全国大学生电子设计竞赛常用传感器及其应用

1、电子竞赛常用传感器及应用蔡文郁,历年国赛题举例,2003-简易智能电动车 2003-液体点滴速度监控装置 2005-悬挂运动控制系统 2007-电动车跷跷板自动控制系统 2009-声音导引系统 2011-基于自由摆的平板控制系统 2013-手写绘图板,2013-手写绘图板,实际项目,实际项目,传感器技术,传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机计算、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学和材料科学等众多学科相互交叉的综合性和高新技术密集型前沿技术之一，是现代新技术革命和信息社会的重要基础，是自动监测和自动控制技术不可缺少的重要组成部分。 电子竞赛功能性试题成败的一个先决条件！,最

2、可能用到的,位置开关光电管、干簧管、霍尔片、接近开关 测转速光电码盘、干簧管、霍尔片 测距红外测距、超声波测距 温度热电偶、温敏电阻、金属热电阻（铂、铜）、集成电路芯片 压力压力应变片、弹簧-电位器 声响声响传感器、麦克风MIC 图像图像传感器、光敏二极管 倾角倾角传感器、加速度计,针对应用：,最可能用到的,光电传感器 磁电传感器 超声波传感器 温度传感器 压力传感器 倾角传感器、加速度传感器 声响传感器 图像传感器,传感器类型：,光电传感器,光电开关 光电编码器 红外测距 激光测距,光电传感器,光电开关,光电开关主要利用被检测物对光束的遮挡或反射检测物体有无。物体不限于金属，所有能反射光线的

3、物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。,光电传感器,光电开关,光电传感器,光电编码器,光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。,光电传感器,红外测距-机器人碰撞（低速）,1. 测量射程范围：10 to 80cm2. 最大允许角度：40o 3. 电源电压：4.5 to 5.5V4. 平均功耗：35mA5. 峰值功耗：约200mA6. 更新频率/周期：25Hz/40ms7. 模拟输出噪声：200mV8. 测量距离与输出模拟电压关系： 2. 4V0.4V模拟信号对应10cm80c

4、m，输出与距离成反比非线性关系。,光电传感器,激光测距-距离较远,光电传感器,光敏器件： 光电效应 光敏电阻 光敏二极管 光敏三极管 达林顿光敏管,光电传感器,光敏电阻（CdS、PbS） 光谱宽、体积小 光敏二极管（Si、Ge） 频率特性最好 光敏三极管 灵敏度最高，线性度最好 达林顿光敏管 驱动能力最强,磁电传感器,干簧管 霍尔传感器 差动变压器,磁电传感器,干簧管,磁电传感器,霍尔传感器,磁电传感器,磁电传感器,Honeywell的CS系列、SS系列： 线性型、单磁极、双磁极、锁定型、双输出 AH UG TL,霍尔传感器,开关型,锁定型,磁电传感器,单磁极,双磁极,V,V,霍尔传感器单片机

5、检测,磁电传感器,霍尔传感器驱动负载,磁电传感器,磁电传感器,差动变压器,磁电传感器,差动变压器,磁电传感器,差动变压器,超声波传感器原理,避碰 测距,压电效应,超声波传感器： 利用压电元件实现发射或接收超声波信号。,超声波传感器选型,起振电路 发送与接收的错时 安装问题,超声波传感器发射电路555振荡器,超声波传感器发射电路单片机信号驱动,超声波传感器接收电路运放电路,超声波传感器接收电路模块,温度传感器原理,热电偶 金属热电阻（Pt10、Pt100、Cu50、Cu100） 热敏电阻（PTC、NTC） 半导体集成温度传感器AD590、LM、DS、TD、MTS,温度传感器选型,热电偶 测温范围

6、最大 金属热电阻 精度最高 半导体热敏电阻 灵敏度最高,AD590、LM35、DS18B20,温度传感器电路热电偶,温度传感器电路金属热电阻,温度传感器电路温敏电阻,温度传感器电路集成芯片,详见 AD590.pdf DS18B20.pdf LM35.pdf,压力传感器原理,压力应变片,MotorolaMPX系列 HoneywellPC系列 康宇KY系列 新大云,压力传感器原理,压力传感器原理,压力应变片,压力传感器电路,压电传感器,压电效应-某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态。,压电

7、传感器,倾角传感器,SPI输出,倾角传感器,模拟量输出,加速度传感器,ADXL系列 ADIS系列,测倾角 测速度变化 感知瞬间冲击或外部动作,飞思卡尔 MMA7455 三轴数字加速度传感器模块,ADXL345 数字三轴 加速度传感器,加速度传感器,声响传感简介,前端简单：话筒、麦克、咪头 后端复杂：放大电路、驱动电路、模式识别,声响传感简介,声开关型声控灯,声响传感简介,声开关型声控继电器,声响传感简介,声开关型利用“频率继电器”LM567,红外传感器,红外辐射俗称红外线，它是一种人眼看不见的光线。但实际上它和其它任何光线一样，也是一种客观存在的物质。任何物体，只要它的温度高于绝对零度，就有红外线向周围空间辐射。,红外夜视仪及红外低温测温仪,图像传感器简介,CCD 灵敏度（感光度）高，结构复杂，成本高，功耗高 NEC、TI、滨松等 CMOS 灵敏度（感光度）低，结构简单，成本低，功耗低 OmniVision（OV系列）、Micron、superpix,图像传感器简介,图像传感器简介,用光敏管阵列实现低分辨率的灰度图像采集。,32*32点阵,传感器选型方法,（1）根据任务需求选择传感器功能种类。