传感器原理及应用 第4版 课件 1-传感器基本知识

传感器基本知识什么是传感器电子秤红外报警器烟雾报警器红外自动开关摄像机思考一：买西瓜的时候，你会怎样挑传感器是代替人的五官的装置1传感器感受被测量并将其转换成可用信号输出（电信号）的器件2传感器也称探测器、换能器等3生活中的传感器了解传感器空调中的温度和湿度传感器家用电器的红外遥控器手机、照相机中的光传感器汽车中油量表和车速里程表传感器煤气灶中的煤气传感器电冰箱、电饭煲中的温度传感器返回思考二：传感器都应用在哪些领域工业自动控制系统汽车传感器家用电器机器人上医疗及人体医学环境监测与环境保护航空航天遥感技术汽车与传感器安全监控：汽车安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、排气循环装置、电子燃料喷射装置及汽车“黑匣子”，等等机器人上的传感器机器人的视觉传感器和触觉传感器对物体进行识别和检测，通过触觉传感器对物体产生压觉、力觉、滑动感觉和重量感觉.

对人体表面和体内温度、血压、腔内压力、血液及呼吸流量、肿瘤、血液的分析、脉搏及心音、心脑电波等进行诊断都离不开传感器在医院的应用传感器与环境保护传感器与航空航天使用传感器进行速度、加速度和飞行距离的检测飞行方向、姿态、环境的检测，飞行器自身状态及内部设备的监控都要通过传感器进行检测传感器与遥感技术探查远距离广大区域的被测目标1在卫星上通过遥感技术拍摄的空军基地2传感器的发展趋势柔性触控传感器手机MEMS传感器新材料、新工艺……01集成化、微型化、MEMS、多传感器融合02智能化、网络化……03思考三：传感器的新发展01智能房屋自动识别主人，太阳能提供能源02智能穿戴自动调节温度03智能公路自动显示、记录公路的压力、温度、车流量04智能汽车无人驾驶、卫星定位传感器的组成实例1—电容式差压传感器传感器的作用实例2—电容式加速度传感器传感器的作用加速度测试单元信号处理电路16脚封装外型顶层多晶硅（上电极）多晶硅悬臂梁顶层多晶硅（上电极）顶层多晶硅（上电极）多晶硅悬臂梁底层多晶硅（下电极）底层多晶硅（下电极）多晶硅多层结构衬底衬底

F=maa

加速器单元测试工作原理电容加速器传感器东方仿真COPYRIGHT传感器的作用传感器分类电阻式、电容式……按原理(被测量)温度、压力、湿度……按用途电容式压力传感器……命名模拟式、数字式输出量传感器分类传感器主要参数s=灵敏度如pF/kPa传感器主要参数传感器能检测出的被测量的最小变化量。分辨力数字电压表3位半传感器主要参数y与x的线性关系线性度正反向特性不一致迟滞如弹簧秤，由于弹簧疲劳产生迟滞传感器的主要参数传感器对静态激励(不随时间变化的激励)的响应静态参数传感器对动态激励（随时间变化激励）的响应特性动态参数测量误差与精度误差的表示方法真值：A0

指示值：

Ax

仪表满量程：AFS=Amax-Amin绝对误差=Ax-A0实例

实例

相对误差△一、测量误差与精度相对误差实际(基本)相对误差:示值(标称)相对误差：满度(引用)相对误差：010203真值的特性仪表的特性传感器(仪表)的准确度等级称为××级

s

=最大满度相对误差,即国标中规定的准确度等级有：0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等测量误差与精度相对误差待测电压70V表1：0.5级、0~500V表2：1.0级、0~100V举例∵∴|△m1|=0.5X500÷100V=2.5V|△m2|=1.0X100÷100V=1V通过计算说明选用哪个表测量误差较小？解：可见，应选择表212一、测量误差与精度误差分类针对误差特性分类——系统误差与随机误差产生原因误差特征误差处理系统误差系统缺陷或环境因素误差值恒定或有一定规律系统改进或引入修正值随机误差大量偶然因素误差值不定且不可预测多次测量取算术平均值测量误差与精度系统误差实例传感器或仪表零点不准——使用前调节传感器或仪表使用环境改变——引入修正值一、测量误差与精度系统误差实例产生原因误差特征误差处理疏失误差测量失误误差值严重偏离理论值纠正测量测量误差与精度误差分类识别请指出图示弹着点示意图中各包含哪种误差?系统误差随机误差疏失误差系统缺陷环境因素大量偶然因素疏忽失误一、测量误差与精度误差分类识别产生原因误差特征误差处理系统误差系统缺陷或环境因素误差值恒定或有一定规律系统改进或引入修正值随机误差大量偶然因素误差值不定且不可预测多次测量取算术平均二、测量误差的处理方法随机误差的特征和表示测量列：一组测量数据结论：随机误差服从正态分布二、测量