在许多方面它的性能甚至凌驾于人的感官之上。
首先，工程传感器可以轻而易举地测量人体所无法感知的量，如紫外线、红外线、超声波、磁场等。
从这个意义上讲，工程传感器具有人类所梦寐以求的特异功能；其次，有些量虽然人的感官和工程传感器都能检测，但工程传感器测量得更快、更精确。
例如虽然人眼和光传感器都能检测可见光，进行物体识别与测距，但是人跟的视觉残留约为0.1s，而光晶体管的响应时间可短到纳秒以下；人眼的角分辨率为l°，而光栅测距的精确度可达1〞激光定位的精度在月球距离(38×10 km)范围内可达10cm以下。
最后，工程传感器可以把人所不能看到的物体通过数据处理变为视觉图像。
CT技术就是一个例子，它把人体的内部形貌用断层图像显示出来，其他的例子还有遥感技术。
但是人的感官在许多方面优于工程传感器系统，当前来看主要体现在以下几个方面：1、人对所接触的多变量感知后所做综合决策与实施能力是超过传感器系统的；2、传感器服务于人的生产劳动和生活质量，人结合自身情感所做出的判断和行为是传感器系统做不到的；3、新型传感器的产生并应用始终滞后于人所感知外部世界的进程。
尽管材料、基础学科、智能系统的研究能帮助我们探索外部世界的未知规律，但是符合传感器定义的产品研制总滞后于人对自然规律的认知。
1.3传感器的发展与未来传感器是信息系统的源头。
在客观对象的测量、测试、检测、监测、分析、定位、跟踪、导航、制导、控制及健康管理等系统中，传感器是不可缺少的且在一定程度上是决定系统性能的重要部件。
因此，无论是材料、元器件和部件，还是系统研发者对传感器进展高度关注。
传感器是科学和工程结合产物，既依赖于科学的新现象和新规律，又依赖于新技术和工艺。
随着人类对材料的新认识、基础研究进展、智能系统的突破，传感器正在日新月异的发展。
诸如：光纤传感器、光纤传感器、集成传感器、MEMS传感器；、模糊传感器、智能传感器、多功能传感器、模型传感器、网络传感器、生物传感器。
⒈光纤传感器光纤传感器是利用光纤元件的传感器。
与传统传感器相比，光纤传感器具有敏感度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好，便于与计算机和被测实物连接，结构简单、体积小、重量轻、耗电少、适合于有毒有害、防火防爆环境及远程分布场合应用等优点。
光纤传感器可探测的物理量很多，已应用的光纤传感器可测量近百种物理量。
例如，压力、水声、应变、表面粗糙度、振动、位移、加速度、温度、流量、电磁场强度、大电压、大电流、辐射强度、体温、体压、血流、血液成分、血气成分、大气成分等。
⒉集成传感器集成传感器是利用集成电路工艺(镀膜、掩膜、腐蚀等)将半导体敏感元件及测量处理电路集成在一个芯片上的传感器。
集成传感器具有体积小、重量轻、高精度、高频响，且可做到高可靠、长寿命、低功耗、低成本，是一代新型传感器。
目前，已广泛用于石油、化工、机械动力、气象、地质、生物医学及航空、航天、航海等领域。
⒊MEMS传感器MEMS传感器是利用集成电路技术工艺和微机械加工方法将基于各种物理效应的机电敏感元器件和处理电路集成在一个芯片上的传感器。
MEMS是微电子机械系统的缩写，一般简称微机电。
MEMS传感器具有体积小、质量轻、响应快、灵敏度高、易批产、成本低、可测量各种物理量、化学量和生物量等优势，在航天、航空、航海、兵器、机械、化工等领域，尤其是汽车工业获得较广泛应用，且国外已形成MEMS产业。
目前已有MEMS压力传感器、加速度计、陀螺、静电电机、磁力矩器、电池、多路转换开关和矩阵开关等。
⒋模糊传感器模糊传感器是基于模糊集理论和技术，将输入的模拟或数字被测量(即传统传感器的输出量)转换成模糊量的传感器。
模糊集合论认为某元素既属于集合A又属于集合B，由隶属函数值判断最终所属的集合，而经典集合论认为某元素属于集合A就不属于集合B，反之亦然。
模糊传感器的原理是将被测量值范围划分成若干区间，利用隶属度值判断被测量值所处的区间，并用区间中值或相应的特定符号表示被测量值，这一过程称为模糊化。
实现模糊化过程的变换器称为模糊器，或符号变换器。
显然，模糊区间越小精度越高，而测量速度越慢。
隶属函数的选取也影响模糊传感器的精度和速度。
⒌智能传感器智能传感器概念最早由美国宇航局在研发宇宙飞船过程中提出来，并于1979年形成产品。
宇宙飞船上需要大量的传感器不断向地面或飞船上的处理器发送温度、位置、速度和姿态等数据信息，即便使用一台大型计算机也很难同时处理如此庞大的数据。
何况飞船又限制计算机体积和重量，于是引入了分布处理的智能传感器概念。
其思想是赋于传感器智能处理功能，以分担中央处理器集中处理功能。
同时，为了减少智能处理器数量，通常不是一个传感器而是多个传感器系统配备一个处理器，且该系统处理器配备网络接口。
目前，智能传感器尚没有标准化的科学定义。
智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。
例如，它在机器人领域中有着广阔应用前景，智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能，可感知各种现象，完成各种动作。
在工业生产中，利用传统的传感器无法对某些产品质量指标(例如，黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进行快速直接测量并在线控制。
6 多功能传感器从测量功能角度传统的传感器是将一个被测非电量转换成一个电量。
从系统角度是单输入单输出系统( 不含用于补偿的影响量输入) 。
而多功能传感器是将多个( 2 个以上) 被测量转换成1 个电信号。
从数学角度, 它能实现多元函数功能。
由于计算机技术和数值计算方法的飞速发展, 单输入-输出系统、多输入-输出系统的信号重构方法在诸多科学与工程技术领域获得广泛应用。
例如多雷达系统盲信号分离, 多传感器系统信号重构等。
7 模型传感器模型传感器是用模型描述实际传感器特性和过程的传感器, 或定义为能建立模型的传感器。
模型是实际事物和过程( 简称对象) 的等效表示形式。
它可以是实物模型( 例如电路、网络模型) 、数学模型、数据模型或程序模型等。
传感器数学模型便于利用数学手段分析传感器性能和系统建模, 为优化设计提供基础。
由于计算机技术, 近似计算, 神经网络及信息处理技术的飞速发展, 使传感器建模理论和技术不断发展, 且在诸多科学和工程领域得到广泛应用。
8 网络传感器网络传感器是配备网络接口的传感器。
网络接口用微处理器实现, 故也称为智能网络传感器。
这种传感器( 或执行器) 应符合IEEE1451 标准, 故也称为IEEE1451 传感器( 或执行器) 。
这种传感器可作为局域网( LAN ) 、城域网( MAN) 、广域网( WAN) 以及国际互联网Internet的终端, 可通过网络接口访问网络结点计算机、其他仪器和传感器等终端设备, 交换和共享数据。
这种传感器( 或执行器) 特别适合远程分布测量、监视、控制和维修等应用。
传感器厂家不需要构造支持特定网络协议的多种定制接口, 且传感器( 或执行器) 接口和网络接口之间也采用标准的有线和无线连接方法。
由于厂家生产的传感器( 或执行器) 的接口模块及其网络接口模块都是符合标准的配套件, 故传感器系统和网络都能实现即插即用。
9 生物传感器生物传感器是配有生物敏感元件的传感器。
生物敏感元件由抗原抗体、酶、核酸、细胞、组织、微生物等活性生物物质或材料制成的元件, 它基于化学反应将被测物( 对象) 的参量转成一次非电物理量,然后利用一般物理传感器将一次非电信号转换成适合远传和便于后续加工的电信号。
2传感器的一般特性如果同学在工作岗位上得到了一个设计任务，诸如：温度、流量、液位、颜色、风力、等测试设备研制或者执行某一项检测与控制任务。
那你一定想到要从能够完成这个任务的传感器选型开始，而且你一定会问清楚你所选择的的传感器工作电压是多少？接线方式如何？输出信号的什么类型？甚至你会直接询问商家是否有技术支持的能力。
那么，除了我们现在所想到的这些技术内容，传感器还有很多你可能不清楚的特性。
现在我们来熟悉一下。
2.1 传感器的静特性传感器的静特性是指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即当输入量是常量或变化快慢时，输出与输入的关系。
衡量传感器静态特性的主要技术指标有线性度、测量范围和量程、重复性、迟滞、灵敏度等。
2.1.1测量范围和量程：传感器所能测量的最大被测量(即输入量)的数值称为测量上限，最小的被测量则称为测量下限，而用测量下限和测量上限表示的测量区间，则称为测量范围，简称范围。
202006 - 第1章 绪 论【传感器技术案例教程】
1.2.3 按被测量分类
按传1感.2器.4被按测量工，作即原输理入分信类号分类，便于表示传感器功能，
也便于用户使用； 传感器分为温度、压力、流量、物位、质量、位移、速度、
加速度、角位移、转速、力、力矩、湿度、浓度等传感器；厂 家和用户习惯于这种分类方法
传感器技术案例教程
(第1章 绪 论)
1.2 传感器的分类
本课程重点讨论物理型传感器
物理型传感器
(第1章 绪 论)
传感器按照工作原理的分类
传感器技术案例教程
(第1章 绪 论)
1.3 传感器技术的特点
1. 涉及多学科与技术； 2. 品种繁多； 3. 应用领域十分广泛； 4. 总体要求性能优良，环境适应性好； 5. 应用要求千差万别； 6. 在信息技术中发展缓慢，但生命力强大
传感器技术案例教程
(第1章 绪 论)
1.1 传感器的作用实例分析
实例1：电位器式真空膜盒压力传感器 (potentiometer pressure transducer)
真空膜盒压力敏感元件
电位器式真空膜盒压力传感器
压力 → 膜盒位移 → 电位器电刷（通过传动机构）→ 输出电压
传感器技术案例教程
传感器基本结构组成示意图
传感器技术案例教程
1.2 传感器的分类
1.2.1 按输出信号的类型分类 1.2.2 按传感器能量源分类 1.2.3 按被测量分类 1.2.4 按工作原理分类
(第1章 绪 论)
传感器技术案例教程
(第1章 绪 论)
1.2 传感器的分类
1.2.1 按输出信号的类型分类
分为1三.2类.2：按模拟传式感、器数能字量式源、分开类关型(二值型)； 模拟1式.2传.3感按器：被输测出量连分续类电信号； 数字1式.2传.4感按器：工输作出原数理字分信类号；
光电传感与检测技术--绪论
编辑ppt
第1章 绪 论 1.3.1什么是传感器?
光电传感与检测技 术
编辑ppt
第1章 绪 论
光电传感与检测技 术
Fe编r辑rpapt ri330
第1章 绪 论
光电传感与检测技 术
车胎压力监测 编辑ppt
第1章 绪 论
光电传感与检测技 术
编辑ppt
第1章 绪 论 1.3.1什么是传感器
光电传感与检测技 术
编辑ppt
第1章 绪 论 1.1 课程内涵
光电传感与检测技 术
光电传感与检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术, 它主要利用光电传感器将光学信号变换成电学信号,并采用电路放大和滤波 处理等电子技术对变换后的电信号进行检测，然后用电子学、信息论、计算 机等方法进行分析并进一步传递、储存、控制和显示。
• 如果用机器完成这一过程，计算机相当人的大脑，执行机 构相当人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。
• 传感器好比人体感官的延长，有人又称“电五官”。
外
感官
大脑
肌体
界
信
息
传感器
计算机
执行机构
编辑ppt
第1章 绪 论 1.3.1什么是传感器
光电传感与检测技 术
➢ 从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称 为传感器。
外光电传感器: 光电管、光电倍增管、 像增强器…
热传感器
热释电传感器、 热电堆光传感器、 辐射热计传感器…
编辑ppt
第1章 绪 论
光电传感与检测技 术
(2)按照光电传感器输出信号的性质分类:
★光纤传感器、
★光栅传感器、
★光电式传感器、
★模拟光学传感器、
(整理)传感器技术绪论
第1篇传感器技术绪论1.传感器引言当我们看见“传感器技术”的时候，大多数同学都不陌生。
传感器已经渗透到了我们生活的各个层面。
看看下表，就知道了。
请同学们自己补充2-3项举例。
看来传感器技术确实是喜欢电子的人必不可少的一项技术。
那么，什么是传感器呢？就做电子技术的人来说，狭义上传感器是将被测量转换为电信号的一种器件或装置。
但是，我们看见上表中出现了体温计和血压计，很多同学认为它们并不是电信号输出。
实际上，国家标准GB7665-87对传感器的定义是：“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或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
这里所说的“可用输出信号”是指便于加工处理、便于传输利用的信号。
现在电信号是最易于处理和便于传输的信号。
所以，我们可以暂时以电信号输出作为我们课程的学习对象的。
传感器也可以定义为是一种检测装置，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。
1.1人类进步发展与传感器在人类文明史的历次产业革命中，感受、处理外部信息的传感技术一直扮演着一个重要的角色。
在l8世纪产业革命以前，传感技术由人的感官实现：人观天象而仕农耕，察火色以冶铜铁。
从18世纪产业革命以来，特别是在20世纪信息革命中，传感技术越来越多地由人造感官，即工程传感器来实现。
传感器的发展是推动人类进步的巨大力量。
传感器系统代替了人类实现了大量的自动化检测与控制，是把人从繁重的体力劳动中解放出来的关键器件。
那么，把它与人的感觉相比较可以帮助我们学习传感器更多知识。
1.2人的感官与传感器技术人类最早感受周围环境的变化是通过人体感知的，我们的耳可以听见声音、鼻可以闻到味道、眼可以看见周围环境、舌可以品尝各种味道、皮肤可以感受冷暖。
有人说传感器就是电五官，这是说如果将计算机比作人的大脑的话，那么传感器的地位和功能就相当于我们的身体。
传感器技术复习提纲
传感器复习提纲第0章绪论【没有大题】1．什么是传感器？（传感器定义）国家标准定义：能感受规定的被测量（包括物理量,化学量、生物量等）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。
2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？1.敏感元件：直接感受被测量（一般为非电量）并将其转换为与被测量有确定关系的易变成电量（包括电量）的其他元件。
2.转换元件：它能将物理量直接转换为有确定关系的电量的元件。
3.测量电路：把转换元件输出的电信号变为便于处理显示，记录控制的可用电信号的电路。
4.辅助电源：供给转换能量。
3．了解传感器的分类方法。
1.按基本效应分：物理型、化学型、生物型2.按传感机器分：结构型、物性型3.按能量关系分：能量转换型（自源型）能量控制型（外源型）4.按作用原理分：应变式，电容式，压电式，热电式5.按功能性质分：力敏，热敏，磁敏，气敏6.按功能材料分：固态（半导体，半导瓷，电介质）光纤，膜，超导等7.按输入量：位移，压力、温度、流量、气体8、按输出量：模拟式、数字量4．传感器的基本要求。
1、足够的容量2、灵敏度高、精度适当3、响应速度快，工作稳定、可靠性好4、适用性和适应性强5.使用经济第1章传感器技术基础【没有大题】1 衡量传感器静态特性的主要指标有哪些?说明它们的含义。
1.线性度：表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线（作为工作直线）之间的吻合（或偏离）程度的指标。
2.回差：反映传感器正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中输出-输入曲线的不重合程度的指标。
3.重复性：衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线一致性程度的指标4.灵敏度：传感器输出量增量与输入量增量之比。
5.分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量6.阈值:能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值。
7.稳定性：传感器在相当长时间内保持其性能的能力8.漂移：在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的，不需要的变化9.静态误差：指传感器在满量程内任一点输出值相对其理论值的可能偏离（逼近）程度。
传感器技术教案
教 案 首 页授课班级 课题序号授课课时1 4 授课形式 讲授 授课章节名 称第一章 绪论 第一节 传感器应用电路模型使用教具 多媒体课件 1.掌握传感器的定义2.了解传感器的结构作用和特点3.认识传感器应用电路一般结构4.掌握传感器选择的一般原则教学目的 教学重点教学难点传感器的结构作用和特点 应用电路一般结构 更新、补充、删节内 容无 课外作业 复习本节内容、预习下节相关知识内容教学后记授课主要内容或板书设计第一章绪论第一节传感器应用电路结构模型一、传感器的定义传感器：利用物理、化学及生物效应，把被测的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的器件或装置。
二、传感器的结构作用和特点三、传感器应用电路结构主要包括：微处理器、传感器、键盘电路、显示器、执行电路、提示器。
四、传感器选择的一般原则1、量程大小2、被测位置对传感器体积的要求3、测量方式为接触式还是非接触式4、信号的引出方法，有线或者是非接触测量5、传感器的来源，国产还是进口，价格是否能够承受，或者是自行研发。
课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤引入新课在日常生活中经常会使用到电视遥控器、手机、电脑等电子产品，那么遥控器是怎样遥控电视、手机是怎么记录运动步数、电脑内部是怎样实现对 CPU 等器件的温度检测呢？教学过程一、传感器的定义传感器：利用物理、化学及生物效应，把被测的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的器件或装置。
二、传感器的作用和应用领域1.通过把计算机比作人的大脑，把传感器比作人的感觉器官，执行器比作人的四肢，就可以制造出工业机器人。
2.用途：信息收集、信息数据的交换、控制信息采集的功能3.传感器的应用范围：（1）在制造业中（2）在汽车中（3）在智能楼宇中（4）在家用电器中（5）在安全防范中（6）在机器人中（7）在人体医学上（8）在环境保护中（9）在航空航天中（10）在遥感技术中（11）在军事上的应用三、传感器在国民经济中的地位传感器在现代科学技术、农业及工业自动化的发展起到基础和支柱作用，在世界各国也成为一种重要产业。
传感器技术-第一讲-绪论
y
2．迟滞：传感器在正(输入 量增大)反（输入量减小）行程中
yFS ⊿Hmax
输出输入曲线不重合称为迟滞。
迟滞特性如图所示，它一般是由
实验方法测得。迟滞误差一般以
满量程输出的百分数表示,即
H 1/ 2H max / yFS 100 %
0
x
迟滞特性
式中△Hmax正反行程间输出的最大差值。迟滞误差的另一名称 叫回程误差。回程误差常用绝对误差表示。检测回程误差时， 可选择几个测试点。对应于每一输入信号，传感器正行程及反
分析传感器动态特性，必须建立数学模型。线性系统的 数学模型为一常系数线性微分方程。对线性系统动态特 性的研究，主要是分析数学模型的输入量x与输出量y之 间的关系，通过对微分方程求解，得出动态性能指标。 动态特性的传递函数在线性或线性化定常系统中是指初 始条件为0时，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏 变换之比。
1.7 传感器的选用原则
一、与测量条件有关的因素 测量的目的；被测试量的选择；测量范围；输入信号的幅值， 频带宽度；精度要求；测量所需要的时间。 二、与传感器有关的技术指标 精度；稳定度；响应特性；模拟量与数字量；输出幅值；对 被测物体产生的负载效应；校正周期；超标准过大的输入信号 保护。 三、与使用环境条件有关的因素 安装现场条件及情况；环境条件(湿度、温度、振动等) 信 号传输距离；所需现场提供的功率容量。 四、与购买和维修有关的因素 价格；零配件的储备；服务与维修制度，保修时间；交货日 期。
1.5 传感器的发展趋势
传感技术的发展分为两个方面：提高与改善传感器的技术 性能、寻找新原理、新材料、新工艺及新功能等。
一、改善传感器的性能的技术途径 1．差动技术：差动技术是传感器中普遍采用的技术。它 的应用可显著地减小温度变化、电源波动、外界干扰等对传 感器精度的影响，抵消了共模误差，减小非线性误差等。不 少传感器由于采用了差动技术，还可使灵敏度增大。 2．平均技术：在传感器中普遍采用平均技术可产生平均 效应，其原理是利用若干个传感单元同时感受被测量，其输出 则是这些单元输出的平均值。 3．补偿与修正技术：针对传感器本身特性，针对传感器 的工作条件或外界环境补偿与修正，可以利用电子线路（硬件） 来解决，也可以采用微型计算机通过软件来实现。 4．屏蔽、隔离与干扰抑制。
徐科军主编传感器及检测技术第一章绪论
rm
xm x
a%
xn x
43
第三节测量误差与数据处理 4、随机误差
（1）正态分布 （2）随机误差的评价指标 （3）测量的极限误差
44
第三节测量误差与数据处理
4、随机误差
（1）正态分布
随机误差是以不可预定的方式变化着的误差，但在一定条件下服从统计规律
y f
1
e
2 2 2
2
F 1
能量转换
能量控制型 能量转换型
物理原理： 电参量式传感器、磁电传感器、压电式传感器等
用 途： 位移、压力、振动、温度
36
第三节测量误差与数据处理
1、测量误差的概念和分类
有关测量技术中的部分名词 （1）等精度测量 （2）非等精度测量 （3）真值 （4）实际值
（5）标称值 （6）示值 （7）测量误差
误差的分类 （1）系统误差
28
第一节自动检测技术概述
1、自动检测技术的重要性
军事战斗力
“阿波罗10”： 火箭部分---2077个传感器 飞船部分---1218个传感器
神州飞船： 185台（套）仪器装置
检测参数---加速度、温度、压力、 振动、流量、应变、 声学等
29
第一节自动检测技术概述 1、自动检测技术的重要性 综上所述，自动检测技术与我们的生产、生活密切相关。它是自动化领域的重要组成部分， 尤其在自动控制中，如果对控制参数不能有效准确的检测，控制就成为无源之水，无本之木。
可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步等方面起着重要作用。
7
第一节自动检测技术概述 1、自动检测技术的重要性
电动助力转向系统
电动转向助力系统的部件有方向盘、 转向柱、方向盘转角传感器、转向力 矩传感器、转向齿轮、转向助力电动 机及转向助力控制单元组成
(完整版)现代传感技术与系统课后答案
现代传感技术与系统课后答案第1章绪论1.传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？国家标准（GB7665-87）传感器的定义：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，通常由敏感元件和转换元件组成。
2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同？共有10种分类形式。
根据传感器的工作机理：基于物理效应、基于化学效应、基于生物效应；传感器的构成原理：结构型与物性型；能量转换情况：能量转换型和能量控制型；根据传感器的工作原理分类：可分为电容式、电感式、电磁式、压电式、热电式、气电式、应变式等；根据传感器使用的敏感材料分类：可分为半导体传感器、光纤传感器、陶瓷传感器、高分子材料传感器、复合材料传感器等；根据传感器输出信号为模拟信号或数字信号：可分为模拟量传感器和数字量（开关量）传感器；根据传感器使用电源与否：可分为有源传感器和无源传感器；根据传感器与被测对象的空间关系：可分为接触式传感器和非接触式传感器；根据与某种高新技术结合而得名的传感器：如集成传感器、智能传感器、机器人传感器、仿生传感器等；根据输入信息分类：可分为位移、速度、加速度、流速、力、压力、振动、温度、湿度、粘度、浓度等。
3.举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。
结构型：利用物理学中场的定律构成的，特点是其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。
其基本特征是以其结构的部分变化或变化后引起场的变化来反映被测量（力、位移等）的变化。
如电容传感器利用静电场定律研制的结构型传感器。
物性型：利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等。
物质定律是表示物质某种客观性质的法则。
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。
如，光电管利用了外光电效应，压敏传感器是利用半导体的压阻效应。
4.传感器与传感技术概念有什么不同？答：传感器是获取信息的工具。
无线传感器的论文
无线传感器网络作为一项新兴的信息采集技术正日趋成熟，随着硬件成本的进一步降低，其巨大的应用前景正逐渐体现。
介绍了现场总线湿度测量系统、数字式湿度测量系统和短距离无线多点湿度测量系统三种系统，并对比系统之间的优缺点。
本文采用低电压、低功耗的湿度传感器设计一种湿度信息采集的无线传感器网络节点。
将湿度传感模块和数据发送模块都放在一个单片机上，这样可以节省系统开发维护成本。
设计节点和组网的时候，节点只负责短距离传输数据，通过多跳的方式，将数据发送到基站上。
这样设计可以节省节点能源消耗，增加大规模数据传输距离，提升系统的应用范围。
基于WSN湿度采集节点，采集完数据后，传输到基站上，保证数据的可靠性和实时性。
再由节点以多跳的方式把数据传输到基站上，由基站统一传送，大大提高了数据的传输距离。
其可支持节点数，大大超越了现有系统所支持的节点数，支持节点的增加和删除，并且自动形成网络拓扑结构，不需要人为的干预。
虽然或多或少的会受环境所影响，但是通过实时监控节点状态和WSN所特有的可扩展性，可以第一时间检测出无效节点，可以减少损失。
对远程数据采集和传感器网络组网方案进行了研究和选择，并根据系统应用的要求，提出了层次型的体系结构，无线湿度测量系统的三种层次结构为PC机及监控软件构成的监控中心；由中心控制节点构成的传感器主网和由传感器节点、中继节点、路由节点构成的传感器子网。
关键词：无线传感器网络湿度采集路由协议监控系统A STUDY AND DESIGN OF HUMIDITY MEASURINGSYSTEM BASED ON WSNABSTRACTWireless sensor networks as a new information collection technology is becoming more mature, with a further reduction of hardware cost, and its greatprospect is gradually reflected. Describes the field bus and humidity measurementsystem, digital humidity measurement system and the short-range wireless multi-pointhumidity measurement system of three systems, and compare the advantages anddisadvantages between the systems. This low-voltage, low power humidity sensor andhumidity information to design a wireless sensor network node collection. Thehumidity sensor module and data transmission modules are on a single chip, so thatsaves system development and maintenance costs. When the nodes and networkdesign, node is only responsible for short-distance transmission of data, throughmulti-hop manner, to send data to the base station. This design can save node energyconsumption, increased large-scale data transmission distance and enhance systemapplications.Moisture collecting on WSN nodes, collecting complete data, transmitted to the base station to ensure data reliability and real-time. Then the node multi-hop way tothe data to the base station by base station to send a unified, greatly improving thedata transmission distance. The number of nodes can support, well beyond theexisting number of nodes supported by the system to support add ing and remov ingnodes, and automatically form a network topology, without human intervention.Although more or less be influenced by the environment, but through real-timemonitoring WSN node status and unique scalability, can be the first time to detectinvalid nodes, can reduce the losses.Remote data acquisition and sensor network research and networking program choices and requirements of the application of the system proposed hierarchicalarchitecture, wireless humidity measurement system, the hierarchy of the threemonitoring software for the PC, and composition of the monitoring center, by thecentral control node and the main network of sensors constituted by the sensor nodes,relay nodes, the routing nodes of the sensor subnets.KEY WORDS:WSN; humidity acquisition;route protocol; monitoring system无线传感器网络技术的迅速发展引起了全世界范围的广泛关注。
传感器和检测技术复习参考2023年修改整理
《传感器与现代检测技术》复习参考前言知识点第一章 概论1、检测的定义2、传感器的定义、组成、分类传感器(狭义):能感应被测量的变化并将其转换为其他物理量变化的器件.传感器(广义):是信号检出器件和信号处理部分的总称.传感器的分类：按测量的性质划分:位移传感器,压力传感器,温度传感器等.按工作的原理划分:电阻应变式,电感式,电容式,压电式,磁电式传感器等.按测量的转换特征划分:结构型传感器和物性型传感器.按能量传递的方式划分:能量操纵型传感器和能量转换型传感器.3、检测系统的静、动态性能指标静态特性可用下列多项式代数方程表示：y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anx n式中：y—输出量；x—输入量；a0—零点输出；a1—理论灵敏度；a2、a3、… 、an—非线性项系数。
1）线性度：指输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度,又叫非线性误差.2）灵敏度：指传感器的输出量增量与引起输出量增量的输入量的比值.3）迟滞：指传感器在正向行程和反向行程期间,输出-输入曲线不重合的现象.4）重复性：指传感器在输入量按同一方向做全量程多次测试时,所得特性曲线不一致性的程度.5）分辨率：指传感器在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量.6）稳定性：指传感器在室温条件下,通过相当长的时刻间隔,传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异.7）漂移：指传感器在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的变化,包括零点漂移和灵敏度漂移等.4、 传感器的动态特性1）瞬态响应法2）频率响应法第二章 常用传感器1、电阻式传感器（1）基本原理：将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路显示或记录被测量值的变化。
（2）电阻应变片结构（3）应变效应电阻应变片满足线性关系：，S即为应变片灵敏系数，或用K表示，K=1+2μ。
半导体应变片满足： （4）测量电路A ．直流电桥 （电桥形式（单臂、双臂、全桥）、输出电压表达式、电压灵敏度、应变片的位置安放）见课后习题P242 3.5 B ．交流电桥（5）温度误差缘由及补偿方法2、 电容式传感器（1） 结构、原理（2） 类型：变极距型：非线性误差大，适用于微小位移量测量变极板面积型：面积变化型电容传感器的优点是输出与输入成线性关系，但与极板变化型相比，灵敏度较低，适用于较大角位移及直线位移的测量。