电气与电子测量技术——传感器概述
传感技术-概念
常见物理量的分类
传感器分类表
分类法 按基本效应分 型式 物理型、化学型、 物理型、化学型、生物型 结构型 按构成原理分 物性型 混合型 能量转换型（自源型） 能量转换型（自源型） 按能量关系分 能量控制型（外源型） 能量控制型（外源型） 传感器输出量能量有外源供给， 传感器输出量能量有外源供给，但受被测量控制 说明 分别以转换中的物理效应、 分别以转换中的物理效应、化学效应等命名 以其转换元件结构参数变化实现信号转换 以其转换元件物理特性变化实现信号转换 结构性与物性型传感器组合而成的 传感器输出量直接由被测量能量转换而得
传感器的基本作用和传感器的相关名词*
传感器的功用: 一感二传，即感受被测信息， 传感器的功用: 一感二传，即感受被测信息，并传 送出去。 送出去。 传感器的基本作用体现在测量或检测上， 传感器的基本作用体现在测量或检测上，是应用传 感器的目的，也是学习本课程的目的。 感器的目的，也是学习本课程的目的。 国内曾出现过多种关于传感器名称，如发送器、 国内曾出现过多种关于传感器名称，如发送器、传 送器、变送器、检测器、探头等， 送器、变送器、检测器、探头等，这些名词是从其基本 作用来称谓的，它们的内涵相同或相似， 作用来称谓的，它们的内涵相同或相似，近来已趋向统 大都使用传感器这一名称。 一，大都使用传感器这一名称。 现实中对传感器的称谓仍有混乱，如传感器与敏感 元件的混用等。实际上它们是两个不同概念。国外对传 感器和敏感元件的概念也不统一， 常用词如Sensor、 Transducer及detector。
绪 论
----传感器及传感器技术概述 ----传感器及传感器技术概述
传感器和传感器技术的概念 传感器的工作基础 传感器的组成 传感器分类 传感器的地位与作用 传感器技术发展趋势
电气工程中的传感器和测量仪器
电气工程中的传感器和测量仪器电气工程是一个广泛应用于各个行业的领域，而传感器和测量仪器则是其中至关重要的组成部分。
本文将介绍电气工程中常见的传感器和测量仪器的原理和应用，并探讨其在各个领域中的具体应用。
一、传感器的原理和应用传感器作为电气工程中的核心元件之一，其作用是将非电学量转换为电学量，以实现对物理量的测量和控制。
传感器的原理多种多样，常见的有电压传感器、电流传感器、温度传感器等。
电压传感器是一种能将电力系统中的电压信号转换成电气信号的装置。
它通常由电容器、电阻器、变压器等组成。
电压传感器的应用范围非常广泛，可以用于电力系统的测量和保护，以及工业生产中的电能质量监测。
电流传感器则是用于测量电力系统中电流大小和方向的一种装置。
它通过感应原理，将电流信号转换为电压或电流信号输出。
电流传感器广泛应用于电力系统的电能计量、电力负荷监测等领域。
温度传感器则是测量物体温度的一种传感器。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻和二极管温度传感器等。
它们通过测量物体的热量变化，将温度转换为电学信号输出。
温度传感器广泛应用于工业控制、温度监测等领域。
二、测量仪器的原理和应用测量仪器是电气工程中用于测量和分析各种物理量的工具。
它们通常由传感器、信号处理器和显示器等组成。
常见的测量仪器有示波器、频谱分析仪和万用表等。
示波器是用于显示电信号波形的一种测量仪器。
它通过将电信号转换成可视化的图像，实现对电信号的观测和分析。
示波器广泛应用于电子电路设计、通信系统调试等领域。
频谱分析仪则是用于测量信号频谱的一种仪器。
它能够将信号分解成不同频率分量，通过显示或记录频谱图表达出来。
频谱分析仪在通信、音频、无线电等领域中具有重要的应用价值。
万用表是一种用途广泛的测量仪器，它可以测量电压、电流、电阻等多种物理量。
万用表通常分为模拟型和数字型两种，可以满足不同的测量需求。
万用表广泛应用于电子设备维修、实验室测试等领域。
三、传感器和测量仪器的应用领域传感器和测量仪器在各个领域中都有广泛的应用。
电子测量原理知识点总结
电子测量原理知识点总结1. 传感器原理传感器是电子测量系统中的核心部件，它能够将被测量的物理量转换成电信号，以便进行后续的处理和分析。
传感器的原理可以分为多种类型，包括压力传感器、温度传感器、光电传感器等。
以下以压力传感器为例，介绍传感器的基本原理。
压力传感器是一种能够将压力信号转换成电信号的装置。
其基本原理是利用敏感元件（例如压阻、电容、压电晶体等）对外界压力进行检测，并将其转换成电信号输出。
在压力传感器中，敏感元件会随着外界压力的变化而产生对应的变化，进而产生相应的电信号。
此外，传感器还可能设置信号调理电路，以滤波、放大或调理输出信号，以便适应后续的测量和控制系统。
2. 信号调理原理信号调理是指对传感器输出的信号进行处理和调理，以便适应后续的数据采集和分析系统。
信号调理包括滤波、放大、去噪、精度调整等多种处理方式。
以下以滤波为例，介绍信号调理的基本原理。
滤波是指对传感器输出的信号进行滤波处理，以去除其中的噪声和干扰，使得信号更加清晰和准确。
滤波可以采用数字滤波或者模拟滤波的方式进行，其中数字滤波是指对信号进行数字化处理后，利用软件或硬件进行滤波处理，而模拟滤波是指对信号进行模拟电路中的滤波处理。
滤波可以采用低通滤波、高通滤波、带通滤波等多种类型，以适应不同的信号特性和处理要求。
3. 数据传输原理数据传输是指将经过测量和处理的数据传输到后续的数据采集和分析系统中，以便进行进一步的处理和分析。
数据传输可以采用有线传输或者无线传输的方式进行，其中有线传输是指通过传输线缆将数据传输至远端系统，而无线传输是指通过无线通信方式将数据传输至远端系统。
以下以有线传输为例，介绍数据传输的基本原理。
有线传输是指利用传输线缆（例如串行线、并行线、光纤等）将经过处理的数据传输至远端系统。
在传输过程中，需要考虑数据的传输速率、传输距离、数据稳定性等因素，以保证数据的准确传输和稳定接收。
此外，在传输线缆中可能会设置调制解调器、电缆放大器、传输协议等设备，以适应不同类型的数据传输需求。
第1章传感器概述
泡沫也是可以测量的，近年来使用相对便宜的红外线传 感器，通过记录红外光的衰减进行泡沫浑浊度测量。但 是，这一领域的最大进步还未到来。
LED 泡沫 管子
感光晶体管
浑浊度传感器测量泡沫质量的工作原理
外
感官
大脑
肌体
界
信
息
传感器
计算机
执行机构
第1章 传感器概述
1.1 什么是传感器
传感与检测技术
对于各种各样的被测量，有着各种各样的传感器。 下面请看几个传感器应用实例:
智 能 远 程 数 字 压 力 表 机械式弹簧压力表
第1章 传感器概述
1.1 什么是传感器
传感与检测技术
智 能 数 字 压 力 表
传感与检测技术
（3）烘干机： 温度 —— NTC 湿度 —— 电导传感器
（4）制冷机： 温度
（5）烤箱： 温度 —— pt100
（6）微波炉： 温度 —— NTC 湿度 —— 陶瓷传感器 气体
第1章 传感器概述 传感与检测技术
1.2 传感器技术的作用和地位
家用电器
( 7 ) 吹风机： 温度 —— NTC 温度（非接触）—— 红外线热电偶 气流
现代工业生产，尤其是自动化生产过程中，每个生产环 节都需要用各种传感器监视和控制生产过程的各个参数， 一是保证产品达到最好的质量，二是保证设备工作在最 佳状态。传感器是自动控制系统的关键基础器件，直接 影响到自动化技术的水平。
背投电视生产线
调试系统
空调生产线
网络产品生产线
液晶产品生产线
全国最大的插件机群
什么是传感器如何应用于电子电路中
什么是传感器如何应用于电子电路中传感器是一种能够将环境信息转换为电信号的装置。
它具有广泛的应用领域，尤其在电子电路中起着重要的作用。
本文将就传感器的定义、工作原理以及在电子电路中的应用进行详细介绍。
一、传感器的定义传感器是一种能够感知并测量某种物理量或化学量的装置。
它通过一系列的物理或化学转换，将被测量的量转换成电信号输出。
传感器广泛应用于环境监测、工业自动化、智能家居等领域，并且在电子电路中起到了至关重要的作用。
二、传感器的工作原理传感器的工作原理通常基于物理效应。
常见的物理效应包括压阻效应、热敏效应、电磁感应效应等。
以压阻传感器为例，它通过压电效应将外力的压力转换为电信号输出。
当外力作用于传感器的敏感元件时，敏感元件内部的阻值发生改变，从而产生相应的电信号。
三、传感器在电子电路中的应用1. 温度传感器：温度传感器是最常见的传感器之一，它能够测量环境中的温度并将其转换为电信号。
在电子电路中，温度传感器常常用于监测集成电路的温度，以防止过热损坏。
2. 光敏传感器：光敏传感器可以测量光的强度，并将其转换为电信号。
在电子电路中，光敏传感器广泛应用于自动控制系统、光电检测等场景中。
3. 气体传感器：气体传感器能够检测环境中的气体成分，并将其转换为电信号输出。
在电子电路中，气体传感器常用于空气质量监测、工业生产等领域。
4. 压力传感器：压力传感器可以测量压力的大小，并将其转换为相应的电信号。
在电子电路中，压力传感器常用于汽车制动系统、液体控制系统等领域。
5. 加速度传感器：加速度传感器能够测量物体的加速度，并将其转换为电信号。
在电子电路中，加速度传感器广泛应用于汽车安全系统、智能手机中的倾斜感应等场景。
通过以上几个例子可以看出，传感器在电子电路中的应用非常广泛。
它能够将环境中的物理量或化学量转化为电信号，为电子设备的正常工作提供必要的信息。
在不同的应用场景中，选择合适的传感器类型能够提高系统的准确性和可靠性。
电气传感器技术的研究及应用
电气传感器技术的研究及应用随着科学技术和制造工艺的不断发展，传感技术也得到了快速的发展，其中电气传感器技术是重要的一种技术。
电气传感器技术具有广泛的应用前景，是当前研究的热点之一。
一、电气传感器技术概述电气传感器技术是指通过电学变化等方式，感知并采集周围环境的物理量和化学量信息，将信息转换为电信号输出。
电气传感器技术主要应用于工业自动化控制、安全检测、环境监测、医疗健康等领域。
电气传感器技术的主要优点是具有高精度、高灵敏度、高可靠性和无需保养等特点，这些优点使得电气传感器技术能够广泛应用于各个领域。
二、电气传感器技术的研究进展电气传感器技术的研究进展主要包括传感元件的设计、制造和测试等方面。
1. 传感元件的设计传感元件是电气传感器技术中最主要的组成部分。
传感元件的设计必须考虑不同的应用场景和使用环境，确定适当的灵敏度和响应速度等参数。
近年来，传感元件的设计主要采用微纳加工技术，将传感元件制作成微小、高灵敏度、高分辨率的元件。
2. 传感元件的制造传感元件的制造主要采用微纳加工技术。
微纳加工技术被广泛应用于制造微型元器件和传感器，具有精度高、成本低、制备周期短、可实现高通量等优势。
其中，光刻技术、薄膜制备技术、微雕刻技术和微流控技术等微纳加工技术被广泛应用于传感器元件的制造。
3. 传感元件的测试传感元件的测试是电气传感器技术研究中的重要环节。
传感元件的测试主要包括传感器响应特性、灵敏度、响应时间等方面的测试。
传感元件的测试需要采用高精度、高速度的测试设备，同时还需要进行多次测试以确定其稳定性和可靠性。
三、电气传感器技术的应用电气传感器技术的应用领域非常广泛，以下是几个应用领域的简要介绍：1. 工业自动化控制工业自动化控制是电气传感器技术应用的主要领域之一。
传感器可以感知不同的物理量或化学量信息，并利用反馈控制算法实现工业自动化控制。
例如，压力传感器、温度传感器、流量传感器等都在工业自动化控制中广泛应用。
传感器与测量技术
传感器与测量技术传感器是一种能够监测、感知和测量物理量或化学量的装置，它可以将物理量或化学量转换为电信号或其他形式的信号，并将这些信号传输给测量设备进行处理和分析。
传感器广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、医疗健康、农业等，在现代生活中发挥着重要的作用。
本文将围绕传感器与测量技术展开论述，介绍传感器的工作原理、分类、应用以及相关的测量技术。
一、传感器的工作原理传感器的工作原理基于物理效应或化学原理，通过与被测对象相互作用，感知并测量被测量的物理量或化学量。
不同类型的传感器具有不同的工作原理，常见的几种原理包括电阻、电容、电感、压力、温度、湿度、光敏等。
1. 电阻传感器电阻传感器是利用电阻值的变化来检测被测物理量的变化。
例如，温度传感器中常用的热敏电阻，它的电阻值随温度的变化而变化。
2. 电容传感器电容传感器是利用电容的变化来检测被测物理量的变化。
例如，湿度传感器中常用的电容湿度传感器，它的电容值随湿度的变化而变化。
3. 电感传感器电感传感器是利用电感的变化来检测被测物理量的变化。
例如，位移传感器中常用的电感式位移传感器，在位移发生变化时，电感值会发生变化。
4. 压力传感器压力传感器是利用压力的变化来检测被测物理量的变化。
例如，气压传感器常用于气象观测，它根据大气压力的变化来监测天气的变化。
5. 温度传感器温度传感器是利用温度的变化来检测被测物理量的变化。
例如，热电偶是一种常见的温度传感器，它根据两个不同材料的热电势差来测量温度。
6. 湿度传感器湿度传感器是利用湿度的变化来检测被测物理量的变化。
例如，电容湿度传感器通过测量湿度对电容的影响来检测湿度变化。
7. 光敏传感器光敏传感器是利用光的变化来检测被测物理量的变化。
例如，光敏电阻是一种常见的光敏传感器，它的电阻值会随光照强度的变化而变化。
二、传感器的分类根据不同的分类标准，传感器可以分为多种类型。
按照测量物理量的不同，传感器可以分为温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
传感器与检测技术(知识点总结)
传感器与检测技术知识总结第一章概述1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。
一、传感器的组成2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。
①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。
②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。
③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。
二、传感器的分类1、按被测量对象分类（1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。
（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。
2、传感器按工作机理（1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。
（2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。
3、按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。
4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。
5、按传感器能量源分类（1）无源型：不需外加电源。
而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型；（2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。
6、按输出信号的性质分类（1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）；（2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性；（3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。
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常用变送器种类
电量变送器：电压、电流、频率、相位、功率等。
非电量变送器：温度、压力、流量等
传感器概述
传感器的地位和作用
人的感官：眼睛 耳朵 鼻子 舌头 皮肤 视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉
传感器的地位和作用
被测量X1
传感器1
被测量X2
信号调理 信号调理 数 据 采 集 卡
A/D转换
多路转换
传感器2
计 算 机
显 示
被测量Xn
传感器n
被测量X 电气参量 非电气参量 获取信号
信号调理
信号变换
敏感元件：又叫弹性元件，，如梁、膜片、柱、筒、环 等，直接感受被测量，将力、重量、位移、力矩等转化 为中间变量，如膜片的变形和应力； 转换元件：将弹性敏感元件的输出的中间变量转化为电 参量的变化，如电阻式，电感式、电容式；
转换电路：调理电路，一般转化为电量；
传感器的一般组成
敏感元件：气膜盒，直接感受被 测量； 转换元件：磁芯与电感线圈； 转换电路：通过磁芯的变化， 引起转换电路输出 电信号的变化。
预滤波
信号分析、 处理
传感器处于测量系统的最前 端，起着获取信息与转换信 息的重要作用。
传感器的作用与地位
一切科学研究与自动化生产过程要获取的 信息，都要通过传感器获取并通过它转换为容 易传输与处理的电信号。
•
世界各国都将传感器技术列为重点发展的高 技术，倍受重视。
传感器的定义和内涵
定义：
能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用输 出信号的器件或装置。 内涵： 传感器对规定的被测量具有最大的灵敏度和最好的 选择性。（电气量或非电量）。
输出信号中载有被测量信息，能够远距离传送、接 收和处理(常见：电信号、光信号和气动信号）。 输入输出关系有规律，可复现。
传感器分类
按被测量（输入量）的性质分类 机械量 位移、力、(角)速度、加速度、重量等； 电气量 电压、电流、功率、频率等； 热工量 温度、压力、流量、液位、物位、流速等； 化学量 浓度、粘度、湿度、气体的组分、液体的组分等； 光学量 光强、光通量、辐射能量等； 生物量 血糖、血压、酶等； 按输出量的性质分类 电参数型传感器：输出量为电参量，如电阻式、电感式和电容式 电量型传感器：输出量为电量，如热电式、压电式、光电式、磁电式等。 按能量关系分类 能量转换型 被测对象能量转化为输出信号能量，如热电偶、光电池等。 能量控制型 需要外部提供激励源，如R、L、C电参数型传感器。
气体压力传感器的示意图
热电偶温度传感器，直接将待测温度转换为热电势输出。
变送器概述
传感器：物理量－>另一种物理量 变送器:传感器＋调理电路＋输出规一化 （输出标准信号的传感器） 变送器目标：将各种物理量转换成统一的标准信号。
国际标准信号： 电流标准4－20mA(DC) (电流信号抗干扰能力强，一般用于传输距离较长的情况。) 电压标准1－5V(DC) (适于传输给多个其他测量环节) 气动标准20－100kPa
传感器分类
按被测量的性质分类 结构型 以转换元件结构参数变化实现信号转换，一般包括 敏感元件和变换器。 物性型 以转换元件物理特性变化实现信号转换，如测温电 阻，热电偶
按输出信号分类 模拟式传感器 输出量为模拟信号，如电压、电流、…… 数字式传感器 输出量为数字信号，如脉冲、编码、……
传感器的一般组成