传感与检测技术概述.ppt

31 1.3 传感器的组成与分类 1. 传感器的组成 1) 系统构成：敏感元件 + 转换元件 + 基本转换电路 （有时还包括供电的辅助电源） 传感器是功能器件（Function Device）。 敏感元件(Sensing Element)：直接感受(响应)外部信息的部分; 转换元件(Transduction Element)：能将感受到的被测非电量转换 为电量的部分; 当传感器的输出为标准信号时称为变送器(Transmitter)。 传感器的基本组成图 辅助电源 转换元件 基本转换电路 被测量 电量 敏感元件 32 1.3 传感器的组成与分类 1. 传感器的组成 2) 转换/信号调理(signal conditioning)电路 (1)将敏感或转换元件的输出电信号转换为适于传送、显示 或记录的信号，满足后续电路或装置的输入要求。 (2)实现输出信号标准化的重要环节与基础，也是应用难点。 (3)常用电路： 信号放大、电平调整、线性化、滤波、阻抗匹配、 调制/解调、形式变换等 注：信号调理电路与检测电路的界限并不很清楚，有时合二为一，如将电阻—电压转换电路，电阻、电感的检测电路归为信号调理电路。 33 1.3 传感器的组成与分类 1. 传感器的组成 3) 传感器构成特点 可简单、可复杂，视要求而定。 最简的传感器仅由一个敏感元件(兼转换元件)，如热电偶；有些传感器由敏感元件和转换元件组成，无需转换电路，如压电加速度传感器；有些需要经过若干转换元件的转换。 系统结构上，传感器大多是开环，也有些是闭环。 34 1.3 传感器的组成与分类 2. 传感器的分类 原因：实际要测的量(变量)与其他量总存在一定的相关性(物理 的、化学的）。 一种被测量可用不同传感器测量； 同一原理的传感器通常可测量多种非电量。 益处：有助于从总体认识和掌握传感器的原理、性能、特点。 例： 按可变电参量大类中的阻抗形式 分类有：电阻型、电容型、…； 按产生变化量纲分类有：电压型、 电荷型或电流型。 益处：类别减少，能直接研究设计 相关信号转换调节器。 常见物理量的分类 35 1.3 传感器的组成与分类 分类法 型式 说明 按基本效应分 物理型、化学型、生物型 以转换中的物理效应、化学效应等命名 按构成原理或信号变换特征分类 结构型 以其转换元件结构参数变化实现信号转换 物性型 以其转换元件物理特性变化实现信号转换 混合型 结构性与物性型传感器组合而成的 按能量关系分 能量转换型（自源型） 传感器输出量直接由被测量能量转换而得 能量控制型（外源型） 输出量的能量由外源供给，但受被测量控制 按作用原理分 应变式、电容式、压电式、热电式等 以传感器对信号转换的作用原理命名 按被测量分 位移、压力、温度、流量等 以被测量命名（即按用途分类法） 按输出量分 模拟式 输出量为模拟信号 数字式 输出量为数字信号 * * 传感与检测技术Sensor Measurement Technology 刘少强 （改编） 2 课程简介 课时：学时48h（授课48h，课外实验16h） 参考教材：传感器与现代检测技术(余成波主编，清华出版社) 参考书：传感器技术，贾伯年主编，东南大学出版社 检测技术，施文康主编，机械工业出版社 要求：掌握传感与检测技术的基本原理与应用方法，熟悉一般检测电路及数据处理技术，了解检测系统构成的一般理论和分析设计方法。 内容：传感与检测技术概述、误差理论及数据处理 传感器与检测系统技术基础、电测量技术、常用机械量 传感器、光电传器、磁传感器、气体湿度传感器、几何 量和运动量检测、力学量检测、温度检测、流量检测、 检测中的信号转换与调理、检测算法、自动检测系统及 抗干扰、典型检测系统方案* 学习方式：听课 + 自习 + 练习 考核与成绩评定：笔试 + 平时 + 实验 3 第一章 绪论 1. 传感器和检测技术的地位、作用 2. 传感器与检测技术的基本概念 3. 传感器的组成与分类 4. 检测系统的一般构成 5. 传感与检测技术的主要研究内容 6. 检测方法分类 7. 传感器与检测技术的发展状况 4 历史时代： 手工化 机械化 自动化 信息化 生产方式： 人与简单工具 动力机与机械 自动测量控制 智能机械装置 1. 信息化是科学技术发展的必然 … … 1.1 传感器和检测技术的地位、作用 5 2. 信息流是客观世界的一个主流 物料流 能流 信息流 客观世界 1.1 传感器和检测技术的地位、作用 它们是人类生存