传感器知识 第1章绪论学习资料

第1章绪论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。传感器

感觉，感知

（Sensor、Transducer）1一、人机系统的机能对应关系外界信息感官人脑肢体人体系统传感器计算机执行器机器系统Sensor、Transducer“机电五官”2性能凌驾于人的感官之上：（1）测量人体无法感知的量（3）测量范围宽、精确高、可靠性好（2）恶劣环境下工作温度传感器：-196℃~1800℃压力传感器：0.01psi~10000psi精度：0.1%~0.01%可靠度：8~9级psi为英制压力单位.

“磅力每平方英寸”（1bf/in2）为1psi=6894.76pa；

3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。二、主要应用4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52、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62.“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73、传感器在机器人上的应用单能机器人：生产用的自动机械式（加工、组装、检验）检测臂的位置和角度传感器红旗轿车焊装生产线隧道凿岩机器人8智能机器人：判断能力视觉传感器、触觉传感器足球机器人迎宾机器人9《泰坦尼克》中用于水下探测的“邓肯”号机器人10“不论是谁骚扰了法老的安宁，死神之翼将在他的头上降临。”图坦卡蒙曾经是一位年轻有为的法老，却英年早逝，死后在墓地上留下了可怕的咒语。图坦卡蒙塑像11小机器人挑战法老咒语，代替科学家勇探胡夫金字塔内部秘道。1993年，德国考古学家鲁道夫·甘登里克设计的机器人“乌普瓦特2号”携带摄像机进入了这个神秘通道。被石门挡住。2002年9月17日，机器人即将远征埃及。由于密室通道的容积很小，所以动用了微型机器人:“金字塔漫游者”。这一类型的机器人在9·11的搜救中扮演了重要的角色。它有很多特殊的装置：最小的地面传感雷达、高清晰的摄像头、可以转向、履带让它即使在里面摔了跟头也可继续行走。124、传感器与家用电器自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、风干器、电熨斗、电风扇、洗衣机、洗碗机、照相机、电冰箱、电视机、录像机、家庭影院家庭自动化蓝图：135、传感器在医疗及人体医学上的应用医用电子学医用传感器：人体内部温度、血液、呼吸流量、肿瘤、心音、腔内压力、心脑电波6、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、地磁传感器监控：周围环境、内部设备监控、本身状态147、传感器与环境保护环境监测仪器15温湿度、露点探头、CO2探头、大气压力传感器湿度传感器湿度传感器168、传感器与遥感技术飞机及航天飞行器：近紫外线、可见光、远红外线、微波船舶：超声波避障微波红外接收传感器红外线分布差异矿藏埋藏地区地面飞机可以用超声波避障吗？17遥感技术遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。189、传感器在军事技术领域的应用“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……”19

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。”20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。21无线传感器网络可以协助实现有效的战场态势感知，满足作战力量“知己知彼”的要求。用飞行器将大量微传感器结点散布在战场的广阔地域，这些结点自组成网，将战场信息边收集、边传输、边融合，为各参战单位提供“各取所需”的情报服务。机器昆虫英国防卫公司巨头BAE系统公司正在研制一种由电子设备控制的机器昆虫传感器，装有传感器的机器昆虫进入存在潜在危险的地区，如设有“诡雷”的建筑物或敌方藏身处，通过电子仪器接收或感知信息，用于侦察工作。

22激光制导武器上世纪60年代初期，美国首先研制了激光制导武器。1964年美国空军发布了首个研制合同，该合同催生了“宝石路”系列激光制导炸弹（LGB）的研制。通过将自由落体炸弹改装成精确制导弹药，可降低美国和盟国地面部队面临的风险。2010年3月3日，“宝石路”Ⅱ加强型激光制导炸弹完成了6次飞行试验。该型炸弹改进了激光制导组件，激光制导炸弹精度得到了提高。23美国空军的机载激光武器24三、地位及发展状况传感器是信息采集系统的首要部件，计算机的“五官”，如果没有传感器对原始信息进行精确、可靠的捕获和转换，一切测量和控制都是不可能实现的。1、现代测量与自动控制的首要环节2、衡量国家综合实力的重要标志传感器与传感器技术的发展水平是衡量一个国家综合实力的重要标志，也是判断一个国家科学技术现代化程度与生产水平高低的重要依据。253、现代信息产业的三大支柱传感器既是现代信息产业的源头，又是信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。如果没有高度保真和性能可靠的传感器，没有先进的传感器技术，信息的准确获得与精密检测就成了一句空话，通讯技术和计算机技术也就成了无源之水，无本之木，现代测量与自动化技术随之变成水中之月、镜中之花。

通讯技术、计算机技术、传感器技术264、各国政府高度重视

日本科学技术厅把传感器技术列为六大核心技术（计算机、通讯、激光、半导体、超导和传感器）之一。日本政府还在21世纪技术预测中将传感器列为首位。

美国白宫将“传感器及信号处理”列为对国家安全和经济发展有重要影响的关键技术之一。

西欧各国在制定“尤里卡”发展计划中，把传感器技术作为优先发展的重点技术。

我国政府在“863计划”及重点科技攻关项目中，均把传感器列在重要位置。20世纪80年代，面对美国、日本日益激烈的竞争，西欧国家制定了一项在尖端科学领域内开展联合研究与开发的计划，即“尤里卡计划”。尤里卡（EURECA）是“欧洲研究协调机构”（EuropeanResearchCoordinationAgency）的英文缩写。

27四、传感器技术的发展传感器性能的改善开展基础理论研究传感器的集成化传感器的智能化传感器的网络化传感器的微型化28传感器性能的改善差动技术

平均技术

补偿与修正技术

屏蔽、隔离与干扰抑制

稳定性处理

29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开展基础理论研究30传感器的集成化传感器的智能化传感器的网络化传感器的微型化31五、课程特点及要求2、关于教材参考书及资料1、课程特