传感器及其应用补充计算机辅助检测及综合应用ppt课件
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传感器原理介绍及应用ppt课件
西门子 Senaco AS100 声传感器
目录
1 传感器的基本概念 2 常用传感器 3 公司产品介绍 4 产品应目方案分析
项目评估 工艺流程图
沈阳某电视台网管中心空调自控工程
一、项目背景 通常现代建筑中的中央空调系统冷冻主机的负荷能 随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹 配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，不仅造 成电能的极大耗费，同时也恶化了中央空调的运行 环境和运行质量。 随着新技术、新设备在电视台的 广泛应用，数字化、网络化、智能化有效的提高了 电视信号的播出水平。沈阳某电视台网管中心集中 着电视的大部分关键设备，使用空调自控系统对设 备的安全起到保障作用。因此，这对电视台网管中 心的空调系统自动控制改造提出了更高要求。沈阳 新华控制系统有限公司成功中标沈阳某电视台网管 中心的空调自控系统的设计、安装与调试工程。
常用传感器—霍尔传感器
概念：霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁
场传感器。
分类：霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型
霍尔传感器两种。
结构：霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、
霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。
应用：测量电流、位移、转速、风速、流速、自
动电路。
常用传感器—温度传感器
概念：是指能感受温度并转换成可用输出信号的
SITRANS FM MAG 1100 F电 磁流量传感器是 特地为食品、饮 料和制药工业而 设计的，配置各 种卫生型快速接 头。
公司产品介绍—西门子工业业务
西门子 SITRANS P ZD 系列压力测量仪表可 配置的压力变送器， 测量气体、液体和蒸 汽的表压和绝压。带 数字显示，量程比10 ︰1，数字显示与过程 连接的可选经向或轴 向两种方式。
目录
1 传感器的基本概念 2 常用传感器 3 公司产品介绍 4 产品应目方案分析
项目评估 工艺流程图
沈阳某电视台网管中心空调自控工程
一、项目背景 通常现代建筑中的中央空调系统冷冻主机的负荷能 随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹 配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，不仅造 成电能的极大耗费，同时也恶化了中央空调的运行 环境和运行质量。 随着新技术、新设备在电视台的 广泛应用，数字化、网络化、智能化有效的提高了 电视信号的播出水平。沈阳某电视台网管中心集中 着电视的大部分关键设备，使用空调自控系统对设 备的安全起到保障作用。因此，这对电视台网管中 心的空调系统自动控制改造提出了更高要求。沈阳 新华控制系统有限公司成功中标沈阳某电视台网管 中心的空调自控系统的设计、安装与调试工程。
常用传感器—霍尔传感器
概念：霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁
场传感器。
分类：霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型
霍尔传感器两种。
结构：霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、
霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。
应用：测量电流、位移、转速、风速、流速、自
动电路。
常用传感器—温度传感器
概念：是指能感受温度并转换成可用输出信号的
SITRANS FM MAG 1100 F电 磁流量传感器是 特地为食品、饮 料和制药工业而 设计的，配置各 种卫生型快速接 头。
公司产品介绍—西门子工业业务
西门子 SITRANS P ZD 系列压力测量仪表可 配置的压力变送器， 测量气体、液体和蒸 汽的表压和绝压。带 数字显示，量程比10 ︰1，数字显示与过程 连接的可选经向或轴 向两种方式。
《传感器及其应用》PPT课件
天煌THJDAL-2型自动生产线
光电传感器
工作原理：由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光 学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量 性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感 器.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流, 它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测 目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻 档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出 的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件 上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从 被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光 源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件 上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.
３.实现传感器的高精度，一体化，小 型化
4.生物传感器 血糖仪,
除以上介绍的以外,生活中还有气体 传感器,味觉传感器，声音传感器等
1.同学们能否举出我们生活中 使用的传感器的例子吗?
天煌THJDAL-2型自动生产线
供料 加工 装配 分拣 搬运
一、供料站
二 、加工 站
三 、装配站
四、分拣站
五 、搬运站 、
产线上用到的传感器
光电传感器 光纤传感器 电感传感器 磁性传感器
光纤传感器
原理：光纤传感器的基本工作原理是将来 自光源的光经过光纤送入调制器，使待测 参数与进入调制区的光相互作用后，导致 光的光学性质(如光的强度、波长、频率、 相位、偏正态等)发生变化，称为被调制的 信号光，在经过光纤送入光探测器，经解 调后，获得被测参数。
电感ห้องสมุดไป่ตู้感器
原理：电感式传感器是利用金属导体和交变 电磁场的互感原理。位于传感器前端的检测 线圈产生高频磁场，当金属物体接近该磁场， 金属物体内部产生涡电流，导致磁场能量衰 减，当金属物体不断靠近传感器感应面，能 量的被吸收而导致衰减，当衰减达到一定程 度时，触发传感器开关输出信号，从而达到 非接触式之检测目的。
传感器检测技术及应用ppt课件 --视觉传感器及其应用
CMOS视觉传感器耗电小，其耗电量约为CCD视 觉传感器的1/3。
32
7.3.3 CMOS视觉传感器的应用
CMOS视觉传感器与CCD视觉传感器一样，可 用于自动控制、自动测量、摄影摄像、视觉识别 等各个领域。
CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。 CMOS视觉传感器用于数码相机有助于改善 人们心目中数码相机是“电老虎”的不良印象。
(4) 作为机器人的视觉，监控机器人的运行。
23
7.3 CMOS 视觉传感器
佳能数码单反相机EOS D30 采用的CMOS传感器
尼康D2X上所使用的CMOS
24
CCD和CMOS的主要区别
制造上的区别： CMOS和CCD同为半导体。但CCD是集成在半导体单晶材料上， 而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上。
用一般的串行计算机处理二维图像，运算时 间很长，为了缩短时间，可用专用图像处理器， 这种处理器有局部并列型、完全并列型、流水线 型、多处理器型等。
37
3．物体图像的识别
首先输入被识别物体的图像模型，并抽出其几何形状特 征，然后用视觉传感器输入物体的图像并抽出其几何形状特 征，用比较判断程序比较两者的异同。 如果各几何形状特征相同，则该物体就是所需要的物体。
38
4．立体视觉
距离信息是处理三维图像不可缺少的，而距 离计测多以三角原理进行处理。立体视觉使用两 台视觉传感器，象人类的两眼组成立体视觉。
通过比较两台摄像机摄入的两个图像而找出 其对应点，再从两个图像内的位置与两台摄像机 几何位置的配置，决定相当于对应点对象物体上 一点的距离信息。距离的检测也可使用一台视觉 传感器和一台激光发射器，当测知角r 、 及距离L 时，即可运用三角原理计算出到被测物体上A点的 距离。
32
7.3.3 CMOS视觉传感器的应用
CMOS视觉传感器与CCD视觉传感器一样，可 用于自动控制、自动测量、摄影摄像、视觉识别 等各个领域。
CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。 CMOS视觉传感器用于数码相机有助于改善 人们心目中数码相机是“电老虎”的不良印象。
(4) 作为机器人的视觉，监控机器人的运行。
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7.3 CMOS 视觉传感器
佳能数码单反相机EOS D30 采用的CMOS传感器
尼康D2X上所使用的CMOS
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CCD和CMOS的主要区别
制造上的区别： CMOS和CCD同为半导体。但CCD是集成在半导体单晶材料上， 而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上。
用一般的串行计算机处理二维图像，运算时 间很长，为了缩短时间，可用专用图像处理器， 这种处理器有局部并列型、完全并列型、流水线 型、多处理器型等。
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3．物体图像的识别
首先输入被识别物体的图像模型，并抽出其几何形状特 征，然后用视觉传感器输入物体的图像并抽出其几何形状特 征，用比较判断程序比较两者的异同。 如果各几何形状特征相同，则该物体就是所需要的物体。
38
4．立体视觉
距离信息是处理三维图像不可缺少的，而距 离计测多以三角原理进行处理。立体视觉使用两 台视觉传感器，象人类的两眼组成立体视觉。
通过比较两台摄像机摄入的两个图像而找出 其对应点，再从两个图像内的位置与两台摄像机 几何位置的配置，决定相当于对应点对象物体上 一点的距离信息。距离的检测也可使用一台视觉 传感器和一台激光发射器，当测知角r 、 及距离L 时，即可运用三角原理计算出到被测物体上A点的 距离。
《传感器及其应用》课件
传感器将在智能交通、智能医疗、环境监测等领域发挥更大作用，提升生活品质和工业 效率。
传感器根据测量物理量的不同可分为温度传 感器、光电传感器、压力传感器等。
3 传感器的基本结构
传感器由感知元件、转换元件和输出元件组 成，实现环境参数到电信号的转换。
4 传感器的工作原理
传感器通过感知元件对环境参数进行测量， 并将这些信号转换为电信号，用于后续处理 和分析。
二、传感器的应用
1 温度传感器
4
智能质量检测
利用传感器对产品进行在线检测和质量监控，提高产品质量和一致性。
五、传感器的发展趋势
1 传感器的技术革新
传感器技术在小型化、集成化、智能化方面不断创新，提供更多应用场景和功能。
2 传感器市场的前景
随着物联网和智能化的发展，传感器市场将持续增长，成为未来重要的产业。
3 传感器应用的未来发展
《传感器及其应用》PPT 课件
欢迎来到《传感器及其应用》的课程介绍PPT。在本课程中，我们将探讨传 感器的概念、工作原理以及在不同领域的应用，包括智能家居和制造业。让 我们一起开始吧！
一、传感器的概念
1 传感器定义
2 传感器分类
传感器是一种能够对周围环境进行感知和测 量的装置，将环境参数转化为可用的电信号。
用于测量环境温度，广泛 应用于气候控制、工业过 程监测等。
2 光电传感器
可感知光信号的存在和强 度，常用于自动化控制、 光电开关等领域。
3 压力传感器
测量压力或压力变化，广 泛应用于汽车、航空航天 等工业领域。
4 气体传感器
用于检测空气中的不同气体成分，常用于环 境监测、气体泄漏报警等。
5 液位传感器
测量液体的高度和变化，广泛应用于液体储 罐、水处理等领域。
传感器根据测量物理量的不同可分为温度传 感器、光电传感器、压力传感器等。
3 传感器的基本结构
传感器由感知元件、转换元件和输出元件组 成，实现环境参数到电信号的转换。
4 传感器的工作原理
传感器通过感知元件对环境参数进行测量， 并将这些信号转换为电信号，用于后续处理 和分析。
二、传感器的应用
1 温度传感器
4
智能质量检测
利用传感器对产品进行在线检测和质量监控，提高产品质量和一致性。
五、传感器的发展趋势
1 传感器的技术革新
传感器技术在小型化、集成化、智能化方面不断创新，提供更多应用场景和功能。
2 传感器市场的前景
随着物联网和智能化的发展，传感器市场将持续增长，成为未来重要的产业。
3 传感器应用的未来发展
《传感器及其应用》PPT 课件
欢迎来到《传感器及其应用》的课程介绍PPT。在本课程中，我们将探讨传 感器的概念、工作原理以及在不同领域的应用，包括智能家居和制造业。让 我们一起开始吧！
一、传感器的概念
1 传感器定义
2 传感器分类
传感器是一种能够对周围环境进行感知和测 量的装置，将环境参数转化为可用的电信号。
用于测量环境温度，广泛 应用于气候控制、工业过 程监测等。
2 光电传感器
可感知光信号的存在和强 度，常用于自动化控制、 光电开关等领域。
3 压力传感器
测量压力或压力变化，广 泛应用于汽车、航空航天 等工业领域。
4 气体传感器
用于检测空气中的不同气体成分，常用于环 境监测、气体泄漏报警等。
5 液位传感器
测量液体的高度和变化，广泛应用于液体储 罐、水处理等领域。
传感器与检测技术ppt课件
控制系统的自动化水平高低。
传感器的选用主要取决于建模参数和被测 量、测量精度和灵敏度要求以及测量系统的 成本等因素。
(4) 传感器的品质参数 灵敏度 分辨率 准确度 精密度
重复性
线性度
灵敏度
灵敏度反映传感器对被测量变化的 响应能力。
O S I
输出变化量
输入变化量
分辨率
如果已知总体精度上限，要计算各部件的 误差，则假定各部件误差对总精度的影响 是均等的。
f N xi xi n
N xi f n xi
[实例]已知角速度与作用力的关系式 试求转速的不确定性。 [解]
F 5 0 0 3 1 6 . 2 3 m r 0 . 20 . 0 2 5
霍尔传感器的应用—— 测量焊接电流
在标准的园环铁芯开一 小缺口，将霍尔元件放在 缺口处，被测电流的导线 穿过铁心时就产生磁场B， 则霍尔传感器有输出。当 测出的小于 规定的焊接电流时，可 控硅的导通角增大，焊接 电流变大，测出的电压大 于规定的焊接电流时，可 控硅的导通角减，焊接电 流变小，控制焊接回路的 电流。
性；
没有机械电位器特有的滑片，彻底解决了滑 片接触不良的问题；体积小，节省空间，易于装 配；寿命长，可靠性高。
数字电位器与机械式电位器的区别
类 特 型 性 机 无 械 源 式 数 有 字 源 式 电阻变 调节 位置 自动 化规律 方法 记忆 复位 连续 变化 阶梯 变化 手动 有 没有 使用 体 寿命 积 短 大
为减小零点残余电压的影响，一般要用电路进行补偿, 电路补偿的方法较多,可采用以下方法。
• 串联电阻：消除两次级绕组基波分量幅值上的差异；
• 并联电阻电容：消除基波分量相差，减小谐波分量；
传感器技术及应用ppt课件
传感器的分类及对它的一般要求
传感器的分类
1. 按传感器的工作机理：物理型，化学型、生物型等； 2. 按构成原理：结构型与物性型两大类； 结构型：依靠传感器结构参数的变化实现信号转变，如：电容 式压力传感器 物性型：依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变 换。如：水银温度计
3. 根据传感器的能量转换情况：能量控制型和能量转换型两大类； 能量转换型：直接由被测对象输入能量使其工作。如：热电偶 温度计。
课程教材和参考书
教材： 唐文彦主编《传感器》第四版 机械工业出版社 参考书： 1. 强锡富主编《传感器》第三版 机械工业出版社 ，2002 2. 余瑞芬主编.传感器原理.北京:航空工业出版社,1995 3. 王化祥，张淑英编著.传感器原理及应用.天津大学出版社，1999 4. 刘迎春，叶湘滨编著.传感器原理设计与应用，国防科技大学出版 社，1997
包含的意思：
1. 传感器是测量装置，能完成检测任务；
2. 他的输入时某一种被测量，可能是物理量，也可能是化学量、 生物量等。 3. 他的输出量是某种物理量，这种量便于传输、转换、处理、 显示等等，这种量不一定是电量，还可以是气压、光强等物理 量，但主要是电物理量
2.组成：传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路 三部分组成，组成框图见图0-1.
发开新型传感器：利用物理现象、化学反应和 生物效应是各种传感器工作的基本原理，所以发现 新现象与新效应是研制新型传感器的重要基础，其 意义极为深远。例如日本夏普公司利用超导技术研 制成功高温超导 磁传感器，是传感器技术的重大突 破，其灵敏应比霍尔器件高，仅次于超导量子干涉器 件．而其制造工艺远比超导量子干涉器件简单，它可 用于磁成像技术，具有广泛推广价值。 开发新材料：传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学的进步．人们在制 造时，可任意控制它们的成分，从而可以设计制造用于各种传感器的功能材料。 采用新工艺：主要指微细加工技术，又称为微机械加工技术 集成化、多功能化与智能化： 传感器体积更小，功能更多，自动分析处理信号（数 据） 的能力更强。
6.2：传感器的应用ppt
思考并回答教材“思考与讨论”中的问题，了解电饭锅的 工作原理 (1).开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按 钮是否恢复到图示的状态？为什么？ (2).煮饭时水沸腾后锅内是否回大致保持一定的温度？为 什么？ (3).饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化 ？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？ (4).如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？
光电传感器: 光电传感器中的主要部 件是光敏电阻或光电管。光敏电阻利 用阻值随光照强度的变化而变化的原 理制成的。如自动冲水机、路灯的控 制、光电计数器、烟雾报警器等都是 利用了光电传感器的原理。
例4.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信 号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是 （ A ） A．红外报警装置 B．走廊照明灯的声控开关
氖泡 静触片 U形动触片
图1
电熨斗：利用双金属片温度传感器控制电路 的通断.
电熨斗的构造
思考与讨论： ●常温下两触点是接触还是分离？ ●如何用调温旋钮来升高或降低电烫斗的工作 温度？
三、温度传感器的应用——电饭锅
（1）电饭锅中温度传感器的主要元件是什么？ （2）感温铁氧体的组成物质是什么？ （3）感温铁氧体有何特点？ （4）什么是“居里点”？
传感器的简单应用
复习
传感器的含义
传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温 度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传 输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件， 起自动控制作用。一般由敏感元件、转换器件、转换电路 三个部分组成，如：
非电物理量 敏感元件 转换器件 转换电路 电学量
传感器应用实例 二、温度传感器的应用——电熨斗
双金属片温度传感器：
传感器及其应用补充计算机辅助检测及综合应用-11页PPT资料
09.2019
9
思考题
1.如何确定计算机检测系统的采样频率？ 2.计算机数据采集系统中为何要用保持器？ 3.试说明计算机数据采集系统通道的几种构成形式， 各有何特点？
28.09.2019
10
谢谢！
11
1.放大器 2.采样／保持器 3.A/D转换器选择 4.系统的采样速率 11.3 计算机辅助检测综合应用实例分析 一、传感器及测量电路 测量电路的输出要和A/D匹配。
二、A/D模板
28.09.2019
7
28.09.2019
8
1.模拟开关及采样保持器 2.A/D转换器 3.A/D板端口及操作 4.系统标定数据处理
28.09.2019
2
11.2 计算机数据采集系统 一、计算机数据采集系统的组成
1.不带采样保持器的单通道数据采集系统
对于直流或者低频信号，通常可以不用采样保持器， 这时模拟输入信号的最大变化率与A/D转换器的转换 速率关系如下
28.09.2019
3
2.带采样保持器的单通道数据采集系统
在模拟输入信号变化率较大时，需要采样保持器，这 时模拟输入信号的最大变化率取决于采样保持器的孔 径时间，其输入模拟信号的最大变化率为
传感检测技术及其应用 第二篇 典型传感器的原理
及其应用技术
28.09.2019
第11章 计算机辅助检测及综合应用
11.1 计算机辅助检测
随着计算机技术的发展，其性价比不断提高，计 算机检测和控制技术在各个领域中得到广泛、重要、 不可替代的应用。
通常把实现模拟量转换成的数字量的电路系统称 为数据采集系统，而其关键部件是A/D转换器。以 A/D转换为基础的计算机检测系统亦称为计算机数据 采集系统，既可作为独立的监测系统，又可作为计算 机控制系统的前相通道，为控制系统提供信息。
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14.10.2020
2
11.2 计算机数据采集系统 一、计算机数据采集系统的组成
1.不带采样保持器的单通道数据采集系统
对于直流或者低频信号，通常可以不用采样保持器， 这时模拟输入信号的最大变化率与A/D转换器的转换 速率关系如下
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3
2.带采样保持器的单通道数据采集系统
在模拟输入信号变化率较大时，需要采样保持器，这 时模拟输入信号的最大变化率取决于采样保持器的孔 径时间，其输入模拟信号的最大变化率为
如果将保持指令提前发出，提前的时间与孔径时间 相等时，则输入模拟信号最大变化率仅取决于孔径 时间的不确定性tap，并且
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3. 多路数据采集系统
4. 多路共享A/D数据采集系统
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5.多路共享采样保持器与A/D的数据采集系统
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二、计算机数据采集系统的应用问题
1.放大器 2.采样／保持器 3.A/D转换器选择 4.系统的采样速率 11.3 计算机辅助检测综合应用实例分析 一、传感器及测量电路 测量电路的输出要和A/D匹配。
二、A/D模板
14.10.2020
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14.10.2020
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1.模拟开关及采样保持器 2.A/D转换器 3.A/D板端口及操作 4.系统标定数据处理
传感检测技术及其应用 第二篇 典型传感器的原理
及其应用技术
14.10.2020
第11章 计算机辅助检测及综合应用
11.1 计算机辅助检测
随着计算机技术的发展，其性价比不断提高，计 算机检测和控制技术在各个领域中得到广泛、重要、 不可替代的应用。
通常把实现模拟量转换成的数字量的电路系统称 为数据采集系统，而其关键部件是A/D转换器。以 A/D转换为基础的计算机检测系统亦称为计算机数据 采集系统，既可作为独立的监测系统，又可作为计算 机控制系统的前相通道，为控制系统提供信息。
14.10.2020
9
思考题
1.如何确定计算机检测系统的采样频率？ 2.计算机数据采集系统中为何要用保持器？ 3.试说明计算机数据采集系统通道的几种构成形式， 各有何特点？
14.10.2020
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