单片机与传感器 课件 项目二认识传感器

单/片/机/与/与/传/感/器/技/术项目二认识传感器项目引入传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。任务分解任务一：任务名称01任务描述:本任务重点学习传感器的基本知识，如概念、分类和基本原理等等，了解常用传感器的应用领域和发展趋势。02学习目标：了解传感器的功能及作用熟悉传感器的分类以及分类方法熟悉常用传感器的应用领域和发展趋势任务一：认识传感器传感器简述1.1

传感器的作用世界是由物质组成的，各种事物都是物质的不同形态。人们为了从外界获得信息，必须借助于感觉器官。人的“五官”——眼、耳、鼻、舌、皮肤分别具有视、听、嗅、味、触觉等直接感受周围事物变化的功能。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。传感器是人类“五官”的延伸，是信息采集系统的首要部件。任务一：认识传感器传感器简述1.2

表征物质特性电量一般是指物理学中的电学量，例如电压、电流、电阻、电容及电感等。非电量指除电量之外的一些参数，例如压力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、转速、温度、浓度及酸碱度等。表征物质特性及运动形式的参数很多，根据物质的电特性，可分为电量和非电量两类。任务一：认识传感器传感器简述1.3

传感器的概念按照GB7765-87国家标准中的规定，传感器（transducer/sensor）的定义为：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器通常由敏感元件和转换元件组成、其中敏感元件是指传感器中能直接感受和响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输和测量的电信号部分；调理电路是把传感元件输出的电信号转换成便于处理、控制、记录和显示的有用电信号所涉及的有关电路，如放大、滤波、电桥、阻抗变换电路。任务一：认识传感器传感器简述1.4

传感器的分类分类法型式说明按构成基本效应分物理型、化学型、生物型分别以转换中的物理效应、化学效应命名按构成原理分结构型以其转换元件结构参数特性变化实现信号转换物性型以其转换元件物理特性变化实现信号转换按能量关系分能量转换型传感器输出量直接由被测量能量转换而得能量控制型传感器输出量能量由外源供给，但受被测输入量控制按作用原理分应变式、电容式、压电式、热电式等以传感器对信号转换的作用原理命名按入量分位移、压力、温度、气体等以被测量对象命名按输出量分模拟式输出量为模拟信号数字式输出量为数字信号任务一：认识传感器传感器简述1.4

传感器分类按照敏感元件输出能量的来源又可以把传感器分成如下三类：自源型指仅含有转换元件的最简单、最基本的传感器构成方式。其特点是不需外能源。带激励源型它是转换元件外加辅助能源的构成方式。这里的辅助能源起激励作用，它可以是电源，也可以是磁源。外源型它是利用被测量实现阻抗变化的转换元件构成，它必须由外电源经过测量电路在转换元件上加入电压或电流，才能获得电量输出。任务一：认识传感器传感器简述1.5

传感器特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。静态特性是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。动态特性线性度任务一：认识传感器传感器简述1.6

传感器指标传感器指标滞环重复性线性度传感器指标灵敏度分辨力静态误差稳定性漂移任务一：认识传感器传感器简述1.7

传感器的命名及代号第一级修饰语：被测量，包括修饰被测量的词语；第二级修饰：语转换原理，一般可后续以“式”字；第三级修饰语：特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其它必要的性能特征，一般可后续以“型”字；第四级修饰语：主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。方法一传感器，位移，应变[计]式，100mm；方法二100mm应变式位移传感器。在技术文件、产品样本、学术论文、教材及书刊的陈述句子中，作为产品名称应采用与上述相反的顺序。任务一：认识传感器传感器简述1.8

传感器的代号一般规定用大写汉字拼音字母和阿拉伯数字构成传感器完整代号。传感器完整代号应包括以下四个部分：应变式位移传感器，代号为CWY-YB-10传感器，代号C；用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。主称用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。被测量转换原理用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。序号任务一：认识传感器传感器简述1.9

传感器的选型(普通传感器)传感器的选型(普通传感器)频率响应特性的选择根据测量对象与环境确定灵敏度的选择传感器类型的选择线性范围的选择稳定性的选择精度的选择任务一：认识传感器2.传感器的概念与分类2.1传感器的应用领域应用自动控制机器人家用电器医用设备遥感遥测环境保护航空航天汽车电子任务一：认识传感器3.传感器技术的发展趋势3.1传感器的发展趋势采用系列高新技术设计开发新型传感器传感器的微型化与微功耗传感器的集成化与多功能化传感器的智能化传感器的数字化传感器的网络化任务一：认识传感器3.传感器技术的发展趋势3.2传感器的数字化数字传感器的特点是：将模拟信号转换成数字信号输出，提高了传感器输出信号的抗干扰能力，特别适用于电磁干扰强、信号距离远的工作现场；可利用软件对传感器进行线性修正及性能补偿，进而减少系统误差；一致性与互换性好。任务一：认识传感器3.传感器技术的发展趋势3.3传感器的网络化传感器网络化的目标是采用标准的网络协议，同时采用模块化结构将传感器和网络技术有机地结合起来。任务一：认识传感器4.传感器与物联网应用4.1物联网重点发展领域任务一：认识传感器4.传感器与物联网应用4.2物联网四大关键技术任务小结认知传感器通过本项目的学习和实践，可以学习到传感器的发展、种类和数据采集原理，并了解传感器在物联网中的应用。传感器的应用传感器简述知识点1知识点2传感器与物联网应用传感器技术的发展趋势知识点3知识点4通过本项目的学习和实践，可以学习到传感器的发展、种类和数据采集原理，并了解传感器在物联网中的应用。项目总结1、结合本项目内容介绍传感器的功能及作用有哪些？2、分析常用的传感器的分类以及分类方法是什么样的？3、举例说明生活中传感器的应用有哪些？4、简述传感器技术和未来发展趋势是什么样的？项目思考拓展训练调研要求：了解生活常用传感器的功能及作用。熟悉生活中传感器的分类及分类方法。熟悉常用传感器的