傳感器技術(shù)CH00

1、2013年1月傳感器技術(shù)Transducer Technique1在你周圍都接觸過哪些傳感器？怎樣上好這門課？傳感器技術(shù)緒論（1）啟發(fā)式教學(xué)教是為了不教（2）嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)大學(xué)不在于有大樓，而在于有大師（3）教書育人千教萬教，教人求真，千學(xué)萬學(xué)，學(xué)做真人2緒 論一、人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)能對應(yīng)關(guān)系 認(rèn)識傳感器傳感器技術(shù)緒論五、傳感器的定義二、主要應(yīng)用三、地位及重要性四、發(fā)展方向3一、人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)能對應(yīng)關(guān)系人體系統(tǒng)是如何感知外界信息的？人類的五官傳感器技術(shù)緒論4傳感器計算機(jī)執(zhí)行器機(jī) 器 系 統(tǒng)外界信息感 官人 腦肢 體人 體 系 統(tǒng)Sensor, Transducer“機(jī)電五官”人機(jī)系統(tǒng)機(jī)能對應(yīng)關(guān)系傳感器技術(shù)緒

2、論5五官與傳感器傳感器技術(shù)緒論6傳感器性能凌駕于人的感官之上：（1）測量人體無法感知的量（3）測量范圍寬、精確高、可靠性好（2）惡劣環(huán)境下工作 溫度傳感器：-196 1800 壓力傳感器：0.01psi 10000psi 精度：0.1% 0.01% 可靠度：8 9 級傳感器技術(shù)緒論7緒 論一、人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)能對應(yīng)關(guān)系 認(rèn)識傳感器傳感器技術(shù)緒論五、傳感器的定義二、主要應(yīng)用三、地位及重要性四、發(fā)展方向8信息處理電信電話科技測試設(shè)備控制交通控制輸電系統(tǒng)機(jī)床機(jī)器人家用電器照相機(jī)汽車飛機(jī)船舶氣象海洋環(huán)境污染醫(yī)療防火光能利用熱能利用土木建筑農(nóng)林機(jī)械能利用貨幣金融食品111551101034736598161

3、27783431 3147111707693612621242014相對需要量 傳感器技術(shù)對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的作用二、主要應(yīng)用傳感器技術(shù)緒論9傳感器技術(shù)緒論自動檢測與自動控制系統(tǒng)汽車與傳感器傳感器與家用電器傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用醫(yī)療及人體醫(yī)學(xué)傳感器與航空及航天傳感器與環(huán)境保護(hù)傳感器與遙感技術(shù)軍事技術(shù)領(lǐng)域10例1：化工產(chǎn)品自動生產(chǎn)過程1、自動檢測與自動控制系統(tǒng) 石油、化工、電力、鋼鐵、機(jī)械等加工工業(yè)Automatic test and automatic control system 傳感器技術(shù)緒論11例2：電力機(jī)車受電弓特性檢測電力機(jī)車：非自給性牽引方式Pantograph automa

4、tic inspection for electric locomotive 傳感器技術(shù)緒論12傳感器技術(shù)緒論13（1）升降弓壓力特性檢測傳感器技術(shù)緒論14（2）升降弓時間測量傳感器技術(shù)緒論15傳感器技術(shù)緒論162、汽車與傳感器傳統(tǒng)：行駛速度、距離、發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、燃料剩余量、水溫安全：安全氣囊、防盜、防滑、防抱死、電子變速、“黑匣子”環(huán)保：排氣循環(huán)裝置、電子燃料噴射裝置傳感器技術(shù)緒論172. “汽車導(dǎo)航用傳感器”,傳感器世界3. “汽車安全系統(tǒng)及其傳感器”,傳感器世界參考文獻(xiàn)：1. “汽車安全保障傳感器市場”，傳感器世界傳感器技術(shù)緒論183、傳感器與家用電器自動電飯鍋、吸塵器、空調(diào)器、電子熱

5、水器、風(fēng)干器、電熨斗、電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、照相機(jī)、電冰箱、電視機(jī)、錄像機(jī)、家庭影院傳感器技術(shù)緒論家庭自動化藍(lán)圖 安全監(jiān)測與報警 空調(diào)與照明控制 太陽光自動跟蹤 家務(wù)勞動自動化194、傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用單能機(jī)器人：生產(chǎn)用自動化機(jī)械（加工、組裝、檢驗(yàn)） 檢測臂的位置和角度傳感器隧道鑿巖機(jī)器人紅旗轎車焊裝生產(chǎn)線120kg 點(diǎn)焊機(jī)器人傳感器技術(shù)緒論204、傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用傳感器技術(shù)緒論21智能機(jī)器人：Intelligent Robot 判斷能力視覺傳感器、觸覺傳感器傳感器技術(shù)緒論足球機(jī)器人22傳感器技術(shù)緒論迎賓機(jī)器人23泰坦尼克中用于水下探測的“鄧肯”號機(jī)器人傳感器技術(shù)緒論242004年

6、9月17日，全球現(xiàn)場直播-埃及金字塔世界最古老石棺的考古挖掘進(jìn)程，可能揭開古埃及金字塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)之謎。“不論是誰騷擾了法老的安寧，死神之翼將在它的頭上降臨?！毙C(jī)器人挑戰(zhàn)法老咒語，代替科學(xué)家勇探胡夫金字塔內(nèi)部秘道。“金字塔漫游者”：511，地面探測雷達(dá)、超聲波傳感器（測石頭厚度）。傳感器技術(shù)緒論255、傳感器在醫(yī)療及人體醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用醫(yī)用電子學(xué)的發(fā)展醫(yī)用傳感器：人體內(nèi)部溫度、血液及 呼吸流量、 腫瘤、心音、 腔內(nèi)壓力、心腦電波6、傳感器與航空及航天飛行器：控制在預(yù)定軌道上測量速度、加速度、飛行距離陀螺儀、陽光傳感器、星光傳感器、地磁傳感器周圍環(huán)境監(jiān)控、內(nèi)部設(shè)備監(jiān)控、本身狀態(tài)監(jiān)控傳感器技術(shù)緒論267

7、、傳感器與環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測儀器傳感器技術(shù)緒論27溫濕度、露點(diǎn)探頭、CO2探頭、大氣壓力傳感器濕度傳感器濕度傳感器 Temperature transducer Humidity transducer傳感器技術(shù)緒論 Dew point probe Carbon dioxide probe288、傳感器與遙感技術(shù)飛機(jī)及航天飛行器：近紫外線、可見光、遠(yuǎn)紅外線、微波船舶：超聲波傳感器微波紅外接收傳感器紅外線分布差異礦藏埋藏地區(qū)地 面Remote sensing technique傳感器技術(shù)緒論299、傳感器在軍事技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用美國高級將領(lǐng)與著名學(xué)者訪談錄陳伯江“信息時代的軍事革命” 美國參聯(lián)會副主席歐

8、文斯上將“改變那種認(rèn)為軍事力量主要是軍艦、坦克和飛機(jī)的概念，把我們的注意力放在思考信息和電信技術(shù)所能提供的軍事力量上來。這場軍事革命標(biāo)志著一種轉(zhuǎn)變，即從重視軍艦、坦克和飛機(jī)，轉(zhuǎn)為重視諸如傳感器這類東西的作用?！薄瓣戃姟⒑＼?、空軍都將只不過是歷史的產(chǎn)物你也許將成立一個把所有的傳感器放在一起的軍種（可稱之為傳感器軍）用于觀察戰(zhàn)場”傳感器技術(shù)緒論30緒 論一、人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)能對應(yīng)關(guān)系 認(rèn)識傳感器傳感器技術(shù)緒論五、傳感器的定義二、主要應(yīng)用三、地位及重要性四、發(fā)展方向31傳感器是信息采集系統(tǒng)的首要部件，計算機(jī)的“五官”，如果沒有傳感器對原始信息進(jìn)行精確、可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，一切測量和控制都是不可能實(shí)現(xiàn)的。1

9、、現(xiàn)代測量與自動控制的首要環(huán)節(jié)2、衡量國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志傳感器與傳感器技術(shù)的發(fā)展水平是衡量一個國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志，也是判斷一個國家科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化程度與生產(chǎn)水平高低的重要依據(jù)。傳感器技術(shù)緒論323、現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱通訊技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)既是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的源頭，又是信息社會賴以存在和發(fā)展的物質(zhì)與技術(shù)基礎(chǔ)。如果沒有高度保真和性能可靠的傳感器，沒有先進(jìn)的傳感器技術(shù)，信息的準(zhǔn)確獲得與精密檢測就成了一句空話，通訊技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)也就成了無源之水，無本之木，現(xiàn)代測量與自動化技術(shù)隨之變成水中之月、鏡中之花。傳感器技術(shù)緒論334、各國政府高度重視日本科學(xué)技術(shù)廳把傳感器技術(shù)列為六大核心技術(shù)

10、（計算機(jī)、通訊、激光、半導(dǎo)體、超導(dǎo)和傳感器）之一。日本政府還在21世紀(jì)發(fā)展技術(shù)中將傳感器列在前位。美國將“傳感器及信號處理”列為對國家安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要影響的關(guān)鍵技術(shù)之一。西歐各國把傳感器技術(shù)作為優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)。我國政府在“863計劃”及重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目中，均把傳感器列在重要位置。傳感器技術(shù)緒論34緒 論一、人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)能對應(yīng)關(guān)系 認(rèn)識傳感器傳感器技術(shù)緒論五、傳感器的定義二、主要應(yīng)用三、地位及重要性四、發(fā)展方向35四、發(fā)展方向新理論的探討、新技術(shù)的應(yīng)用、新材料和新工藝的研究2、確保傳感器的可靠性，延長其使用壽命1、努力實(shí)現(xiàn)傳感器的新特性檢測范圍寬、高靈敏度、高精度、響應(yīng)速度快、互換性好3

11、、提高集成化和功能化程度信息處理功能一體化：敏感元件、電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器技術(shù)緒論364、微型化微機(jī)電系統(tǒng) MEMS（Microelectro-mechanical System） 輪廓尺寸在毫米量級、元件尺寸在微米量級、可運(yùn)動的微型機(jī)電裝置。微型集成傳感器：力、壓力、加速度、化學(xué)傳感器微型執(zhí)行機(jī)構(gòu)：微型齒輪、電機(jī)、泵、閥門、 懸臂梁、光學(xué)鏡片 借助集成電路的制造技術(shù)來制造機(jī)械裝置傳感器技術(shù)緒論375、新型功能材料的開發(fā) 各種新型傳感器孕育在新材料之中半導(dǎo)體材料和新工藝的發(fā)展：半導(dǎo)體傳感器壓電半導(dǎo)體材料發(fā)展：壓電集成傳感器高分子壓電薄膜的出現(xiàn)：機(jī)器人觸覺傳感器參考文獻(xiàn)：“形狀記憶執(zhí)行材料研究進(jìn)

12、展”，傳感器世界2. “機(jī)器人用傳感器材料的進(jìn)展”，傳感器世界傳感器技術(shù)緒論38人的感官優(yōu)于工程傳感器零維探測與多維感知單功能與多功能積分與微分宴會效應(yīng)選擇功能咖啡桌效應(yīng)學(xué)習(xí)功能高橋效應(yīng)聯(lián)想功能模糊效應(yīng)模擬量識別森林效應(yīng)全局與部分非智能型與智能型傳感器技術(shù)緒論高橋清（日），“21世紀(jì)新技術(shù)革命中的傳感器”39緒 論一、人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)能對應(yīng)關(guān)系 認(rèn)識傳感器傳感器技術(shù)緒論五、傳感器的定義二、主要應(yīng)用三、地位及重要性四、發(fā)展方向40 把特定的被測量信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置。四層含義：（1）傳感器是一種測量器件或裝置 測速發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)測速傳感器發(fā)電機(jī)是不是傳感器？（2）“特定的被測量信息”：非電量物理量化學(xué)量生物量電量五、傳感