传感器概述_百度文库重点

1、任务要求Q9A掌握传感器的作用、组成、分类方法熟悉传感器的特性与性能指标传感技术的先行官作用人体与机器的对应关系1什0昱伟感寒伟感器枸老孑心体的感堂器官它能将各种 “电邂（。机械墨、&学墨、住的蚤、及丸学 蚤）树滋戌电蚤，从而宜珈和电墨的电测菽术.从外器荻取信云官（隼、阿、傘、念、/tM ）云官的运点传感器3耀科技传感器昱云修的工耀横拟的2 传感器的作用传感技术五宜通信技术神经计算机技术大脑各国的传感器发展世界技术发达国家 对开发传感器技术 部十分重视。美、 日、英、法、德和 独联体等国都把传 感器技术列为国家 巫点开发关键技术 之一。各国的传感器发展美国早在80年代 就声称世界已进 入传感器

2、时代；美国早在80年代 初就成立了国家 技术小组(BTG), 帮助政府组织和 领导各大公司与 国家企事业部门 的传感器技术开 发工作。各国的传感器发展羌国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技 术小有6项与传感器信息处理技术宜接和关。关于 保护美国武器系统质量优势至关重要的关键技术， 其中8项为无源传感器。美国空军2000年举出15 项有助丁提高21世纪空军能力关键技术，传感器 技术名列第二。各国的传感器发展本対科竣如钊用俸感器拡术枸老唾视幷 列筠家唾点发屐6尢絃2披术之一。本 网歹菽术石钊室的90年代唾点网确坯中 侖70个童总密逼，虫中侖怡境县鸟佬感器磁 术處切枸关o传感器发展传感器发展十

3、分迅速，在近I儿年來其产量及市 场需求年增比率均/门0%以上。冃前世界上从事 传感器研制生产单位已增到5000余家。美国、欧 洲、俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000 余家，日本有800余家。粮仓温度、湿度检测系统传感器应用目前传感器涉及的 领域广泛，早已渗透到 诸如现代大工业生产、 基础学科研究、宇宙开 发、海洋探测、军事国 防、环境保护、资源调 查、医学诊断、智能建 筑、汽车、家用电器、 生物工程、商检质检、 公共安全、甚至文物保 护等等极其广泛 的领域。传感器应用实例例一：粮仓温度、湿度检测无论是金属粮仓还是土仓，为 防止霉变，粮食都是分层存放，仓内温度和湿度不能过高，为 此，需在

4、各层安放温湿传感器进行检测。装有温湿度探头的粮 仓示意图如下。将各层探头输出接至温湿度巡检仪上，通过巡 检仪监视器监视各点温湿度情况。通过通风口保持温湿度在要 求范围内。例二：日常生活中的电冰箱、洗衣机、电饭煲、音 像设备、电动自行车、空调器、照相机、电热水器、报 警器等家用电器都安装了传感器；装有传感器的家电产品例三：感温、感烟火灾报警器该报警检测系统是在每 一房间安放一对感温、感烟探头（智能传感器），它们输 出温度、浓度信号通过串行通讯线送入由微机组成的检测 系统（集控器）；集控器负责倍号汇总，汇总各房间的温 度和浓度信号，并监控各房间温度、烟浓度是否异常，如 异常，声光报警并打开喷淋设备

5、灭火，一层一台。房间、 楼道装配摄像头，还可通过电视屏幕查看房间、楼道情况。可以看出没有感温、感烟传感器，就像人缺少感官， 系统无法工作。感温.感烟火灾报警系统传感器要地位 传感器的定义与组成般定义：传感器是指能感受规定的被测量，并按一定规律 转换成可用输出信号的器件或装置。定义的含义：测量装置；输入多模式；输出电量；函数关系字面理解感二传传感器的组成传感器的组成敏感元件膜（感） 转换元件电极（传） 转换器（处理电路）敏感元件转换元件处理电路_I辅助电源II/振膜y|si1-oevo h.电容传声器II新技术、新材料的应用新型传感器也在发展、变 化。所以，国内外到目前尚没有形成完整统一的 分类

6、方法。经典传感器常用的分类方法如下:一按传感器工作原理分类ETJP1CJP1OJP1EJPir可分筠电阻应卷式、电感式、压电式、电客式、 濮浚式、丸电式、电滋式、处电弍等。迪种分羞 的优点：比筱明褊肚表达3伟感器的用迄，便孑 後用者幣摒典用迄逸用。録点：浚有呂分备种伟 感器右菇滋机理侖徇拦俊如屋暑，不便孑侵用 老掌加典基本履理0分朽方注。二、按传感器检测的物理量分类可分弟加1盧化喙践、（1废代必雾、分喙密、 屋力伟喙3、抛簸伟感48、催廈代瘪3、成分代感8等。色轴分屋的优圭：昱対伟感券的3仆念 理疫幺的比较卅樂，币虹携别9,鬲钊孑伟滋零多业工 仔老対伟感寒逵的济入的马宛分柝。缺点：是不便于使用

7、者根据用途选用。三、按传感器的输出信 号性质分类可分为模拟式传感器、数字式传感器。四、按能量的传递方式分类从能量的观点看，所有传感器叮分类为 两大类。这两大类传感器又称 为发电型传感器和参量型传感器。6传感器的魅技术指标传感器一般要变换凰量为电量，描述这 种变换的输入与输出关系沁兰了传感器的基本特性。 对不同的输入信号，输出轮是不同的，对快变信 号与慢变信号，由于受传感器内部储能元件（电感、 电容、质量块、弹簧等）的影响，反应大不相同。快变信号要考虑输出的动态特性，即随时间变 化的特性；慢变信号要研究静态特性，即不随时间 变化的特性。哥，喜欢慢变一传感器静态特性当输入量（X）为静态（常量）或变

8、化缓慢的信号 时（如温度、压力），传感器的静输入输出关系称静 态特性。通过静态测得n个数据对，利用有关方法拟合 而成的曲线，称为传感器的静态特性曲线。图1-6为传 感器典型静态特性曲线1 线性度理想的传感器我们希望它们具有单值、线性的输入输出 关系，由于实际传感器输入总有非线性（高次项）存在，X-Y 总是非线性关系。在小范围内用割线、切线近似代表实际曲 线使输入输出线性化。近似后的直线与实际曲线之间存在的 最大偏差称传感器的非线性误差线性度，通常用相对误 差表示YL乙=刍竺乂100%(1-1)式中：ALmax为最大非线行绝对误差，YFS为满量程 输出，人为线2灵徳在稳定条件下，输出微小增量与输

9、入微小增量的比值。(1-2)%对线性传感器灵敏度就是直线的斜率，对非线性传感器 灵敏度为一变量3、迟滯传感器在正、反行程期间，输入、输出曲线不重合的现 象称迟滞。产生这种现象的原因是由敏感元件材料的物理性 质缺陷造成，女口；弹性元件的滞后，铁磁体、铁电体在外加 磁场、电场也有这种现象。迟滞误差一般由满量程输出的百分数表示：(1-3) (1-4)丹叭为正、反行程输出值间的最大差值。Xa=Lx100%Y胎(1-5)不重复性主要由传感器的机械部分的磨损、间隙、松动、 部件的内摩擦、积尘、电路老化、工作点漂移等原因产生。 多次测试的曲线越重合，其重复性越好。误差越小。外界的干扰下，输出量发生与输入量无

10、关的不需要的 变化。时间漂移-指在规定的条件下，零点或灵敏度随时间 的缓慢变化二传感器动态特性传感器的动态特性是指传感器的输出对随时间变化的输入量的响应特性。但是，除了理想情况外，实际传感器的输出信号与 输入信号之间会出现误差。研究传感器的动态特性主要是从测量误差角 度分析产生动态误差的原因以及改善措施。由于传感器在实际工作中随时间变化的输入信号是千 变万化的，而且由于随机因素的影响，往往事先无法知道 其特性，所以,具体研究传感器的动态特性时，最常用的 是通过几种特殊的输入时间函数，并据此确定若干评定动 态特性的指标。例如用阶跃函数作为输入来研究其动态特 性，这种方法称为阶跃响应法。(1-6)给传感器的输入端加入如图1T0所