第1章传感器概述

1、主要内容：主要内容：1.1 1.1 什么是传感器什么是传感器 1.2 1.2 传感器的作用和地位传感器的作用和地位 1.3 1.3 传感器现状和国内外发展趋势传感器现状和国内外发展趋势 1.4 1.4 检测系统的组成原理检测系统的组成原理 1.5 1.5 传感器的定义、组成和分类方法传感器的定义、组成和分类方法液位监测液位监测物位监测物位监测物位、液位监测物位、液位监测控制进料出料控制进料出料 压电传感器的汽车车速监测压电传感器的汽车车速监测高高分分子子压压电电材材料料测测速速 两根高分子压电电缆平行埋设于公路路面下可以用来测量车速两根高分子压电电缆平行埋设于公路路面下可以用来测量车速及汽车载

2、重量，根据存储在计算机内部的数据，判定汽车的车型及汽车载重量，根据存储在计算机内部的数据，判定汽车的车型。 压力传感器的车胎压力监测压力传感器的车胎压力监测背投电视生产线背投电视生产线调试系统调试系统空调生产线空调生产线网络产品生产线网络产品生产线液晶产品生产线液晶产品生产线全国最大的插件机群全国最大的插件机群 纺纺 织织 品品精确的精确的 烟草烘干烟草烘干木材烘干木材烘干芯片生产要求最高的湿度稳定性芯片生产要求最高的湿度稳定性纸纸 品品湿度传感器湿度传感器对运动的球类有正确反应的机器人对运动的球类有正确反应的机器人能打网球的机器人能打网球的机器人机器人足球比赛机器人足球比赛能行走的机器人能行

3、走的机器人服务机器人服务机器人机器人伴舞机器人伴舞机器人奏乐机器人奏乐可爱的小机器人可爱的小机器人能上台阶并避开能上台阶并避开障碍物的机器人障碍物的机器人能自己站起来能自己站起来的机器人的机器人军事机器人军事机器人排爆机器人排爆机器人进攻型机器人进攻型机器人工业机器人工业机器人核工业机器人核工业机器人汽车喷漆机器人汽车喷漆机器人机器人的手机器人的手机械手在汽车加工中的应用机械手在汽车加工中的应用机械手能按照程序焊接和安装汽车部件。机械手能按照程序焊接和安装汽车部件。激光焊接机械手激光焊接机械手F1发射的超声波到达发射的超声波到达 F2的时间较短的时间较短上海卢浦大桥通车上海卢浦大桥通车应力试验

4、应力试验一台洗衣机的基本功能主要有：一台洗衣机的基本功能主要有：搅动；搅动；进水、出水；进水、出水；温度控制；温度控制；时间控制；时间控制；洗涤剂分配；洗涤剂分配；水和泡沫监控；水和泡沫监控；烘干（湿度控制）；烘干（湿度控制）；编排次序（程序设计）；编排次序（程序设计）；操作面板、显示技术（操作面板、显示技术（PC接口）接口）（1） 洗衣机中的传感器：洗衣机中的传感器： 温度温度 NTC（热敏电阻）（热敏电阻） 湿度湿度 湿敏元件湿敏元件 旋转旋转 转速计转速计 液位液位 压力传感器压力传感器 质量质量 电感传感器电感传感器 位置位置 簧片管簧片管 失衡失衡 转速计、压力传感器转速计、压力传感

5、器 水的泡沫水的泡沫 浊度（红外）浊度（红外） 水的硬度水的硬度 电导率电导率 洗涤液分配洗涤液分配 条码芯片条码芯片 洗衣机的基本功能洗衣机的基本功能搅动：搅动：目前在可以控制的目前在可以控制的AC或或DC电动机中，使用一个电动机中，使用一个转转速传感器速传感器来测量速度；来测量速度；水摄入量，水位：水摄入量，水位：水位测量是利用水位测量是利用压力测量压力测量的原理来实的原理来实现的，功能只作为单纯的限位器。现的，功能只作为单纯的限位器。温度控制：温度控制：亚洲洗衣机都使用冷水，不安装温度传感器。亚洲洗衣机都使用冷水，不安装温度传感器。另一类装有冷水和热水管，美国使用较普遍。通过另一类装有冷

6、水和热水管，美国使用较普遍。通过NTC传感器精确控制温度，保证洗涤效果。传感器精确控制温度，保证洗涤效果。洗涤剂分配：洗涤剂分配：洗涤剂通过专用分配器加入洗衣机。洗涤剂通过专用分配器加入洗衣机。 德国德国自动配量系统自动配量系统的复杂解决方案引起高额购买费用，的复杂解决方案引起高额购买费用，其它（如欧洲）机型的洗涤剂分配解决方案都没有得到其它（如欧洲）机型的洗涤剂分配解决方案都没有得到市场认可，也是电子设备另一领域的应用。有人提出用市场认可，也是电子设备另一领域的应用。有人提出用条形码或芯片卡分配机器可读指令。条形码或芯片卡分配机器可读指令。 水和泡沫监控：水和泡沫监控： 水的硬度水的硬度与洗

7、涤剂分配有关，水的硬度测量是利用测量与洗涤剂分配有关，水的硬度测量是利用测量电导率的传感器电导率的传感器来实现的。由于水中的盐类影响，测量来实现的。由于水中的盐类影响，测量结果还不够精确。结果还不够精确。 泡沫泡沫也是可以测量的，近年来使用相对便宜的也是可以测量的，近年来使用相对便宜的红外线传红外线传感器感器，通过记录红外光的衰减进行泡沫浑浊度测量。但，通过记录红外光的衰减进行泡沫浑浊度测量。但是，这一领域的最大进步还未到来。是，这一领域的最大进步还未到来。浑浊度传感器测量泡沫质量的工作原理浑浊度传感器测量泡沫质量的工作原理LED管子管子感光晶体管感光晶体管泡沫泡沫 洗衣机的基本功能洗衣机的基

8、本功能（2）洗碗机：）洗碗机： 温度温度 NTC 流量流量 旋转式水表、压力传感器旋转式水表、压力传感器 咸度咸度 （簧片触点（簧片触点+密度）传感器密度）传感器 洗涤剂量洗涤剂量 簧片触点簧片触点 喷射臂旋转喷射臂旋转 磁阻传感器磁阻传感器 （3）烘干机：）烘干机： 温度温度 NTC 湿度湿度 电导传感器电导传感器（4）制冷机：）制冷机： 温度温度（5）烤箱：）烤箱： 温度温度 pt100（6）微波炉：）微波炉： 温度温度 NTC 湿度湿度 陶瓷传感器陶瓷传感器 气体气体( 7 ) 吹风机：吹风机： 温度温度 NTC 温度（非接触）温度（非接触） 红外线热电偶红外线热电偶 气流气流( 8 )

9、 烤面包炉：烤面包炉： 温度温度 NTC 温度（非接触）温度（非接触）红外线热电偶红外线热电偶( 9 ) 熨斗：熨斗： 温度温度 双金属片开关双金属片开关 湿度湿度 位置、移动位置、移动 倾斜传感器、加速度传感器倾斜传感器、加速度传感器 汽车传感器汽车传感器 温度、湿度传感器（空调温度、湿度传感器（空调 ）；）； 转速传感器（速度转速传感器（速度 ）；）； 位置（曲轴、凸轮）霍尔传感器；位置（曲轴、凸轮）霍尔传感器； 气体传感器（氧）；气体传感器（氧）； 卫星自动定位系统卫星自动定位系统 （ GPS ，导航传感器，导航传感器 ）；）； 爆震传感器；爆震传感器； 里程表传感器；里程表传感器；GP

10、S导航导航 汽车传感器汽车传感器速度、转速速度、转速加速度加速度温度温度液位液位接近传感器接近传感器里程里程 汽车传感器汽车传感器、变配电系统、照明系统、变配电系统、照明系统、保安、电梯等机电设备控制管理。保安、电梯等机电设备控制管理。 水、电、气水、电、气通过传感器测量温湿度、空气压力、液体压差、通过传感器测量温湿度、空气压力、液体压差、流量、液位等进行检测。流量、液位等进行检测。 西门子推出的西门子推出的“ID MouseID Mouse” 鼠标。鼠标。 鼠标上端安有指尖传感器，一旦指纹被识别，使用者就鼠标上端安有指尖传感器，一旦指纹被识别，使用者就可以启动可以启动PCPC的操作系统。如果

11、长时间不动鼠标，它将自动启的操作系统。如果长时间不动鼠标，它将自动启动屏幕保护程序，直到使用者再次触摸动屏幕保护程序，直到使用者再次触摸ID ID 鼠标为止。鼠标为止。 这个鼠标在这个鼠标在0.250.25平方英寸的触摸芯片上有平方英寸的触摸芯片上有6500065000个传感个传感 系统系统，可捕捉指纹的细节。，可捕捉指纹的细节。 指纹识别系统指纹识别系统 已广泛应用于桌面电脑、笔记本电脑、已广泛应用于桌面电脑、笔记本电脑、ATM机、蜂窝电话、考勤系统、机、蜂窝电话、考勤系统、门禁控制以及门禁控制以及Internet 电子商务安全系统，遍及银行、保险、边防检查、电子商务安全系统，遍及银行、保险

12、、边防检查、医疗卫生及网络接入等各个领域。医疗卫生及网络接入等各个领域。NOXNO + NO2dust sootH2SH2OHCC-totalCO2COO2HCN HCl HF NH3SO2BODBOD是最重要的水质有机污染指标之一。是最重要的水质有机污染指标之一。除作为一项污染指标外，还可用来探明除作为一项污染指标外，还可用来探明废水可生化性和生化处理效果。废水可生化性和生化处理效果。BOD BOD 检测检测 水质指标水质指标 化学需氧量化学需氧量 COD（Chemical Oxygen Demand） ； 生化需氧量生化需氧量 BOD (Biochemica Oxygen Demand）；

13、）； 总有机碳总有机碳 TOC（Total Organic Carbon）；）； 总需氧量总需氧量 TOD（Total Oxygen Demand）。）。远程远程检测检测 瓷砖粘结剂、大理石胶粘剂；瓷砖粘结剂、大理石胶粘剂； 各种混凝土外加剂、防水剂；各种混凝土外加剂、防水剂； 防水材料；混凝土；水泥；墙体材料：防水材料；混凝土；水泥；墙体材料： 各种砖、墙板、路面砖、异形砖。各种砖、墙板、路面砖、异形砖。未来世界是个充满传感器的世界，未来世界是个充满传感器的世界， 还会有：还会有：F 智能房屋（自动识别主人，太阳能提供能源）智能房屋（自动识别主人，太阳能提供能源） 智能衣服（自动调节温度）智

14、能衣服（自动调节温度） 智能公路（自动记录公路的压力、温度、车流量）智能公路（自动记录公路的压力、温度、车流量） 智能汽车（无人驾驶、智能汽车（无人驾驶、GPSGPS卫星定位）卫星定位） 智能化设备智能化设备越来越多。越来越多。智能化水质检验智能化水质检验 传感器作用传感器作用（1 1） 测量与数据采集测量与数据采集（2 2） 检测与控制检测与控制（3 3） 诊断与监测诊断与监测（4 4） 辅助观测仪器辅助观测仪器（5 5） 资源探测资源探测（6 6） 环境保护环境保护（7 7） 医疗卫生医疗卫生（8 8） 家用电器家用电器 n 现场数据就近登陆现场数据就近登陆 通过通过 InternetInternet网与用户之间异地交换数据远程控制等。网与用户之间异地交换数据远程控制等。 传感器的数字化和网络化结构传感器的数字化和网络化结构 传感器的数字化和网络化传感器的数字化和网络化 传感器的数字化和网络化传感器的数字化和网络化 传感器的数字化和网络化传感器的数字化和网络化这里的这里的“物物”要满足以下条件才能够被纳入要满足以下条件才能够被纳入“物联网物联网”的范围：的范围：传感器传感器；普通电测仪表基本组成（数字万用表）普通电测仪表基本组成（数字万用表）传感器传感器非电量非电量电量电量转换、放大转换、放大解调电路解调电路A/D变换变换数字显示数字显示典型微机测试系统典型