常感器原理及应用第1章 绪论

传感器原理及应用第1章

绪论《传感器原理及应用》课程信息（一）学时学分：54学时（周5学时）3学分（二）预修课程：《普通物理》、《信号与系统》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电磁场理论》

等（三）使用教材王化祥、张淑英编著：《传感器原理及应用》

参考教材：1.《传感器原理及应用》吴建平著机械工业出版社2.《传感器与检测技术》宋文绪杨帆著高等教育出版社3.《传感器与检测技术》陈杰黄宏著高等教育出版社

主要内容：

1.1传感器的作用

1.2传感器的定义

1.3传感器的组成

1.4传感器的分类1.5传感器的发展趋势

第1章绪论

什么是传感器？传感器感觉，感知（Sensor、Transducer）人类有五大感觉器官，即眼、耳、鼻、舌、皮肤。通过这些感觉器官感知外界信息。机器系统中，传感器是各种机械和电子设备的感觉器官。能感知光、色、温度、压力、声音、湿度、气味及辐射等。性能凌驾于人的感官之上：（3）测量范围宽、精确高、可靠性好（1）测量人体无法感知的量（2）恶劣环境下工作温度传感器：-196℃~1800℃

精度：0.1%~0.01%1.1传感器的作用传感器外界信息感官大脑肌体计算机执行机构传感器又是人体感官的延长，有人又称传感器为“电五官”，它作为替代补充人的感觉器官功能，传感器为人类客观定量认识世界起到重要作用。1.2传感器的定义

传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。敏感元件、转换元件、测量电路

敏感元件：是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。

转换元件：把感受到的非电量直接转换成为电量。

测量电路：将转换原件输出的电量变成便于显示、记录、控制和处理的有用电信号。核心部分是转换元件,决定传感器的工作原理。1.3传感器的组成1.4传感器的分类信息处理电信电话科技测试设备控制交通控制输电系统机床机器人家用电器照相机汽车飞机船舶气象海洋环境污染医疗防火光能利用热能利用土木建筑农林机械能利用货币金融食品111551101034736598161277834313147111707693612621242014需要量传感器技术对国民经济的发展起着重要的作用。主要应用例0-1：化工产品自动生产过程1、自动检测与自动控制系统石油、化工、电力、钢铁、机械等加工工业自动称重自动称重分装计数测定容器中压力体积自动控制容器液位自动控制传输速度检测压力和压强进料成品设备推动力按比例混合液体半成品在生产线上传输2、汽车与传感器基本：行驶速度、距离、发动机旋转速度、燃料剩余量安全：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、汽车“黑匣子”环保：排气循环装置、电子燃料喷射装置2.“汽车导航用传感器”,《传感器世界》,1997年1期3.“汽车安全系统及其传感器”,《传感器世界》,1997年2期参考文献：1.“汽车安全保障传感器市场”，《传感器世界》，

2001年1期3、传感器在机器人上的应用视觉（平面、立体）；非视觉（接近觉、触觉、滑觉、热觉、力觉、…）《泰坦尼克》中用于水下探测的“邓肯”号机器人4、传感器在医疗及人体医学上的应用现代医疗设备都是利用现代传感技术，如：B超、CT、核磁共振、心电图、脑电图、X光机、病理分析、体液分析等等。5、传感器与航空及航天飞行器：控制在预定轨道上速度、加速度、飞行距离测量陀螺仪、阳光传感器、星光传感器、地磁传感器周围环境、内部设备监控、本身状态

最新湿度测量应用领域

纺织品精确的烟草烘干木材烘干芯片生产要求最高的湿度稳定性纸品湿度传感器工业生产过程控制6、传感器与工业生产过程NOXNO+NO2dustsootH2SH2OHCC-totalCO2COO2HCNHClHFNH3SO2大气、水质、材料检测7、传感器与环境监测

2012年2月，中国国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5（particulatematter）监测指标。大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。

PM2.5粒子监测器8、传感器在军事技术领域的应用《美国高级将领与著名学者访谈录》陈伯江“信息时代的军事革命”

——美国参联会副主席欧文斯上将“……改变那种认为军事力量主要是军舰、坦克和飞机的概念，把我们的注意力放在思考信息和电信技术所能提供的军事力量上来。这场军事革命标志着一种转变，即从重视军舰、坦克和飞机，转为重视诸如传感器这类东西的作用。”

“陆军、海军、空军都将只不过是历史的产物……你也许将成立一个把所有的传感器放在一起的军种（可称之为传感器军）用于观察战场……”

伊拉克和阿富汗战场上的接连获胜。陆军的官员丝毫不掩饰新型传感器带给他们的作战优势。

通过一些遥控或无人操纵的传感器,即使在气候恶劣、地形复杂的战场上,士兵们也不致陷入危险的境地。

“一些使用声学仪、地震仪和影像仪的作战传感器,在保护作战人员方面取得了很好的效果。”伊拉克战场上美国陆军还使用了一种用三脚架固定的小型地面监视雷达AV/PPS-5,它能够检测并分辨出方圆20公里内的敌军动向。超光谱传感器在检测和定位伪装或隐蔽的移动目标时,表现出极大的发展潜力。

已研制成功的最新型红外传感器,重量仅为0.11公斤,而且具有极高的可靠性。这些传感器使用能量检测法,可以定位一公里范围内的目标。智能建筑：BAS，CAS，OAS(3A)给排水系统泵系统锅炉系统环境控制电力监测能量计费消防系统保安系统照明系统DDC9、智能建筑

智能建筑自动识别系统(门禁，机电一体化)打破了人们几百年来用钥匙开锁的传统指纹门禁（CCD）感应式门禁（IC、读卡器）自动识别系统还有考勤机、栏杆机…新理论的探讨、新技术的应用、新材料和新工艺的研究2、确保传感器的可靠性，延长其使用寿命1、努力实现传感器的新特性检测范围宽、高灵敏度、高精度、响应速度快、互换性好3、提高集成化和功能化程度信息处理功能一体化：敏感元件、电路、执行机构传感器功能和信息处理功能一体化目前传感器总的发展趋势是：

（1）

发现、利用新效应（磁光、压阻）；（2）

开发新材料（光纤、