传感器和检测技术课件.ppt

1、传感器与检测技术工学院电子系传感器与检测技术传感器与检测技术林海军林海军湖南师范大学工学院电子系湖南师范大学工学院电子系传感器与检测技术工学院电子系第第1章章 概述概述常见传感器样例常见传感器样例传感器的定义与组成传感器的定义与组成传感器的分类传感器的分类传感器的发展与性能改善传感器的发展与性能改善本课程简介本课程简介传感器与检测技术工学院电子系几个传感器应用实例（1）红外报警器传感器与检测技术工学院电子系几个传感器应用实例（2）电子秤（3）机器人传感器与检测技术工学院电子系本课程的作用传感器与检测技术工学院电子系1.1 传感器样例传感器样例气敏传感器传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感

2、器样例一氧化碳传感器烟雾传感器传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例压电式压力传感器传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例温度传感器传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例温度传感器数字温度传感器传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例测温仪热电偶传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例超声波传感器传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例红外发射二极管红外接收二极管传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例红外发射、接收二极管传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例红外热释电传感器传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例

3、加速度传感器传感器与检测技术工学院电子系传感器样例传感器样例智能传感器传感器与检测技术工学院电子系1.2 传感器的定义与组成传感器的定义与组成l传感器：能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置l传感器的共性：利用物理定律或物质的物理、化学、生物等特性，将非电量转换成电量。l传感器功能：检测和转换。l敏感元件是传感器中能直接感受（或响应）被测信息（非电量）的元件。l转换元件则是指传感器中能将敏感元件的感受（或响应）信息转换为电信号的部分。传感器与检测技术工学院电子系传感器的组成传感器的组成传感器与检测技术工学院电子系1.3传感器的分类传感器的分类l按传感器的构成进行分类：物性型和

4、结构型按传感器的构成进行分类：物性型和结构型 l按传感器的输入量（即被测参数）进行分类按传感器的输入量（即被测参数）进行分类：位移、速度、温度、压力传感器等 l按传感器的输出量进行分类按传感器的输出量进行分类：模拟式和数字式 l按传感器的基本效应分类按传感器的基本效应分类：物理型、化学型、生物型l按传感器的工作原理进行分类按传感器的工作原理进行分类：应变式、电容式、电感式、压电式、热电式传感器等 l按传感器的能量变换关系进行分类：按传感器的能量变换关系进行分类：有源（能量控制型）、无源（能量变换型）传感器与检测技术工学院电子系1.4 传感器技术的发展传感器技术的发展l传感器性能的改善l开展基础

5、理论研究l传感器的集成化l传感器的智能化l传感器的网络化l传感器的微型化传感器与检测技术工学院电子系1.4.1 传感器性能的改善传感器性能的改善l差动技术差动技术 l平均技术平均技术 l补偿与修正技术补偿与修正技术 l屏蔽、隔离与干扰抑制屏蔽、隔离与干扰抑制 l稳定性处理稳定性处理 传感器与检测技术工学院电子系1.4.2 开展基础理论研究开展基础理论研究l寻找新原理寻找新原理 l开发新材料开发新材料 l采用新工艺采用新工艺 l探索新功能探索新功能 传感器与检测技术工学院电子系1.4.3 传感器的集成化传感器的集成化两种情况：两种情况：l一是具有同样功能的传感器集成化，即将同一类型的单个传感元件

6、用集成工艺在同一平面上排列起来，形成一维的线性传感器，从而使一个点的测量变成对一个面和空间的测量。l二是不同功能的传感器集成化，即将具有不同功能的传感器与放大、运算以及温度补偿等环节一体化，组装成一个器件，从而使一个传感器可以同时测量不同种类的多个参数。传感器与检测技术工学院电子系1.4.4 传感器的智能化传感器的智能化l传感器与微处理器的结合：检测、信息处理、传感器与微处理器的结合：检测、信息处理、逻辑判断、自诊断等逻辑判断、自诊断等l作用：作用：提高测量精度增加功能 提高自动化程度 传感器与检测技术工学院电子系1.4.5 传感器的网络化传感器的网络化主要表现为两个方面主要表现为两个方面l一

7、是为了解决现场总线的多样性问题，IEEE1451.2工作组建立了智能传感器接口模块（STIM）标准l二是以IEEE802.15.4（Zigbee）为基础的无线传感器网络技术得以迅速发展传感器与检测技术工学院电子系1.5 课程简介课程简介l1.5.1 本课程的地位和作用本课程的地位和作用传感器与检测技术工学院电子系1.5.2 本课程内容体系结构本课程内容体系结构l按照传感器、检测技术和自动检测系统三大模块。l传感器部分主要包括传感器的基本特性、各类传统与新型传感器的工作原理与应用（应变式、电感式、电容式、压电式、磁电式、热电式、光电式、辐射与波式、数字式、智能式传感器；化学传感器、生物传感器、微

8、传感器等）l检测技术主要包括参数检测、微弱信号检测、软测量、多传感器数据融合、测量不确定度与回归分析等l检测系统主要包括虚拟仪器和自动检测系统等。传感器与检测技术工学院电子系课程概述课程概述l选修课l38理论6实验课l主要内容概述概述传感器的基本特性传感器的基本特性电阻式电阻式电感式电感式电容式电容式压电式压电式磁敏式磁敏式热电式热电式光电式光电式辐射与波式辐射与波式化学传感器化学传感器新型传感器新型传感器(智能、模型、微、网络传感器智能、模型、微、网络传感器)参数检测、微弱信号检测、软测量、多传感器数参数检测、微弱信号检测、软测量、多传感器数据融合据融合测量不确定度与回归分析测量不确定度与回

9、归分析自动检测系统自动检测系统传感器与检测技术工学院电子系1.5.3 本课程的任务及要求本课程的任务及要求l“传感器与检测技术”是一门涉及到电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术，现代检测系统通常集光、机、电于一体，软硬件相结合。传感器与检测技术工学院电子系1.5.3 本课程的任务及要求本课程的任务及要求l“传感器与检测技术”课程着重培养学生掌握传感器与检测技术基本理论、基本方法，本课程是一门实践性很强的课程，在理论学习的同时，要求学生通过实验和实践熟练掌握各类典型传感器的基本原理和适用场合，掌握常用测量仪器的基本工作原理和工作性能，能合理选用常用电子仪器、测量电路等，能根据测量要求设计各类测量系统，能对测量结果进行误差分析和数据处理等，达到理论与实践的高度统一，突出能力的培养。传感器与检测技术工学院电子系教学考核要求教学考核要求l考核：平时占30%、期末考试占70%传感器与检测技术工学院电子系读书会做人读书会做人 气度决定高度气度决定高度l多读书养才气l慎言行养清气l重情谊养人气l讲责任养贤气l淡名利养正气l敢作为养浩气l能忍辱养大气l温处世养和气l系苍生养底气l不媚俗养骨气