《检测与传感技术》PPT课件
合集下载
《检测与传感技术》PPT课件
1、不允许穿拖鞋进入实验室，进入实验室严禁吸烟、吃零食，不准大声喧哗、打闹。 2、保持实验室的环境卫生，不准随地吐痰，乱抛纸屑杂物。 3、为了保证人身安全及实验的顺利完成，实验前必须充分预习，明确本次实验的目的、原理、使用的 设备、实验内容及“实验注意事项”等，并认真填写《实验预习报告》。未完成预习报告者禁止进入实 验室做实验。 4、实验过程不得随意摆弄实验设备，更不能随意开启与本实验无关的仪器设备。对于要开启的设备， 要 “先接线后通电，先断电后拆线”，要在接线经指导教师确认无误后才能接通电源。 5、在使用仪器和设备时要严格遵守操作规程，服从老师的指导，如因违反操作规程或因不听从指导， 而造成实验仪器设备损坏等事故，将按学校的有关规定，对肇事者进行处理。 6、实验操作过程中应注意观察，若发现有破坏性异常现象（异常声音、冒烟、发烫或有异味），应立 即关断电源，保护现场，报告指导教师。找出原因、排除故障后，经指导教师验收后才可继续实验。 7、实验过程中要独立操作，仔细观察实验现象，将实验数据认真填写在实验预习报告中“实验数据记 录”一栏中，所记录的实验数据经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。 8、实验完毕后，应及时切断实验设备电源，并将实验仪器、实验工具及时清理，放回原位，或按要求 保管好。如实填写《仪器设备使用登记表》，经实验老师检查同意后，方可离开实验室。 9、实验报告是对每次实验课程的全面总结，要求根据实验记录，及时完成实验报告，不按时交报告者 ，不予记录实验成绩。
图1-4
重量g
电压 mv
0(平衡位置)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
表1-2：半桥数据
重量g
电压 mv
0(平衡位置)
图1-4
重量g
电压 mv
0(平衡位置)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
表1-2：半桥数据
重量g
电压 mv
0(平衡位置)
传感器与检测技术第一章(共41张PPT)
1.2 检测系统的组成
信号调理模块实物图
单通道信号调理电路
1.2 检测系统的组成
3. 数据采集 基于ARM9核的嵌入式控制器
转换速度 单位次/秒； 检测是指在生产、科研、试验及服务等各个领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测
量信。噪比高，抗干扰性数能要据好。 采集是对信号调理后的连续模拟信号离散 化并转换成与模拟信号电压幅度相对应的数值信息， 状态量 颜色、透明度、磨损量、裂纹、缺陷、泄漏、表面质量等。
检测仪表和检测系统的输出信号通常有4～20 mA的电流模拟信号和脉宽调制PWM信号及串行数字通信信号等多种形式，需根据系统的具体要
求确定。
基于ARM9核的嵌入式控制器
1 传感器与检测技术的地位与作用
检测是指在生产、科研、试验及服务等各个领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测
应用领域主要有： ➢石化行业的自动 化控制。 如右图，有液位、 温度、压力等检测。
1.1 传感器与检测技术的地位与作用
➢城市生活污水处理
主要有流量 检测、液位检 测和成分量检 测。
1.1 传感器与检测技术的地位与作用
➢新型武器和装备的研制与测试
定位与导航，图为中国研制的DF-21和雷达。
1.1 传感器与检测技术的地位与作用
7.输入设备 输入设备用于输入设置参数，下达有关命
令等。最常用的输入设备是各种键盘、拨码盘、 条码阅读器等。通过网络或各种通信总线利用 其他计算机或数字化智能终端，实现远程信息 和数据输入的方式将会得到更多的应用。
1.2 检测系统的组成
键盘
触摸屏
1.2 检测系统的组成
《检测与传感技术》PPT课件
数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰 性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、 光栅传感器等。传感器数字化是今后的发 展趋势。输出为开关量(“1”和"0”或“开” 和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型 传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感 器。
数字式：传感器输出为数字量，如：编码 器式传感器。
模拟式：传感器输出为模拟电压量;
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、
光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元
件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元
件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有
人曾将敏感元件分4. 6类）。
34
.
35
.
36
.
37
.
38
.
39
.
40
检 测 与 传 感 技 术
.
15
消费类电子学 —— ATM机
检 测 与 传 感 技 术
.
16
消费类电子学 —— Kinect
检
测
与
传
感
技
术
一种3D体感摄影机, 同时导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。
.
17
工业电子学—— 酒精探测仪
检 测 与 传 感 技 术
.
18
传感技术 + 检测技术 = 检测与传感技术
传感器
是一门研究自动检测系统中的信息提取、 信息转换、信息处理问题5的技术。
检
测
与 将非电量转换
传 为与之有确定 自动检测系统是自动测量、自动计量、 感 对应关系的电 自动保护、自动诊断、自动信号处理等 技 量的输出装置。 诸系统的总称。 术
.
5
本课程在电子信息技术术
传感器与检测技术课件ppt课件
传感器与检测技术
第一篇 基础知识引论
1 绪论
1.1 检测仪表控制系统 1.2 基本概念 1.3 检测仪表技术发展趋势
检测技术
检测≠测量 检测技术是实验科学的一部分，主要研究各
种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。
智能楼宇控制
图示为某公司楼宇自动化 系统。该系统分为：安全 监测、照明控制、空调控 制、水/废水管理等。
滞环效应分析
同一输入，对应多个输出值，出现误差。
1.2.6 滞环、死区和回差
死区： – 死区效应，例如传动机构 的摩擦和间隙。 – 实际上升曲线和实际 下降曲线不重合。 – 仪表输入小到一定范围后不 足以引起输出的任何变化。
死区效应分析
1.2.6 滞环、死区和回差
综合效应： – 既有储能效应，也具有 死区效应。 – 各种情况下，实际上升曲 线和实际下降曲线间的差 值称为回差或变差。
误差函数的有关符号：
– 1）y f x
：误差x发生的概率密度
– 2）p x f x dx ：误差为x的概率，称为概率元
– 3）p a x b b f x dx ：误差在a与b之间的概率 a
– 4）p x f x dx 1 ： 检测值存在或检测误差存在的概率为1
(a) 线性传感器
(b) 非线性传感器
作图法求灵敏度过程
y
Δy
切点
传感器 特性曲线
x1
0
K y
Δx
x
xmax x
两者关系
灵敏度高的仪表一定分辨率高（充分条件） 分辨率高的仪表不一定灵敏度高（非必要条件）
原因：分辨率高的仪表，如量程也很小，则灵 敏度也不高。
灵敏度具有可传递性，首尾串联的多仪表系统 总灵敏度是各仪表灵敏度的乘积。
第一篇 基础知识引论
1 绪论
1.1 检测仪表控制系统 1.2 基本概念 1.3 检测仪表技术发展趋势
检测技术
检测≠测量 检测技术是实验科学的一部分，主要研究各
种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。
智能楼宇控制
图示为某公司楼宇自动化 系统。该系统分为：安全 监测、照明控制、空调控 制、水/废水管理等。
滞环效应分析
同一输入，对应多个输出值，出现误差。
1.2.6 滞环、死区和回差
死区： – 死区效应，例如传动机构 的摩擦和间隙。 – 实际上升曲线和实际 下降曲线不重合。 – 仪表输入小到一定范围后不 足以引起输出的任何变化。
死区效应分析
1.2.6 滞环、死区和回差
综合效应： – 既有储能效应，也具有 死区效应。 – 各种情况下，实际上升曲 线和实际下降曲线间的差 值称为回差或变差。
误差函数的有关符号：
– 1）y f x
：误差x发生的概率密度
– 2）p x f x dx ：误差为x的概率，称为概率元
– 3）p a x b b f x dx ：误差在a与b之间的概率 a
– 4）p x f x dx 1 ： 检测值存在或检测误差存在的概率为1
(a) 线性传感器
(b) 非线性传感器
作图法求灵敏度过程
y
Δy
切点
传感器 特性曲线
x1
0
K y
Δx
x
xmax x
两者关系
灵敏度高的仪表一定分辨率高（充分条件） 分辨率高的仪表不一定灵敏度高（非必要条件）
原因：分辨率高的仪表，如量程也很小，则灵 敏度也不高。
灵敏度具有可传递性，首尾串联的多仪表系统 总灵敏度是各仪表灵敏度的乘积。
《传感器及检测技术》PPT课件
11
第二节 差动变压器式传感器
电源中用到的“单相变压器”有一个一次线圈（又称为初 级线圈），有若干个二次线圈（又称次级线圈）。当一次线圈 加全上波交整流流激电磁路电中压，两Ui后个，二将次在线二圈次串线联圈，中总产电生压感等应于电两压个U二O。次在线 圈的电压之和。
＋
请将单相变压 器二次线圈N21、 N22的有关端点按 全波整流电路的要 求正确地连接起来。
（参考中原量仪股份有限公司资料）
滑道
轴承滚子外形
分选仓位
2020/11/29
24
电感式滚柱直径分选装置（机械结构放大）
汽缸
直径测微装置
控制键盘
长度测微装置
滑道
2020/11/29
25
三、电感式不圆度计原理
该圆度计采用旁向式电感测微头
2020/11/29
26
电感式不圆度测试系统
旁向式电感测微头
2020/11/29
如果在输出电压送到指示仪前，经过一 个能判别相位的检波电路，则不但可以反映 位移的大小（的幅值），还可以反映位移的 方向（的相位）。这种检波电路称为相敏检 波电路。
2020/11/29
10
图3-7 相敏检波输出特性曲线
a）非相敏检波 b）相敏检波
2020/11/29 1—理想特性曲线 2—实际特性曲线
上节回顾:
1.电容传感器
本节主要内容:
1.电感传感器
2020/11/29
1
第4章 电感式传感器
本章学习自感式传感器和差 动变压器的结构、工作原理、测 量电路以及他们的应用，掌握一 次仪表的相关知识。
2020/11/29
2
第一节 自感式传感器
先看一个实验：
传感器与检测技术ppt课件第一章
2024/2/29
16
1.2检测技术理论基础
1.2.2 测量方法
1) 直接测量、间接测量和组合测量 (又称联立 测量)。经过求解联立方程组，才能得到被测物理量的最后
结果，则称这样的测量为组合测量。
2) 偏差式测量、零位式测量与微差式测量
3) 等精度测量与非等精度测量
4) 静态测量与动态测量
2024/2/29
2024/2/29
23
2024/2/29
3
1.1.3 传感器基本特性
当传感器的输入信号是常量，不随时间变化时，其 输入输出关系特性称为静态特性。
传感器的基本特性是指系统的输入与输出关系特性 ，即传感器系统的输出信号y(t)和输入信号（被测 量）x(t)之间的关系，传感器系统示意图如下图所 示。
2024/2/29
4
1.1.3 传感器基本特性
2．传感器的分类
（1）按照其工作原理，传感器可分为电参数式(如电阻式、 电感式和电容式)传感器、压电式传感器、光电式传感器及 热电式传感器等。
（2）按照其被测量对象，传感器可分为力、位移、速度、 加速度传感器等。常见的被测物理量有机械量、声、磁、温 度和光等。
（3）按照其结构，传感器可分为结构型、物性型和复合型 传感器。物性型传感器是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。结构型传感器是依 靠传感器结构参数的变化实现信号变换，如：电容式传感器。
敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量电信号 的元件。
测量电路(measuring circuit)： 将转换
元件输出的电信号进行进一步转换和处理的部分，如 放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特 性，便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功 能。
传感器与检测技术完整ppt课件
xmin 100% YFS
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．漂移。传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时 间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结 构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
.
1.3.1测量误差及其分类
误差的定义
测量误差(error of measurement)是指测得值与被
测量真值之差，可用下式表示： 测量误差=测得值-真值
若定义中的测得值是用测量方式获得的被测量的测
量结果，则得到测量误差的定义为：测量误差=测量结果-真
值
若定义中的测得值是指计量仪器的示值，则得到计
1.1.3传感器的分类 1．按输入量（被测量）分类 2．按工作原理（机理）分类 3、按能量的关系分类 4．按输出信号的形式分类
.
1.2 传感器的特性
静态特性和动态特性
输入量X和输输出Y的关系通常可用多项式表示
静态特性可以用一组性能指标来描述，如线性度、灵敏度、精确度（精 度）、重复性、迟滞、漂移、阈值和分辨率、稳定性、量程等。
2替代法其实质是在测量装置上测量被测量后不改变测量条件立即用相应标准量代替被测量放到测量装置上再次进行测量从而得到此标准量测量结果与已知标准量的差值即系统误差取其负值即可作为被测量测量结果的修正先将被测量x放于天平一侧标准砝码p放于另一侧调至天平平衡则有xpl此时移去被测量x用标准砝码q代替使天平重新平衡则有qpl2l1所以有xq
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．漂移。传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时 间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结 构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
.
1.3.1测量误差及其分类
误差的定义
测量误差(error of measurement)是指测得值与被
测量真值之差，可用下式表示： 测量误差=测得值-真值
若定义中的测得值是用测量方式获得的被测量的测
量结果，则得到测量误差的定义为：测量误差=测量结果-真
值
若定义中的测得值是指计量仪器的示值，则得到计
1.1.3传感器的分类 1．按输入量（被测量）分类 2．按工作原理（机理）分类 3、按能量的关系分类 4．按输出信号的形式分类
.
1.2 传感器的特性
静态特性和动态特性
输入量X和输输出Y的关系通常可用多项式表示
静态特性可以用一组性能指标来描述，如线性度、灵敏度、精确度（精 度）、重复性、迟滞、漂移、阈值和分辨率、稳定性、量程等。
2替代法其实质是在测量装置上测量被测量后不改变测量条件立即用相应标准量代替被测量放到测量装置上再次进行测量从而得到此标准量测量结果与已知标准量的差值即系统误差取其负值即可作为被测量测量结果的修正先将被测量x放于天平一侧标准砝码p放于另一侧调至天平平衡则有xpl此时移去被测量x用标准砝码q代替使天平重新平衡则有qpl2l1所以有xq
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；
- 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)。
(2)能量控制型：如：电阻式、电感 式、霍尔式等传感器以及热敏电阻、光 敏电阻、湿敏电阻等。
传感技术 + 检测技术 = 检测与传感技术
传感器
是一门研究自动检测系统中的信息提取、 信息转换、信息处理问题5的技术。
检
测
与 将非电量转换
传 为与之有确定 自动检测系统是自动测量、自动计量、 感 对应关系的电 自动保护、自动诊断、自动信号处理等 技 量的输出装置。 诸系统的总称。 术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
.
5
本课程在电子信息技术中的地位
数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰 性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、 光栅传感器等。传感器数字化是今后的发 展趋势。输出为开关量(“1”和"0”或“开” 和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型 传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感 器。
数字式：传感器输出为数字量，如：编码 器式传感器。
模拟式：传感器输出为模拟电压量;
与
传
感 以电量作为输出的传感器，其发展历史最短，但
技
发展最为迅猛 !
术
.
9
候风地动仪图
检 测 与 传 感 技 术
.
10
液体膨胀温度仪
检 测 与 传 感 技 术
.
11
以电量作为传感器输出的优越性
可以灵活地改变测量仪器的灵敏度， 有利于扩大量程。
检 便于远距离传输。
测 与
传 便于信息的数字化、微型化、智能化。
检测与传感技术
——绪 论
.
本课程的体系定位、开设目的及教学要求
体系定位
大学物理、电子线路(模拟、数字)、信号与系统、微机 原理与接口等课程的后续课程，反映了上课课程知识体 系的综合应用型科目。
检
开设目的
测 与
信息捕获(获取)是信息技术领域的“前沿阵地”，传感
传
器是信息获取的主要工具。
感
技
教学要求
现代信息技术的三大重要支柱
信息采集 信息传输 信息处理 !!!
检
测 传感器技术已成为现代信息技术的重要支柱之一。
与 传
感 什么是传感器？传感器是怎样发展的呢？
技 术
.
6
从人的感觉系统到机器人
.
7
什么是传感器
人类从外界获取信息，必须借助于感觉器官。
传感器是与人的感觉器官相对应的元件。
能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换 成可输出信号的器件或装置。
检
测
与
传 感 技 术
月极基紫地光外球学相等望机离远子镜体、层图像数据首全测红次景月外发相雷 成布机达像、、光谱仪 ( 拍摄于2013年12月16日 )
.
24
传感器的分类方法很多．主要 有如下几种：
（1）按被测量分类，可分为力学量、光 学量、磁学量、几何学量、运动学量、 流速与流量、液面、热学量、化学量、 生物量传感器等。这种分类有利于选择 传感器、应用传感器
8. 磁电式传感器
.
3
主讲内容 (续)
9. 光电式传感器
10. 半导体传感器 11.超声波、微波传感器
12.辐射式与数字式传感器 13.集成智能式传感器、生物传感器
14. 传感器电路(匹配、处理、传输、抗干扰) 15. 传感器应用(温度、压力测量)
16. 传感器应用(流量、物位测量)
.
4
本课程的知识体系
.
28
按应用场合不同
工业用，农用、军用、医用、科研用、 环保用和家电用传感器等。若按具体便 用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞 机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。
.
29
根据使用目的的不同
又可分为计测用、监视用，位查用、诊 断用，控制用和分析用传感器等。
.
30
按照传感器转换能量的方式分：
(1)能量转换型：如：压电式、热电 偶、光电式传感器等;
检 测 与 传 感 技 术
.
15
消费类电子学 —— ATM机
检 测 与 传 感 技 术
.
16
消费类电子学 —— Kinect
检
测
与
传
感
技
术
一种3D体感摄影机, 同时导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。
.
17
工业电子学—— 酒精探测仪
检 测 与 传 感 技 术
.
18
工业电子学—— 机器人
检 测 与 传 感 技 术
.
19
.
20
生物医学电子学—— B型超声波探测仪
检 测 与 传 感 技 术
.
21
汽车电子学—Volvo S60 防撞系统
检 测 与 传 感 技 术
.
22
航空航天应用 ——“伽利略”号木星探测器
检 测 与 传 感 技 术
.
23
航空航天应用
——“嫦娥三号”着陆器和“玉兔号”月球车(巡视器)
（2） 按被测物理量分类如：力，压力， 位移，温度，流量、速度、气体成份角度 传感器等;
.
25
按照工作原理分类
可分为电阻式、电容式、电感式，光电 式，光栅式、热电式、压电式、红外、 光纤、超声波、激光传感器等。这种分 类有利于研究、设计传感器，有利于对 传感器的工作原理进行阐述。
可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、 光电、光栅、热电偶等传感器。
术
※ 平时要求：考勤、纪律 ※ 考试要求：闭卷
.
2
主讲内容
1. 绪论、传感与检测技术理论基础(I)
2. 传感与检测技术理论基础(II)、传感器的组成、分类和基本特性 3. 电阻式传感器(电阻应变式)
4. 热电阻，热敏电阻，电感式传感器 5. 差动变压器式传感器
6. 电容式传感器 7. 压电式传感器
如：应变式传感器、压电式传感器、压
阻式传感器、电感式传感器、电容式传
感器、光电式传感器等;
.
26
按敏感材料不同
分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英 传感器、光导纤推传感器、金属传感器、 有机材料传感器、高分子材料传感器等。 这种分类法可分出很多种类
.
27
按照传感器输出量的性质分为
摸拟传感器、数字传感器。
感 技 术
.
12
当今，传感器技术迅速发展的原因
电子工业和信息技术的促进。
政府的产业导向和扶植。
检
测 国防、空间技术和民用产品市场的迫切需求。
与
传
感 许多高新技术为开发新型传感器提供了理论基 技 础、技术保障和工艺支持。
术
.
13
消费类电子学 —— 电子秤
检 测 与 传 感 技 术
.
14
消费类电子学 —— 光学成像设备
传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
检
测 测量环境 与
信号处理部分
传 被测量 检出器 感
输入匹配
输出 放大变换
技
狭义传感器
术
广义传感器
.
8
传感器的发展和作用
使用传感器的历史可以追溯到远古时代
–中国的候风地动仪；
–16世纪利用液体膨胀测量温度；
检
–19世纪以电磁学为基础建立的物理测量法则。
测
(以英国物理学家法拉第为代表: 电磁感应定律)
传感技术 + 检测技术 = 检测与传感技术
传感器
是一门研究自动检测系统中的信息提取、 信息转换、信息处理问题5的技术。
检
测
与 将非电量转换
传 为与之有确定 自动检测系统是自动测量、自动计量、 感 对应关系的电 自动保护、自动诊断、自动信号处理等 技 量的输出装置。 诸系统的总称。 术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
.
5
本课程在电子信息技术中的地位
数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰 性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、 光栅传感器等。传感器数字化是今后的发 展趋势。输出为开关量(“1”和"0”或“开” 和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型 传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感 器。
数字式：传感器输出为数字量，如：编码 器式传感器。
模拟式：传感器输出为模拟电压量;
与
传
感 以电量作为输出的传感器，其发展历史最短，但
技
发展最为迅猛 !
术
.
9
候风地动仪图
检 测 与 传 感 技 术
.
10
液体膨胀温度仪
检 测 与 传 感 技 术
.
11
以电量作为传感器输出的优越性
可以灵活地改变测量仪器的灵敏度， 有利于扩大量程。
检 便于远距离传输。
测 与
传 便于信息的数字化、微型化、智能化。
检测与传感技术
——绪 论
.
本课程的体系定位、开设目的及教学要求
体系定位
大学物理、电子线路(模拟、数字)、信号与系统、微机 原理与接口等课程的后续课程，反映了上课课程知识体 系的综合应用型科目。
检
开设目的
测 与
信息捕获(获取)是信息技术领域的“前沿阵地”，传感
传
器是信息获取的主要工具。
感
技
教学要求
现代信息技术的三大重要支柱
信息采集 信息传输 信息处理 !!!
检
测 传感器技术已成为现代信息技术的重要支柱之一。
与 传
感 什么是传感器？传感器是怎样发展的呢？
技 术
.
6
从人的感觉系统到机器人
.
7
什么是传感器
人类从外界获取信息，必须借助于感觉器官。
传感器是与人的感觉器官相对应的元件。
能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换 成可输出信号的器件或装置。
检
测
与
传 感 技 术
月极基紫地光外球学相等望机离远子镜体、层图像数据首全测红次景月外发相雷 成布机达像、、光谱仪 ( 拍摄于2013年12月16日 )
.
24
传感器的分类方法很多．主要 有如下几种：
（1）按被测量分类，可分为力学量、光 学量、磁学量、几何学量、运动学量、 流速与流量、液面、热学量、化学量、 生物量传感器等。这种分类有利于选择 传感器、应用传感器
8. 磁电式传感器
.
3
主讲内容 (续)
9. 光电式传感器
10. 半导体传感器 11.超声波、微波传感器
12.辐射式与数字式传感器 13.集成智能式传感器、生物传感器
14. 传感器电路(匹配、处理、传输、抗干扰) 15. 传感器应用(温度、压力测量)
16. 传感器应用(流量、物位测量)
.
4
本课程的知识体系
.
28
按应用场合不同
工业用，农用、军用、医用、科研用、 环保用和家电用传感器等。若按具体便 用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞 机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。
.
29
根据使用目的的不同
又可分为计测用、监视用，位查用、诊 断用，控制用和分析用传感器等。
.
30
按照传感器转换能量的方式分：
(1)能量转换型：如：压电式、热电 偶、光电式传感器等;
检 测 与 传 感 技 术
.
15
消费类电子学 —— ATM机
检 测 与 传 感 技 术
.
16
消费类电子学 —— Kinect
检
测
与
传
感
技
术
一种3D体感摄影机, 同时导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。
.
17
工业电子学—— 酒精探测仪
检 测 与 传 感 技 术
.
18
工业电子学—— 机器人
检 测 与 传 感 技 术
.
19
.
20
生物医学电子学—— B型超声波探测仪
检 测 与 传 感 技 术
.
21
汽车电子学—Volvo S60 防撞系统
检 测 与 传 感 技 术
.
22
航空航天应用 ——“伽利略”号木星探测器
检 测 与 传 感 技 术
.
23
航空航天应用
——“嫦娥三号”着陆器和“玉兔号”月球车(巡视器)
（2） 按被测物理量分类如：力，压力， 位移，温度，流量、速度、气体成份角度 传感器等;
.
25
按照工作原理分类
可分为电阻式、电容式、电感式，光电 式，光栅式、热电式、压电式、红外、 光纤、超声波、激光传感器等。这种分 类有利于研究、设计传感器，有利于对 传感器的工作原理进行阐述。
可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、 光电、光栅、热电偶等传感器。
术
※ 平时要求：考勤、纪律 ※ 考试要求：闭卷
.
2
主讲内容
1. 绪论、传感与检测技术理论基础(I)
2. 传感与检测技术理论基础(II)、传感器的组成、分类和基本特性 3. 电阻式传感器(电阻应变式)
4. 热电阻，热敏电阻，电感式传感器 5. 差动变压器式传感器
6. 电容式传感器 7. 压电式传感器
如：应变式传感器、压电式传感器、压
阻式传感器、电感式传感器、电容式传
感器、光电式传感器等;
.
26
按敏感材料不同
分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英 传感器、光导纤推传感器、金属传感器、 有机材料传感器、高分子材料传感器等。 这种分类法可分出很多种类
.
27
按照传感器输出量的性质分为
摸拟传感器、数字传感器。
感 技 术
.
12
当今，传感器技术迅速发展的原因
电子工业和信息技术的促进。
政府的产业导向和扶植。
检
测 国防、空间技术和民用产品市场的迫切需求。
与
传
感 许多高新技术为开发新型传感器提供了理论基 技 础、技术保障和工艺支持。
术
.
13
消费类电子学 —— 电子秤
检 测 与 传 感 技 术
.
14
消费类电子学 —— 光学成像设备
传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
检
测 测量环境 与
信号处理部分
传 被测量 检出器 感
输入匹配
输出 放大变换
技
狭义传感器
术
广义传感器
.
8
传感器的发展和作用
使用传感器的历史可以追溯到远古时代
–中国的候风地动仪；
–16世纪利用液体膨胀测量温度；
检
–19世纪以电磁学为基础建立的物理测量法则。
测
(以英国物理学家法拉第为代表: 电磁感应定律)