传感器技术及应用（第2版） 课件 01 绪论1

传感器技术及应用传感技术是新一代信息技术三大组成部分之一，是发展物联网及其应用的关键和瓶颈，是发展中国装备制造业的关键基础元器件。其作用越来越被工业界、科技界、国防军工、政府决策部门所认识和重视。基础知识定义、分类发展趋势选用原则一般特性传感器原理检测技术电容式传感器电阻式传感器电感式传感器压电式传感器磁电式传感器热电式传感器光电传感器声、波及辐射传感器课程主要内容传感器的工作原理、结构、主要参数、检测电路及其典型应用

绪论“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认。以传感器为核心的检测系统就像神经和感官一样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有利工具。[Mendelyeev,DmitryIvanovich]

科学仅仅是在人们懂得了测量才开始的－门捷列夫传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。传感器是获取信息的主要途径与手段。没有传感器，现代化生产就失去了基础。传感器是边缘学科开发的先驱。传感器技术在发展经济、推动社会进步等方面起着重要作用。传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领域。从茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。国家标准（GB7665-87）中传感器（Transducer/Sensor）的定义：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。①传感器是测量装置，能完成检测任务；②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；③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，可以是气、光、电物理量，主要是电物理量；④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。传感器功用：一感二传，即感受被测信息，并传送出去。是将各种非电量按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的装置传感器的应用

传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。（1）工业自动化中的应用

机械手、机器人中的传感器

转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。

在各种自动控制系统中，检测环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。（2）生产加工过程监测

切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开关传感器等。（3）消费类可穿戴设备传感器高度计手表湿度传感器监测当地的相对湿度压力传感器监测海拔高度温度传感器监测当地空气温度健身手环压力传感器监测海拔高度变化温度传感器监测当地空气温度或皮肤温度湿度传感器监测当地的相对湿度或皮肤湿度（汗水）压电薄膜传感器监测用户运动和一般活动强度生命特征光学传感器测量心率和SpO2

浓度温度传感器测量皮肤和呼气温度压力传感器监测吸气和呼气活动睡眠监测湿度传感器控制CPAP

面罩中的湿度，以提高舒适度温度传感器监测皮肤温度和呼吸空气，以提高舒适度压力传感器监测呼吸频率光学传感器测量心率和SpO2

浓度（4）流程工业设备运行状态监控在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在线监测系统。

石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄漏检测（5）产品质量测量

在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。

汽车出厂检验原理框图，测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。汽车扭距测量机床加工精度测量

未来的战争一定程度上可以称之为传感器战争。未来战场将布满各种传感器，它们既包括电视摄像机、激光雷达、成像雷达、微光夜视仪、制冷和非制冷热像仪等可视设备，也包括声传感器、震动传感器、磁传感器、气象传感器和探测生化战剂的传感器，当然也可能出现目前尚未问世或成熟的其它传感器。这些传感器将为指挥人员和士兵收集大量的战场态势信息，使他们拥有全面的信息优势，从而最大限度地增强他们的攻击威力。（6）在军事和航天领域的应用中国传感器的发展走过了一段极不平坦之路：从无到有，从有到全，全而不強，机遇很多。对传感器的认识上下基本趋于一致，转变了“造船不如买船、买船不如租船”的思维模式，从“市场换技术”的迷雾中走出，正确理解“科技创新的主体在企业”这一观点。经过几代传感器人的努力，风雨同舟，一路艰辛，成绩巨大，业绩卓然，问题不少，前景光明。

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《中国传感器（技术、产业）发展蓝皮书》传感器是信息技术的源头。没有传感器对原始参数的