大连理工传感器原理及应用-第章-资料课件 (一)
合集下载
传感器原理与应用技术全书电子教案完整版课件
7
第1章 绪论
转换元件：将感受到的非电量直接转换为电量的器 件称为转换元件，例如压电晶体、热电偶等。
需要指出的是，并非所有的传感器都包括敏感元件 和转换元件，如热敏电阻、光电器件等。而另外一些传 感器，其敏感元件和转换元件可合二为一，如压阻式压 力传感器等。
测量电路：将转换元件输出的电量变成便于显示、 记录、控制和处理的有用电信号的电路称为测量电路。 测量电路的类型视转换元件的分类而定，经常采用的有 电桥电路及其他特殊电路，如高阻抗输入电路、脉冲调 宽电路、振荡回路等。
21
第2章 传感器的一般特性
(1) 线性度(非线性误差)
在规定条件下，传感器校准曲线与 拟合直线间最大偏差与满量程(F·S)输 出值的百分比称为线性度(见图2-2)。
用 L 代表线性度，则
L
Ymax YF S
100% (2-6)
式中 Ymax—校准曲线与拟合直线间
的最大偏差；
YF S —传感器满量程输出，
传感器原理与应用技术
第1章 绪论
1.1 传感器的作用 随着现代测量、控制和自动化技术的发展，传感器
技术越来越受到人们的重视。特别是近年来，由于科学 技术、经济发展及生态平衡的需要，传感器在各个领域 中的作用也日益显著。在工业生产自动化、能源、交通、 灾害预测、安全防卫、环境保护、医疗卫生等方面所开 发的各种传感器，不仅能代替人的感官功能，而且在检 测人的感官所不能感受的参数方面具有特别突出的优势。
（3）按结构型和物性型分类 所谓结构型传感器，主要是通过机械结构的几何形 状或尺寸的变化，将外界被测参数转换成相应的电阻、 电感、电容等物理量的变化，从而检测出被测信号，这 种传感器目前应用的最为普遍。物性型传感器则是利用 某些材料本身物理性质的变化而实现测量，它是以半导 体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。
第1章 绪论
转换元件：将感受到的非电量直接转换为电量的器 件称为转换元件，例如压电晶体、热电偶等。
需要指出的是，并非所有的传感器都包括敏感元件 和转换元件，如热敏电阻、光电器件等。而另外一些传 感器，其敏感元件和转换元件可合二为一，如压阻式压 力传感器等。
测量电路：将转换元件输出的电量变成便于显示、 记录、控制和处理的有用电信号的电路称为测量电路。 测量电路的类型视转换元件的分类而定，经常采用的有 电桥电路及其他特殊电路，如高阻抗输入电路、脉冲调 宽电路、振荡回路等。
21
第2章 传感器的一般特性
(1) 线性度(非线性误差)
在规定条件下，传感器校准曲线与 拟合直线间最大偏差与满量程(F·S)输 出值的百分比称为线性度(见图2-2)。
用 L 代表线性度，则
L
Ymax YF S
100% (2-6)
式中 Ymax—校准曲线与拟合直线间
的最大偏差；
YF S —传感器满量程输出，
传感器原理与应用技术
第1章 绪论
1.1 传感器的作用 随着现代测量、控制和自动化技术的发展，传感器
技术越来越受到人们的重视。特别是近年来，由于科学 技术、经济发展及生态平衡的需要，传感器在各个领域 中的作用也日益显著。在工业生产自动化、能源、交通、 灾害预测、安全防卫、环境保护、医疗卫生等方面所开 发的各种传感器，不仅能代替人的感官功能，而且在检 测人的感官所不能感受的参数方面具有特别突出的优势。
（3）按结构型和物性型分类 所谓结构型传感器，主要是通过机械结构的几何形 状或尺寸的变化，将外界被测参数转换成相应的电阻、 电感、电容等物理量的变化，从而检测出被测信号，这 种传感器目前应用的最为普遍。物性型传感器则是利用 某些材料本身物理性质的变化而实现测量，它是以半导 体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。
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。
第一章 常用传感器原理.ppt
第一章
传感器原理
Principle of the Sensors
本章要点
传 • 1、常用传感器的分类及其参数特点。
感
器 原
• 2、温度传感器工作原理及其结构；
理
与 应
• 3、光敏传感器工作原理及其结构；
用
（ • 4、压力传感器工作原理及其结构；
2013
物
联 网
• 5、磁敏传感器工作原理及其结构；
）
传
感
器
原
理
与
应
用 （
传
2013
感
物 联
器
网
）原
理
• 1.4.2 电阻应变计：
• 1.4.2.2 半导体应变片 • 二、压阻系数
其中πii(i为1、2、3)为纵向压阻系数-----沿着晶轴方向的应力 对此方向电阻率的影响，立方晶系的x、y、z方向的纵向压阻系数相等。
πij (i≠j；i,j为1、2 、3)横向压阻系数----沿某晶轴方向的应 力对沿与其垂直的另一晶轴方向电阻率的影响，立方晶系的横向压阻 系数都相同，用π12 代替之。
粘合剂
r
3覆盖层
1敏感栅
2基底
4引线
l
L
1.4 力/压力敏传感器
传
感
器
原
理
与
应
用 （
传
2013
感
物 联
器
网
）原
理
• 1.4.2 电阻应变计：
• 1.4.2.1 金属应变片
• • 二、金属应变片的结构和分类 • 金属应变片分类：
• 1．丝式应变片（回线式和短接式）
① 回线式应变片
直线金属丝受单向拉伸时，每段电阻都增加，总电阻的增加为各段电阻
传感器原理
Principle of the Sensors
本章要点
传 • 1、常用传感器的分类及其参数特点。
感
器 原
• 2、温度传感器工作原理及其结构；
理
与 应
• 3、光敏传感器工作原理及其结构；
用
（ • 4、压力传感器工作原理及其结构；
2013
物
联 网
• 5、磁敏传感器工作原理及其结构；
）
传
感
器
原
理
与
应
用 （
传
2013
感
物 联
器
网
）原
理
• 1.4.2 电阻应变计：
• 1.4.2.2 半导体应变片 • 二、压阻系数
其中πii(i为1、2、3)为纵向压阻系数-----沿着晶轴方向的应力 对此方向电阻率的影响，立方晶系的x、y、z方向的纵向压阻系数相等。
πij (i≠j；i,j为1、2 、3)横向压阻系数----沿某晶轴方向的应 力对沿与其垂直的另一晶轴方向电阻率的影响，立方晶系的横向压阻 系数都相同，用π12 代替之。
粘合剂
r
3覆盖层
1敏感栅
2基底
4引线
l
L
1.4 力/压力敏传感器
传
感
器
原
理
与
应
用 （
传
2013
感
物 联
器
网
）原
理
• 1.4.2 电阻应变计：
• 1.4.2.1 金属应变片
• • 二、金属应变片的结构和分类 • 金属应变片分类：
• 1．丝式应变片（回线式和短接式）
① 回线式应变片
直线金属丝受单向拉伸时，每段电阻都增加，总电阻的增加为各段电阻
传感器原理以及应用ppt课件
A. 数字光纤传感器
FS-V30系列
A.1. 传感器检测物体的原理
受光量
受光量最大 ON
设定值 OFF
受光量最小
时间
设定值=(受光量最大+受光量最少)/2
A.1. 设定方法的基本操作 1. 2点设定
分别检测有工件和没有工件的2点，将其中间点作为设定值。 操作步骤 (1) 确认画面上是否有显示设定值、当前值。 (2) 在没有工件的状态轻按SET按钮。※(2)和(3)的顺序可以颠倒。
设定值
按此键，设 定值减小。
按此键，设 定值增大。
A.1. 设定方法的基本操作 5.定位设定 当工件的顶端确实到达设定的位置时，检测工件。
操作步骤 （1）确认画面是否显示设定值、当前值。
（2）在没有工件的状态轻按SET按钮。
工 件
检测结束后，显示器点亮。
(3)放好希望检测的工件部分（顶端），按设定扭钮3秒以上。
对射型Sensor应用
对射型
Main bonding unit之Sensor應用:
一般对射型传感器广泛使用在緩衝材 狀況之检测功能!!!使用正确可有效的 防止因緩衝材之異常而影响机台之嫁 动率及良率之可能性.
反射型Sensor应用
Work Stage
玻璃有无检测 Stage
Work stage之sensor應用:
选用适当之传感器可有效 提高稼动率及降低大量破 片之机率.
反射型Sensor应用
物料用完之感知:
ACF用完检测
机台上之物料用完前,PLC 该马上通知人员/机构进行 更换工作,换料感知Sensor 可预知物料之使用情況!!!
ACF
选用正确的传感器可有效
减少因换料/备料而造成之 产量损失.
FS-V30系列
A.1. 传感器检测物体的原理
受光量
受光量最大 ON
设定值 OFF
受光量最小
时间
设定值=(受光量最大+受光量最少)/2
A.1. 设定方法的基本操作 1. 2点设定
分别检测有工件和没有工件的2点，将其中间点作为设定值。 操作步骤 (1) 确认画面上是否有显示设定值、当前值。 (2) 在没有工件的状态轻按SET按钮。※(2)和(3)的顺序可以颠倒。
设定值
按此键，设 定值减小。
按此键，设 定值增大。
A.1. 设定方法的基本操作 5.定位设定 当工件的顶端确实到达设定的位置时，检测工件。
操作步骤 （1）确认画面是否显示设定值、当前值。
（2）在没有工件的状态轻按SET按钮。
工 件
检测结束后，显示器点亮。
(3)放好希望检测的工件部分（顶端），按设定扭钮3秒以上。
对射型Sensor应用
对射型
Main bonding unit之Sensor應用:
一般对射型传感器广泛使用在緩衝材 狀況之检测功能!!!使用正确可有效的 防止因緩衝材之異常而影响机台之嫁 动率及良率之可能性.
反射型Sensor应用
Work Stage
玻璃有无检测 Stage
Work stage之sensor應用:
选用适当之传感器可有效 提高稼动率及降低大量破 片之机率.
反射型Sensor应用
物料用完之感知:
ACF用完检测
机台上之物料用完前,PLC 该马上通知人员/机构进行 更换工作,换料感知Sensor 可预知物料之使用情況!!!
ACF
选用正确的传感器可有效
减少因换料/备料而造成之 产量损失.
大连理工大学传感器与执行器课件第一章 绪论
第一章 概 述
▲ 宇宙开发：从天文一号卫星说起… 阿波罗10飞船：火箭：2077（温559、压力 140、信号501、遥控142）飞船：1218：离散 信号 392 ―整个宇宙飞船就是一个高性能传感器的集合体” 耗资300亿、40万人参加 ▲ 资源调查、东京大学的微波？ 1962年美国海军L．pruitt微波发射计、微波高 度计、映像雷达环境保护、噪声、大气污染、 水质污染、烟尘、测氧、恶臭、地基下沉
– 1999年全球传感器产量可达870亿只，市场总额约为630亿美元， – 预测2000年产量可达960亿只，市场总额可在700亿美元，同比增 长11%。其中美国、欧洲、日本将分别达到150、100、80亿美元。
• 我国
– 1990,产值是5.8亿元，利税1.7亿元。其中结构型占67.9%、物理型 占31.3%、智能型占0.8%。 – 1999年我国传感器产量估计达8.7亿只，产值达52亿元， – 2000年产量可达10亿只，产值可达60亿元，同比增长巧%，并有 少量出口。
90年部分市场预测
传感器 力 敏 热 敏 磁 敏 光 敏 气湿敏 其 它 预售额（万只）
260 130.6 345 121 56 800
“七五”科研投资 4700万 传感器专项 2000万
国内外传感器技术市场和发展状况（于凌宇，，传 感器世界，2000年）
• 传感器产量及市场需求迅速增长，年增长率均在10%以上。
▲ “大脑发达、五官迟钝”被动局面 计算机核心、芯片运算记忆功能↑1倍∕年 电路密度还可增100倍↑、价格↓↓ ▲ 战略重点的转移 八十年的技术革新的主角是传感器传感 、集成、复合、陶瓷 、光纤
3 新学科的形成
•单元→系统 •研究者与日俱增
•传感器文献、资料↑ 总结共同规律
辽宁省大连市高中物理第6章传感器6.2传感器的应用(一)课件新人教版选修3_2
电容式话筒
原理：绝缘支架，薄金属膜和固定电
极形成一个电容器，被直流电源充电。当
声波使膜片振动时，电容发生了变化，电 路中形成变化的电流，于是电阻两端就输 出了与声音变化规律相同的电压。
电容式话筒的工作原理：利用电容器 充放电形成的充放电电流。
优点：保真度好
振动膜 金属板 金属膜 外电路
驻极体话筒
5.声传感器是把声音信号转换为电信号
6.温度传感器往往是用来进行自动控制
高 考 链 接
1.（03年上海理综12）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 C. 自动洗衣机中的压力传感装置 D. 电饭煲中控制加热和保温的温控器
课 堂 练 习
1.关于电子秤中应变式力传感器的说 法正确的是（ ABD ） A. 应变片是由多用半导体材料制成 B. 当应变片的表面拉伸时，其电阻 变大；反之，变小 C. 传感器输出的是应变片上的电 D. 外力越大，输出的电压差值也越 大
2.随着生活质量的提高，自动干手机已 进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机， 机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气 从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能 使传感器工作，是因为（ ） D A. 改变了湿度 B. 改变了温度 C. 改变了磁场 D. 改变了电容
它由内部的驻极体塑料膜感受声波，其
工作原理与电容式话筒类似，但是工作的电
压只须 3～6 V，特点：体积小，重量轻，价 格便宜，灵敏度高，常用在盒式录音机、声 控玩具等便宜的家电上。
塑料膜 ＋
－ －
＋ ＋
空隙 用示波器观察话 筒的工作 驻极体
－ 背极
大连理工传感器原理及应用详解演示文稿
§8.2 光电效应
一、光电效应基本概念
Байду номын сангаас
光电效应是光电传感器的基本转换原理 。外光电效应和内光电效应。
光照
外光电效应
金属 金属氧化物
半导体
电子
光照
金属 金属氧化物
电子逸出 物体表面
内光电效应
光照
半导体
电子在物体 内部运动
第10页，共108页。
§8.2 光电效应
二、外光电效应
外光电效应：物体内的电子逸出 物体表面向外发射的现象。
E h
光的频率愈高（即波长愈短）， 光子的能量愈大。
电磁波谱图
第5页，共108页。
§8.1 光的特性与光源
一、光的特性
电磁波谱图
第6页，共108页。
§8.1 光的特性与光源
二、常用光源
常用光源
发光器件
物体辐射光
白炽光源 气体放电光源 发光二极管 激光器
GaP、SiC可见光LED
GaAs红外LED
1
1000lm
500lm Uce(V )
0 2 4 6 8 10 12 14
第27页，共108页。
§8.3 光电器件
四、光敏二极管和光敏三极管
2、基本特性
光敏晶体管的频率特性
（3）频率特性
光敏管的频率特性是指光敏 管输出的光电流（或相对灵敏度 ）随频率变化的关系。
光敏二极管的频率特性是半导 体光电器件中最好的一种，普通光 敏二极管频率响应时间达10μs。
电流I (uA)
100
20 C
20 C
电压U (V )
50
100
80
（5）温度特性
60
传感器原理及应用PPT
传 感 器 原 理
2013
1.2 温度传感器
传 感 器 原 理 与 应 用 （ 物 联 网 ）
1.2.3 电阻型温度传感器原理
1.2.3.1 热电阻 • 传 • 感 • 器 • 原 理 • • 选作感温电阻的材料的要求: 电阻温度系数要高;high α R 在测温范围内化学、物理性能稳定; 具有良好的输出特性; 具有比较高的电阻率;higher ρ 具有良好的可加工性,且价格便宜。Easy machining, cheaper
2013
1.2 温度传感器
传 感 器 原 理 与 应 用 （ 物 联 网 ）
1.2.3 电阻型温度传感器原理
• A.铂热电阻(platinum T. R.) 传 在0～630.755℃范围内为: 感 器 （1-3） 原 理 Rt、R0分别是温度为t℃和t0℃ 时 的电阻值，A，B，C是常数。
2.5 2.0 1.5 1.0 0 0.5 0 200 400 600 温度(0C)
2013
1.2 温度传感器
传 感 器 原 理 与 应 用 （ 物 联 网 ）
1.2.3 电阻型温度传感器原理 1.2.3.1 热电阻
传 感 器 原 理
用感温材料把温度转化为电阻值的变 化，主要有金属热电阻、半导体热电阻和 半导体陶瓷电阻，将阻值变化小的称热电 阻，将阻值变化大的称热敏电阻。
2013
2013
器、智能温度传感器等等
1.2 温度传感器
传 感 器 原 理 与 应 用 （ 物 联 网 ）
1.2.2 温度传感器原理分类
电阻型温度传感器 传 热电偶(thermocouple) 感 半导体PN结型温度传感器 器 (Semiconductor PN Junctio章 传感器原理 1.1 物联网技术中常用传感器分类
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大连理工传感器原理及应用-第章-资料课件
(一)
大连理工传感器原理及应用，是一门涉及传感器的基本知识、原理、类型和应用的课程。
本章主要介绍传感器的基本原理和概念，以及传感器的分类和常见应用领域。
以下为本章具体内容的详细介绍：
一、传感器的定义和基本原理
传感器是一种能够将形式多样的非电信号转换成电信号的装置。
它能够感知现实世界中的各种信息，如：温度、压力、光强、声音等，将其转换为电信号，通过电路传输到数据处理设备进行分析处理。
传感器工作的基本原理是利用物理量与电信号之间的相互转换关系，将被测物理量转换为电信号输出。
二、传感器的分类
1.按照测量物理量分类：温度传感器、压力传感器、光电传感器、声音传感器等。
2.按照转换原理分类：电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器等。
3.按照输出信号分类：模拟信号传感器、数字信号传感器。
三、传感器的应用领域
1.自动化领域：如机器人、自动控制、工业自动化等。
2.环境检测领域：如空气质量、水质检测、化学品检测等。
3.物流领域：如重量计量、温度控制、湿度控制等。
4.健康医疗领域：如心电图、血糖计、血氧计等。
总结：
本章介绍了传感器的基本原理和概念，以及传感器的分类和常见应用领域。
掌握这些知识，可以为学生今后进一步深入了解传感器的工作原理和应用提供了良好的基础。
同时，它也为传感器在各个领域中的应用提供了更多的可能性，促进了传感器技术的进步和发展。