物联网传感技术PPT学习教案

1、会计学1物联网传感技术物联网传感技术传感器的概念传感器的概念 传感器的基本组成及检测原理传感器的基本组成及检测原理 常用传感器的工作特点和应用常用传感器的工作特点和应用123智能检测系统智能检测系统 4MEMS技术技术 5第1页/共52页传感器传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。第2页/共52页第3页/共52页第4页/共52页第5页/共52页第6页/共52页第7页/共52页第8页/共52页在实际应用中，传感器一在实际应用中，传感器一般由敏感元件、转换元件般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，和测量电路三部分组成，有时还加上辅助电源。有时还加上辅

2、助电源。按按国家标准（国家标准（GB7665-2005）对传感器的定义对传感器的定义为为：能：能感感受被测量受被测量并按照一定的规并按照一定的规律律转换成可用输出信号转换成可用输出信号的的器件或装置，通常由敏感器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。元件和转换元件组成。人类五官延伸人与机器的对应关系第9页/共52页敏感元件敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，它直接感受被测非电学量，输测量的部分，它直接感受被测非电学量，输出与被输出有确定对应关系的，转换元件所出与被输出有确定对应关系的，转换元件所能接受的其他物理量，如膜片或膜盒把被测能接受的其他物理

3、量，如膜片或膜盒把被测压力变成位移量。敏感元件压力变成位移量。敏感元件是传感器的核心是传感器的核心。第10页/共52页需要指出需要指出，并不是所有的传感器都能明显地，并不是所有的传感器都能明显地区分敏感元件和转换元件两部分，有些传感区分敏感元件和转换元件两部分，有些传感器转换元件不止一个，有些传感器（如热电器转换元件不止一个，有些传感器（如热电偶）将敏感元件和转换元件合为一体。偶）将敏感元件和转换元件合为一体。测量电路测量电路是将转换元件输出的信号进一步地是将转换元件输出的信号进一步地转换和处理，如放大、滤波、线性化、补偿转换和处理，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特性。等，以获

4、得更好的品质特性。第11页/共52页电源电源是可选项，主要负责为敏感元件、转换元件和测是可选项，主要负责为敏感元件、转换元件和测量电路供电。量电路供电。无源型是最简单、最基本的传感器构成形式，它只由无源型是最简单、最基本的传感器构成形式，它只由敏感元件单独组成。输入量多为力学量（力、湿度、敏感元件单独组成。输入量多为力学量（力、湿度、速度、加速度），输出量一般是电学量。最大特点是速度、加速度），输出量一般是电学量。最大特点是还需要外接电源，其敏感元件能够从被测对象直接获还需要外接电源，其敏感元件能够从被测对象直接获取能量，并将能量转换为电量，但一般输出量较弱，取能量，并将能量转换为电量，但一般

5、输出量较弱，如热电偶传感器、压力传感器等通常是无源传感器。如热电偶传感器、压力传感器等通常是无源传感器。第12页/共52页有源型通常建立在无源型的基础上，它与无源型的不有源型通常建立在无源型的基础上，它与无源型的不同之处在于为了确保敏感元件的工作点稳定，使用了同之处在于为了确保敏感元件的工作点稳定，使用了辅助能源。辅助能源主要起激励作用，它既可以是电辅助能源。辅助能源主要起激励作用，它既可以是电源，也可以是磁源。有源传感器的特点是，不需要测源，也可以是磁源。有源传感器的特点是，不需要测量电路即可有较大的电量输出，如光电管、光敏二极量电路即可有较大的电量输出，如光电管、光敏二极管、霍尔传感器等。

6、管、霍尔传感器等。第13页/共52页传统传感器的局限性传统传感器的局限性网络化、智能化的程度十分有限，缺少有效的数据处理与信息共享能力现代传感器现代传感器特点：微型化、智能化和网络化典型代表：无线传感节点第14页/共52页第15页/共52页第16页/共52页第17页/共52页光敏电阻结构图与实物光敏三极管集成光传感器第18页/共52页第19页/共52页Honeywell 24PC 压力传感器及其内部结构一种车用电容式压力传感器的结构原理图及实物图第20页/共52页第21页/共52页一种电阻式陶瓷湿敏传感器结构图一种电容式湿敏传感器结构图几种湿度传感器第22页/共52页第23页/共52页霍尔效应

7、第24页/共52页第25页/共52页各种霍尔传感器第26页/共52页第27页/共52页第28页/共52页第29页/共52页2002 年，由英特尔的研究小组和年，由英特尔的研究小组和加州大学伯克利分校以及巴港大加州大学伯克利分校以及巴港大西洋大学的科学家把无线传感器西洋大学的科学家把无线传感器网络技术应用于监视大鸭岛海鸟网络技术应用于监视大鸭岛海鸟的栖息情况。研究人员采用包括的栖息情况。研究人员采用包括光、湿度、气压计、红外传感器、光、湿度、气压计、红外传感器、摄像头在内的近摄像头在内的近10 种传感器类型种传感器类型数百个节点，系统通过自组织无数百个节点，系统通过自组织无线网络，将数据到线网络

8、，将数据到 传输到传输到300 英英尺外的基站计算机内，再由此经尺外的基站计算机内，再由此经卫星传输至加州的服务器。在那卫星传输至加州的服务器。在那之后，全球的研究人员都可以通之后，全球的研究人员都可以通过互联网察看该地区各个节点的过互联网察看该地区各个节点的数据，掌握第一手的环境资料，数据，掌握第一手的环境资料，为生态环境研究者提供了一个极为生态环境研究者提供了一个极为有效便利的平台。为有效便利的平台。大鸭岛生态环境监测系统第30页/共52页智能传感器组成第31页/共52页第32页/共52页PPT系列智能压力传感器传感器内部结构第33页/共52页第34页/共52页第35页/共52页第36页/共52页第37页/共52页第38页/共52页第39页/共52页第40页/共52页第41页/共52页第42页/共52页MEMS压力传感器结构传感器中集成的测量电桥传感器外形第43页/共52页第44页/共52页气体流速传感器显微照片有气流时的温度分布气体流速传感器结构图