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传感器四川理工学院机电工程系陶跃珍TEL61201）QQ：105039983601cgq00_0101cgq00_02航天农业交通医学超声波测流量红外测温电子汽车衡

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本章学习目的要求:

一、了解传感器的作用

二、理解传感器的定义与组成

三、了解传感器的分类及对它的一般要求四、了解传感器的未来发展

一、传感器的作用人通过五官（视、听、嗅、味、触）接受外界的信息，经过大脑的思维（信息处理），作出相应的动作。而用计算机控制的自动化装置来代替人的劳动，则可以说电子计算机相当于人的大脑（一般俗称电脑），而传感器则相当于人的五官部分（“电五官”）。

光敏传感器——视觉；声敏传感器——听觉 气敏传感器——嗅觉；化学传感器——味觉 压敏、温敏、流体传感器——触觉：01cgq00_016人体系统与机器系统的对应关系01cgq00_01701cgq00_018传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段。传感器是现代信息技术的三大基础之一：信息采集、传输、处理传感器技术是信息工业的源头。二、传感器的定义与组成定义： 能感受规定的被测量,能按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。01cgq00_01901cgq00_020该定义包含一下几个方面的意思：传感器是测量装置，能完成检测任务它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电，但主要是电量。输入输出有对应关系，且应有一定的精确度。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成：

01cgq00_021电量被测量

敏感元件转化元件转换电路

传感器的作用是“一感二传”，即感受被测信息，并传送出去。图0-1传感器组成框图敏感元件（Sensitiveelement）：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。（被测非电量→可用非电量）转换元件（Transductionelement）：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。转换电路（Transductioncircuit）：将电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。01cgq00_02201cgq00_023图0-2气体压力传感器01cgq00_024有些传感器很简单，仅由一个敏感元件（兼作转换元件）组成，它感受被测量时直接输出电量。如热电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路。有些传感器，转换元件不止一个，要经过若干次转换。01cgq00_025图0-3热电偶图0-4压电式加速度传感器01cgq00_026dV热电阻传感器01cgq00_027三.传感器的分类及对它的一般要求

传感器的分类目前尚无统一规定，传感器本身又种类繁多，原理各异，检测对象五花八门，给分类工作带来一定困难，通常传感器按下列原则进行分类：按照传感器的工作机理可分为物理型、化学型和生物型。01cgq00_028按敏感元件与被测对象之间的能量关系可分为结构型和物性型结构型：依靠传感器精密机械机构参数的变化实现信号转变的传感器，比如电阻应变式传感器。物性型：依靠敏感元件物理性质的变化实现信号转变的传感器，比如水银温度计。

按照能量转换情况可分为能量控制型和能量转换型能量控制型：从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化，例如电阻应变片。（应用：电子秤）能量转换型：传感器将从被测对象获取的信息能量直接转换成输出信号能量，主要由能量变换元件构成，不需要外电源，又称有源型或发生器型。例如热电偶温度计

01cgq00_029按照转换原理可分为电参量式、磁电式、压电式、光电式、热电式、气电式、谐振式、波式、射线式、半导体物性传感器等。按照传感器用途可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器等。01cgq00_03001cgq00_031按输出信号分类：模拟传感器：数字传感器：赝数字传感器：频率信号或短周期信号：开关传感器：传感器的一般要求足够的容量——传感器的工作范围或量程足够大；具有一定的过载能力。灵敏度高，精度适当——即要求其输出信号与被测信号成确定的关系（通常为线性），且比值要大；传感器的静态响应与动态响应的准确度能满足要求。01cgq00_032响应速度快，工作稳定，可靠性好。使用性和适应性强——体积小，重量轻，动作能量小，对被测对象的状态影响小；内部噪声小而又不易受外界干扰的影响；其输出力求采用通用或标准形式，以便与系统对接。使用经济——成本低，寿命长，且便于使用、维修和校准。

01cgq00_03301cgq00_034四.传感器的发展趋势和方向开发新型传感器开发新材料采用新工艺集成化、多功能化与智能化利用物理现象、化学反应和生物效应是各种传感器工作的基本原理，所以发现新现象与新效应是研制新型传感器的重要基础，其意义极为深远。传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学的进步．人们在制造时，可任意控制它们的成分，从而可以设计制造出用于各种传感器的功能材料。传感器体积更小，功能更多，自动分析处理信号（数据）的能力更强。主要指微细加工技术，又称为微机械加工技术01cgq00_035五、本课程的特点和任务

“传感器”课程主要讲授把各种几何量、机械量、热工量以及其他有关量转换成电量的各种传感器(包括基本转换电路)。

本课程的主要任务是：

①使学生掌握各类传感器的基本理论；②掌握几何量、机械量、热工量等有关量测量中常用的各种传感器的工作原理、主要性能及其特点；③使学生掌握各种传感器的典型应用，能合理地选择和使用传感器；④了解当代传感技术的最新研究成果。01cgq00_036光纤流速传感器荧光材料制作的电子鼻传感器生物酶血样分析传感器热/光电量生物传感器01cgq00_037传感器+嵌入式仪器智能传感器振动网络传感器嵌入式计算机智能压力网络传感器智能倾角RS232传感器IC总线数字温度传感器实现某些特定要求的计算机应用系统MEMS01cgq00_038工业自动化类传感器

美国霍尼威尔公司（有全球最大传感器技术研究中心）

振动/噪声传感器

丹麦B&K（振动测量、声学测量领域最富盛名）成绩评定平时成绩30%；期末考试70%。01cgq00_039课程性质：专业基础课（必修）传感器课程参考网站[1]传感器课程[2]仪表技术与传感器[3]传感器世界[4]中国传感器[5]传感器技术[6]21IC中国电子网[7]传感技术学报网[8]传感器资讯网01cgq00_04001cgq00_041参考书目1．蒋敦斌李文英.非电量测量与传感器应用.

天津大学出版社.2005年01月2．孟立凡郑宾主编.传感器原理及应用..2005年01月..3．沙占友主编.集成化智能传感器原理及应用..

2004年01月.4．刘笃仁等编著.

传感器原理及应用技术..2003年08月.5．刘伟主编.传感器实训教程..2003年07月.6．王元庆著.新型传感器原理及应用..2002年04月.7．曲波肖圣兵等编著.

工业常用传感器选型指南..

2002年01月.8．陈术著.

传感器与检测技术..2002年01cgq00_042小结