常感器原理及應(yīng)用第1章 緒論

傳感器原理及應(yīng)用第1章

緒論《傳感器原理及應(yīng)用》課程信息（一）學(xué)時學(xué)分：54學(xué)時（周5學(xué)時）3學(xué)分（二）預(yù)修課程：《普通物理》、《信號與系統(tǒng)》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《電磁場理論》

等（三）使用教材王化祥、張淑英編著：《傳感器原理及應(yīng)用》

參考教材：1.《傳感器原理及應(yīng)用》吳建平著機(jī)械工業(yè)出版社2.《傳感器與檢測技術(shù)》宋文緒楊帆著高等教育出版社3.《傳感器與檢測技術(shù)》陳杰黃宏著高等教育出版社

主要內(nèi)容：

1.1傳感器的作用

1.2傳感器的定義

1.3傳感器的組成

1.4傳感器的分類1.5傳感器的發(fā)展趨勢

第1章緒論

什么是傳感器？傳感器感覺，感知（Sensor、Transducer）人類有五大感覺器官，即眼、耳、鼻、舌、皮膚。通過這些感覺器官感知外界信息。機(jī)器系統(tǒng)中，傳感器是各種機(jī)械和電子設(shè)備的感覺器官。能感知光、色、溫度、壓力、聲音、濕度、氣味及輻射等。性能凌駕于人的感官之上：（3）測量范圍寬、精確高、可靠性好（1）測量人體無法感知的量（2）惡劣環(huán)境下工作溫度傳感器：-196℃~1800℃

精度：0.1%~0.01%1.1傳感器的作用傳感器外界信息感官大腦肌體計算機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器又是人體感官的延長，有人又稱傳感器為“電五官”，它作為替代補(bǔ)充人的感覺器官功能，傳感器為人類客觀定量認(rèn)識世界起到重要作用。1.2傳感器的定義

傳感器是將各種非電量（包括物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)牧硪环N物理量（一般為電量）的裝置。敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測量電路

敏感元件：是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。

轉(zhuǎn)換元件：把感受到的非電量直接轉(zhuǎn)換成為電量。

測量電路：將轉(zhuǎn)換原件輸出的電量變成便于顯示、記錄、控制和處理的有用電信號。核心部分是轉(zhuǎn)換元件,決定傳感器的工作原理。1.3傳感器的組成1.4傳感器的分類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111551101034736598161277834313147111707693612621242014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。主要應(yīng)用例0-1：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)自動稱重自動稱重分裝計數(shù)測定容器中壓力體積自動控制容器液位自動控制傳輸速度檢測壓力和壓強(qiáng)進(jìn)料成品設(shè)備推動力按比例混合液體半成品在生產(chǎn)線上傳輸2、汽車與傳感器基本：行駛速度、距離、發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、燃料剩余量安全：安全氣囊系統(tǒng)、防盜裝置、防滑控制系統(tǒng)、防抱死裝置、電子變速控制裝置、汽車“黑匣子”環(huán)保：排氣循環(huán)裝置、電子燃料噴射裝置2.“汽車導(dǎo)航用傳感器”,《傳感器世界》,1997年1期3.“汽車安全系統(tǒng)及其傳感器”,《傳感器世界》,1997年2期參考文獻(xiàn)：1.“汽車安全保障傳感器市場”，《傳感器世界》，

2001年1期3、傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用視覺（平面、立體）；非視覺（接近覺、觸覺、滑覺、熱覺、力覺、…）《泰坦尼克》中用于水下探測的“鄧肯”號機(jī)器人4、傳感器在醫(yī)療及人體醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備都是利用現(xiàn)代傳感技術(shù)，如：B超、CT、核磁共振、心電圖、腦電圖、X光機(jī)、病理分析、體液分析等等。5、傳感器與航空及航天飛行器：控制在預(yù)定軌道上速度、加速度、飛行距離測量陀螺儀、陽光傳感器、星光傳感器、地磁傳感器周圍環(huán)境、內(nèi)部設(shè)備監(jiān)控、本身狀態(tài)

最新濕度測量應(yīng)用領(lǐng)域

紡織品精確的煙草烘干木材烘干芯片生產(chǎn)要求最高的濕度穩(wěn)定性紙品濕度傳感器工業(yè)生產(chǎn)過程控制6、傳感器與工業(yè)生產(chǎn)過程N(yùn)OXNO+NO2dustsootH2SH2OHCC-totalCO2COO2HCNHClHFNH3SO2大氣、水質(zhì)、材料檢測7、傳感器與環(huán)境監(jiān)測

2012年2月，中國國務(wù)院同意發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加了PM2.5（particulatematter）監(jiān)測指標(biāo)。大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。

PM2.5粒子監(jiān)測器8、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。”

“陸軍、海軍、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……”

伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場上的接連獲勝。陸軍的官員絲毫不掩飾新型傳感器帶給他們的作戰(zhàn)優(yōu)勢。

通過一些遙控或無人操縱的傳感器,即使在氣候惡劣、地形復(fù)雜的戰(zhàn)場上,士兵們也不致陷入危險的境地。

“一些使用聲學(xué)儀、地震儀和影像儀的作戰(zhàn)傳感器,在保護(hù)作戰(zhàn)人員方面取得了很好的效果。”伊拉克戰(zhàn)場上美國陸軍還使用了一種用三腳架固定的小型地面監(jiān)視雷達(dá)AV/PPS-5,它能夠檢測并分辨出方圓20公里內(nèi)的敵軍動向。超光譜傳感器在檢測和定位偽裝或隱蔽的移動目標(biāo)時,表現(xiàn)出極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

已研制成功的最新型紅外傳感器,重量僅為0.11公斤,而且具有極高的可靠性。這些傳感器使用能量檢測法,可以定位一公里范圍內(nèi)的目標(biāo)。智能建筑：BAS，CAS，OAS(3A)給排水系統(tǒng)泵系統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)環(huán)境控制電力監(jiān)測能量計費(fèi)消防系統(tǒng)保安系統(tǒng)照明系統(tǒng)DDC9、智能建筑

智能建筑自動識別系統(tǒng)(門禁，機(jī)電一體化)打破了人們幾百年來用鑰匙開鎖的傳統(tǒng)指紋門禁（CCD）感應(yīng)式門禁（IC、讀卡器）自動識別系統(tǒng)還有考勤機(jī)、欄桿機(jī)…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、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)傳感器功能和信息處理功能一體化目前傳感器總的發(fā)展趨勢是：

（1）

發(fā)現(xiàn)、利用新效應(yīng)（磁光、壓阻）；（2）

開發(fā)新材料（光纖、