第0章070201传感器原理与应用1f

1、传感器原理与应用SENSORS FUNDERMENTALSAND APPLICATIONS物理与电子工程学院陈志红2007Chenzhihong11127课时1.了解传感器的定义和分类。2掌握传感器的静态特性、动态特性的性能指标、定义和分析处理方法，了解提高传感器性能的方法。3了解常用传感器的工作原理，掌握常用传感器的性能特点和应用。电阻式传感器 （应变式电阻传感器）电容式传感器 （变极距式 、变极板面积型、变介质型）电感式传感器 （变磁阻式、自感式、互感式、电涡流式）热电式传感器 （热电偶 、热电阻、热敏电阻、PN结型）光电式传感器 （光电管、光电倍增管 、光敏电阻、光电池、光电二极管、光电

2、晶体管、 PIN结光电二极管、雪崩光电二极管、色敏光电传感器、光位置传感器、光电开关与光电耦合器、 CCD固体摄象器件）辐射式传感器磁敏式传感器第一章 绪论传感器基本特性第二章 电阻式传感器第三章 电容式传感器第四章 压电式传感器第五章 电感式传感器第六章 热电式传感器第七章 光电式传感器第八章 磁敏式传感器第九章 辐射式传感器第一章 绪论一、何谓传感器？二、传感器的基本结构与分类三、传感器的作用、地位与发展趋势四、传感器技术的特点一、何谓传感器？传感器（Sensor,Transducer)又叫变送器、变换器、 换能器、探测器传感器 人体“五官”的工程模拟物,它是能把特定的被测量信息按一定规律

3、转换成某种可用信号输出的器件或装置。传感器、变送器、执行器大全Definition of a Sensor and a Transducer：· A TRANSDUCER IS A DEVICE THAT CONVERTS INPUTENERGY INTO OUTPUT ENERGY, THE LATTERUSUALLY DIFFERING IN KIND BUT BEARING AKNOWN RELATIONSHIP TO THE INPUT.换能器· A SENSOR IS A TRANSDUCER THAT RECEIVES ANINPUT STIMULUS AND

4、RESPONDS WITH ANELECTRICAL SIGNAL BEARING A KNOWNRELATIONSHIP TO THE INPUT.· Many measuring and sensing devices includingloudspeakers, thermocouples, microphones andphonograph pickups, may be termed transducers.Convert 转换Stimulus 激励Termn.术语v. to give it a nameSensors, transducers and actuatorsS

5、ensors is popular in the USA whereastransducers is more often used in Europesensor is a device that detects a change in aphysical stimulus and turns it into a signalwhich can be measured or recorded;transducer is a device that transfers powerfrom one system to another in the same or indifferent form

6、.Distinction between sensor and transducerA sensible distinction is to use sensor for thesensing element itself。'transducer' for the sensing element plus anyassociated circuitry.For example:A thermistorA solar cell热敏电阻太阳能电池actuator执行器an actuator is a device that produces thedisplay or observ

7、able output in a measurementsystemsuch as a light-emitting diode (LED) or movingcoil meter. It is of course simply a transducerused for output purposes二、传感器的基本结构输入信息敏感元件转换元件信号调理电路输出信息辅助电路敏感元件：直接感受（或响应）与检出被测信息转换元件 ：将敏感元件所感受的信息直接转换成电信号分类依据型式说明基本效应物理型、化学型、生物型以所涉及的物理、化学效应命名构成原理结构型复合型物性型元件结构几何参数变化元件物理特性变

8、化能量关系有源型无源型 Passive输出量直接由被测量能量转换而得输出量能由外源供给但受被测量的控制作用原理电阻式、电容式、压电式、热电式以传感器对信号转换的作用原理命名输入量位移传感器、压力传感器、流量传感器以被测量命名（即按用途分类）输出量模拟式、数字式输出量为模拟量输出量为数字量三、传感器的作用与地位人类社会发展历史：手工化机械化自动化信息化人与简单工具动力机与机械自动测量与控制智能机械或装置信息社会的三大关键技术信息获取传感器技术感官信息传输通讯技术神经信息处理计算机技术大脑“大脑发达、五官不灵”。国外传感器技术美国国家安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有项与传感器信息处理技术直接

9、相关。关于保护武器系统质量优势至关重要的关键技术，其中项为无源传感器。空军2000年举出15项有助于提高21世纪空军能力的关键技术，传感器技术名列第二。日本 大核心枝术：传感器技术、计算机、通信、激光半导体、超导。科学技术厅90年代重点科研项目中有70个重点课题，其中18项与传感器技术密切相关。原苏联军事航天计划中的第五条列有传感器技术。传感器技术的发展趋势1、开发新型传感器2、集成化和多功能化3、智能化4 、开发仿生传感器传感器市场的发展趋势对传统产业的改造将大量需用工业控制传感器。消费类用传感器将继续稳定增长。农业、环保、生物技术、医疗卫生以及食品检测用传感器是广阔的新市场。四、传感器技术的基本特点1、内容涵盖面广且离散2、知识密集度高、边缘学科色彩极浓3、技术复杂，工艺要求高4、品种繁多，应用广泛教材及参考书教材：传感器原理与应用黄贤武，电子科技大学出版社，2004.3第二版参考书：传感器应用电路设计黄贤武，电子科技大学出版社，1997.6现代实用传感器电路张福学，中国计量出版社，1997.12sensors and t