项目一传感器课件（第1、2课时）

1传感器原理及应用2项目一认识传感器45传感器有何作用？第1部分6一、人机系统的机能对应关系外界刺激物体状况感官人脑肢体人体系统传感器计算机执行器机器系统“机电五官”7性能凌驾于人的感官之上：（1）测量人体无法感知的量（3）测量范围宽、精确高、可靠性好（2）恶劣环境下工作传感器控制装置执行机构机械本体机电一体化组成8信息处理电信电话科技测试设备控制交通控制输电系统机床机器人家用电器照相机汽车飞机船舶气象海洋环境污染医疗防火光能利用热能利用土木建筑农林机械能利用货币金融食品111551101034736598161277834313147111707693612621242014需要量传感器技术对国民经济的发展起着重要的作用。二、主要应用9化工产品自动生产过程1、自动检测与自动控制系统石油、化工、电力、钢铁、机械等加工工业设备推动力液体或气体检测压力或压强进料自动称重按比例混合反应容器内液体成品半成品在生产线上传输自动控制传输速度自动控制容器液位测定容器中的压力体积自动称重分装计数102、汽车与传感器传统：行驶速度、距离、发动机旋转速度、燃料剩余量安全：安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、汽车“黑匣子”环保：排气循环装置、电子燃料喷射装置11123、传感器与家用电器自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、风干器、电熨斗、电风扇、洗衣机、洗碗机、照相机、电冰箱、电视机、录像机、家庭影院134、传感器在机器人上的应用单能机器人：生产用的自动机械式（加工、组装、检验）

检测臂的位置和角度传感器红旗轿车焊装生产线隧道凿岩机器人14智能机器人：判断能力视觉传感器、触觉传感器足球机器人迎宾机器人15《泰坦尼克》中用于水下探测的“邓肯”号机器人162003年9月，全球现场直播埃及金字塔世界最古老石棺的考古挖掘进程，可能揭开古埃及金字塔内部结构之谜。“不论是谁骚扰了法老的安宁，死神之翼将在它的头上降临。”小机器人挑战法老咒语，代替科学家勇探胡夫金字塔内部秘道。“金字塔漫游者”，地面探测雷达、超声波传感器（测石头厚度）。175、传感器在医疗及人体医学上的应用医用传感器：人体内部温度、血液、呼吸流量、肿瘤、心音、腔内压力、心脑电波186、传感器与航空及航天飞行器：控制在预定轨道上速度、加速度、飞行距离测量陀螺仪、阳光传感器、星光传感器、地磁传感器周围环境、内部设备监控、本身状态197、传感器与环境保护环境监测仪器20温湿度、露点探头、CO2探头、大气压力传感器湿度传感器湿度传感器218、传感器与遥感技术飞机及航天飞行器：近紫外线、可见光、远红外线、微波船舶：超声波传感器微波红外接收传感器红外线分布差异矿藏埋藏地区地面229、传感器在军事技术领域的应用《美国高级将领与著名学者访谈录》陈伯江“信息时代的军事革命”

——美国参联会副主席欧文斯上将“……改变那种认为军事力量主要是军舰、坦克和飞机的概念，把我们的注意力放在思考信息和电信技术所能提供的军事力量上来。这场军事革命标志着一种转变，即从重视军舰、坦克和飞机，转为重视诸如传感器这类东西的作用。”“陆军、海军、空军都将只不过是历史的产物……你也许将成立一个把所有的传感器放在一起的军种（可称之为传感器军）用于观察战场……”23三、地位及发展状况传感器是信息采集系统的首要部件，计算机的“五官”，如果没有传感器对原始信息进行精确、可靠的捕获和转换，一切测量和控制都是不可能实现的。1、现代测量与自动控制的首要环节2、衡量国家综合实力的重要标志

传感器与传感器技术的发展水平是衡量一个国家综合实力的重要标志，也是判断一个国家科学技术现代化程度与生产水平高低的重要依据。243、信息技术的三大支柱产业传感器技术通信技术计算机技术——五官——神经——大脑254、各国政府高度重视日本科学技术厅把传感器技术列为六大核心技术（计算机、通讯、激光、半导体、超导和传感器）之一。日本政府还在21世纪技术预测中将传感器列为首位。美国白宫将“传感器及信号处理”列为对国家安全和经济发展有重要影响的关键技术之一。西欧各国在制定“尤里卡”发展计划中，把传感器技术作为优先发展的重点技术。我国政府在“863计划”及重点科技攻关项目中，均把传感器列在重要位置。26四、发展方向新理论的探讨、新技术的应用、新材料和新工艺的研究2、确保传感器的可靠性，延长其使用寿命1、努力实现传感器的新特性检测范围宽、高灵敏度、高精度、响应速度快、互换性好3、提高集成化和功能化程度信息处理功能一体化：敏感元件、电路、执行机构传感器功能和信息处理功能一体化274、微型化微机电系统MEMS

轮廓尺寸在毫米量级、元件尺寸在微米量级、可运动的微型机电装置。微型集成传感器：力、压力、加速度、化学传感器集成电路：微型的齿轮、电机、泵、阀门、悬臂梁、光学镜片——执行机构——借助集成电路制造技术来制造机械装置285、新型功能材料的开发各种新型传感器孕育在新材料之中半导体材料和新工艺的发展：半导体传感器压电半导体材料发展：压电集成传感器高分子压电薄膜的出现：机器人触觉传感器29高桥清（日），“展望21世纪新技术革命中的传感器”,《传感器技术》，2001年第1期人类文明史与传感器30五、课程及教材2、关于教材、参考书及资料传感器入门雨宫好文传感器原理及应用朱蕴璞等３、实验1、课程特点：理论性、综合性、实践性强的学科☆内容离散☆知识密集程度高☆设计与实践《传感器世界》《传感器技术》31第二部分何为传感器？32一、传感器的定义

利用各种物理、化学效应以及生物效应实现非电量到电量转换的器件或装置。（1）传感器是一种测量器件或装置（2）非电量发电机是不是传感器？物理量化学量生物量（3）“转换”：传感器、变换器、变送器、换能器、转换器、探测器工业测量标准输出信号能量转换转换效率33二、传感器的组成敏感元件辅助电源传感元件被测非电量有用非电量有用电量信号调节转换电路电量

敏感元件：感受被测量并输出与之成确定关系的其它量的元件，如膜片和波纹管，可把被测压力变成位移量。

传感元件（转换）：可直接感受被测量输出与之成确定关系的电量，如热电偶；也可只感受与被测量成确定关系的其它非电量。如差动变压器式压力传感器，只感受与被测压力成确定关系的衔铁位移量，后输出电量。34传感元件被测非电量有用电量物性型传感器结构型传感器敏感元件传感元件被测非电量有用电量有用非电量35例大吨位电容式称重传感器被测非电量：敏感元件：有用非电量：传感元件：有用电量：电容量C弹性体外界压力极板间距变化电容传感器弹性体极板支架绝缘材料定极板动极板36三、传感器