传感器全套课件.pptx

檢測技術作為資訊科學的一個重要分支，與電腦技術、自動控制技術和通信技術等一起構成了資訊技術的完整學科。在人類進入資訊時代的今天，人們的一切社會活動都是以資訊獲取與資訊轉換為中心，感測器作為資訊獲取與資訊轉換的重要手段，是資訊科學最前端的一個陣地，是實現資訊化的基礎技術之一。第一章 緒 論“沒有感測器就沒有現代科學技術”的觀點已為全世界所公認。以感測器為核心的檢測系統就像神經和感官一樣，源源不斷地向人類提供宏觀與微觀世界的種種資訊，成為人們認識自然、改造自然的有利工具。 第一節 感測器的地位和作用感測器是人類五官的延長，又稱之為電五官。感測器是獲取資訊的主要途徑與手段。沒有感測器，現代化生產就失去了基礎。 感測器是邊緣學科開發的先驅。第一章 緒 論可見，感測器技術在發展經濟、推動社會進步等方面起著重要作用。感測器已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其廣泛的領域。從茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各種複雜的工程系統，幾乎每一個現代化專案，都離不開各種各樣的感測器。 第二節 感測器的定義 國家標準（GB7665-87）中感測器（Transducer/Sensor）的定義：能夠感受規定的被測量並按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。①感測器是測量裝置，能完成檢測任務；②輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學量、生物量等；③輸出量是某種物理量，便於傳輸、轉換、處理、顯示等，可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量；④輸出輸入有對應關係，且應有一定的精確程度。 感測器名稱：發送器、傳送器、變送器、檢測器、探頭感測器功用：一感二傳,即感受被測資訊,並傳送出去。V、I、F、P 第三節 感測器的組成 輔助電源敏感元件轉換元件基本轉換電路被測量電量敏感元件是直接感受被測量，並輸出與被測量成確定關係的某一物理量的元件。轉換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉換成電路參量。基本轉換電路：上述電路參數接入基本轉換電路（簡稱轉換電路），便可轉換成電量輸出。 實際上，有些感測器很簡單，有些則較複雜，大多數是開環系統，也有些是帶回饋的閉環系統。最簡單的感測器由一個敏感元件(兼轉換元件)組成，它感受被測量時直接輸出電量，如熱電偶。有些感測器由敏感元件和轉換元件組成，沒有轉換電路，如壓電式加速度感測器，其中品質塊m是敏感元件，壓電片（塊）是轉換元件。有些感測器，轉換元件不只一個，要經過若干次轉換。由於空間的限制或者其他原因,轉換電路常裝入電箱中。然而，因為不少感測器要在通過轉換電路後才能輸出電信號，從而決定了轉換電路是感測器的組成環節之一。 第四節 感測器的分類 1、按感測器的工作機理，分為物理型、化學型、生物型等 2、按構成原理，結構型與物性型兩大類 3、根據感測器的能量轉換情況，可分為能量控制型感測器和能量轉換型感測器4、按照物理原理分類：十種 5、按照感測器的用途分類 ：位移、壓力、振動、溫度感測器7、根據感測器輸出信號：模擬信號和數字信號 6、根據轉換過程可逆與否 ：單向和雙向8、根據感測器使用電源與否：有源感測器和無源感測器 結構型感測器是利用物理學中場的定律構成的，包括動力場的運動定律，電磁場的電磁定律等。物理學中的定律一般是以方程式給出的。對於感測器，這些方程式就是許多感測器在工作時的數學模型。這類感測器的特點是感測器的工作原理是以感測器中元件相對位置變化引起場的變化為基礎，而不是以材料特性變化為基礎。 物性型感測器是利用物質定律構成的,如虎克定律、歐姆定律等。物質定律是表示物質某種客觀性質的法則。這種法則，大多數是以物質本身的常數形式給出。這些常數的大小，決定了感測器的主要性能。因此，物性型感測器的性能隨材料的不同而異。如，光電管，它利用了物質法則中的外光電效應。顯然，其特性與塗覆在電極上的材料有著密切的關係。又如，所有半導體感測器，以及所有利用各種環境變化而引起的金屬、半導體、陶瓷、合金等性能變化的感測器，都屬於物性型感測器。 能量控制型感測器，在資訊變化過程中，感測器將從被測對象獲取的資訊能量用於調製或控制外部激勵源，使外部激勵源的部分能量載運資訊而形成輸出信號，這類感測器必須由外部提供激勵源，如電阻、電感、電容等電路參量感測器都屬於這一類感測器。基於應變電阻效應、磁阻效應、熱阻效應、光電效應、霍爾效應等的感測器也屬於此類感測器。 能量轉換型感測器，又稱有源型或發生器型，感測器將從被測對象獲取的資訊能量直接轉換成輸出信號能量，主要由能量變換元件構成，它不需要外電源。如基於壓電效應、熱電效應、光電動勢效應等的感測器都屬於此類感測器。 按照物理原理分類：★電參量式感測器：電阻式、電感式、電容式等； ★磁電式感測器：磁電感應式