傳感器課件1-1課件

1、同學(xué)們好！傳感器 原理與應(yīng)用技術(shù)授課教師劉敦放聯(lián)系電話-mail：32022/8/29 傳感器原理與應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)課：513周在實(shí)驗(yàn)樓405室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容：使用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，選做8個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課每個(gè)小班上8次：每次實(shí)驗(yàn)課，每15人自由組合成實(shí)驗(yàn)小組，每個(gè)學(xué)生必須自己動(dòng)手獨(dú)立的完成實(shí)驗(yàn)，記錄好采集的數(shù)據(jù)（與他人不同的數(shù)據(jù)）后，經(jīng)教師驗(yàn)收后做實(shí)驗(yàn)登記，實(shí)驗(yàn)課不能跨周補(bǔ)，共計(jì)占總成績(jī)的8% 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：實(shí)驗(yàn)報(bào)告頁(yè)，共寫(xiě)6個(gè)；根據(jù)該實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求，寫(xiě)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告頁(yè)，貼在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)旁；做完最后一次實(shí)驗(yàn)后，將實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交。成績(jī)：共計(jì)占總成績(jī)的12%。課 程 概 述理論實(shí)驗(yàn)

2、第一章 傳感器基礎(chǔ)知識(shí)第二章 應(yīng)變式傳感器第三章 電容式傳感器第四章 電感式傳感器第五章 壓電式傳感器第六章 熱電式傳感器第七章 磁敏式傳感器第八章 光電式傳感器第九章 光纖傳感器主要內(nèi)容教材與參考書(shū)教材：傳感器原理與應(yīng)用技術(shù)，劉愛(ài)華，滿寶元編著， 人民郵電出版社,2006年。參考書(shū)：傳感器原理與應(yīng)用.黃賢武,鄭筱霞主編， 電子科技大學(xué)出版社,1995年。傳感器原理及應(yīng)用.王化祥,張淑英主編， 天津大學(xué)出版社,1999年 。教學(xué)基本要求學(xué)會(huì)傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)。掌握各類傳感器的基本特性和工作原理、典型測(cè)量電路。了解各類傳感器的典型應(yīng)用。第1章 傳感器的基本概念1.1 學(xué)習(xí)傳感器的重要性1.2 傳感

3、器的組成與分類 1.3 傳感器的數(shù)學(xué)模型概述1.4 傳感器的基本特性1.5 傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn) 傳感器處于研究對(duì)象與測(cè)試系統(tǒng)的接口位置,即檢測(cè)與控制系統(tǒng)之首。因此，傳感器成為感知、獲取與檢測(cè)信息的窗口，一切科學(xué)研究與自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程要獲取的信息，都要通過(guò)傳感器獲取并通過(guò)它轉(zhuǎn)換為容易傳輸與處理的電信號(hào)。所以，80年代以來(lái)，世界各國(guó)都將傳感器技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展的高技術(shù)，倍受重視。 傳感器技術(shù)與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成信息科學(xué)技術(shù)的三大支柱。 21世紀(jì)是人類全面進(jìn)入信息電子化的時(shí)代，隨著人類探知領(lǐng)域和空間的拓展，使得人們需要獲得的自然信息的種類日益增加，需要信息傳遞的速度加快，信息處理能力增強(qiáng)，因此要求

4、與此相對(duì)應(yīng)的信息獲取技術(shù)即傳感技術(shù)必須跟上信息化發(fā)展的需要。 在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)線流程。通常建立24小時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 1、自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)控制系統(tǒng)石化企業(yè)輸油管道、儲(chǔ)油罐等壓力容器的破損和泄露檢測(cè)。汽車扭距測(cè)量機(jī)床加工精度測(cè)量2、汽車與傳感器 高級(jí)轎車需要用傳感器對(duì)溫度、壓力、位置、距離、轉(zhuǎn)速、加速度、濕度、電磁、光電、振動(dòng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量，一般需要301 00種傳感器。全自動(dòng)洗衣機(jī)中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器(洗凈度) 液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測(cè))。指紋傳感器透光率傳感器溫濕

5、度傳感器溫度傳感器鼠標(biāo):光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風(fēng):電容傳聲器聲卡:A/D卡 + D/A卡軟驅(qū):速度,位置伺服PC機(jī)中的測(cè)試技術(shù)應(yīng)用機(jī)械手、機(jī)器人中的傳感器： 轉(zhuǎn)動(dòng)/移動(dòng)位置傳感器、力傳感器、視覺(jué)傳感器、聽(tīng)覺(jué)傳感器、接近距離傳感器、觸覺(jué)傳感器、熱覺(jué)傳感器、嗅覺(jué)傳感器。 4、傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用密歇根大學(xué)的機(jī)械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機(jī)器狗機(jī)器人服務(wù)員沙漠機(jī)器人AGV自動(dòng)送貨車 超聲波測(cè)距傳感器、判斷建筑物內(nèi)人和物所在位置；紅外線色彩傳感器運(yùn)動(dòng)軌跡和AGV小車位置識(shí)別；條形碼傳感器，貨品識(shí)別。香港理工AGV模型2003年9月，全球現(xiàn)場(chǎng)直播埃及金字塔世界最古老石

6、棺的考古挖掘進(jìn)程，可能揭開(kāi)古埃及金字塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)之謎。一個(gè)小機(jī)器人通過(guò)了埃及最大的金字塔內(nèi)一條狹窄的通道，試圖揭開(kāi)4600年前的秘密。它的探秘之行以發(fā)現(xiàn)了又一道封閉的石門(mén)而告終。 圖坦卡蒙的咒語(yǔ):“不論是誰(shuí)騷擾了法老的安寧，死神之翼將在它的頭上降臨?！毙C(jī)器人挑戰(zhàn)法老咒語(yǔ)，代替科學(xué)家勇探胡夫金字塔內(nèi)部秘道?！敖鹱炙握摺?，511，地面探測(cè)雷達(dá)、超聲波傳感器（測(cè)石頭厚度）。5、傳感器在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用對(duì)人體的健康狀況進(jìn)行診斷需要進(jìn)行多種生理參數(shù)的測(cè)量。 國(guó)內(nèi)已經(jīng)成功地開(kāi)發(fā)出了用于測(cè)量近紅外組織血氧參數(shù)的檢測(cè)儀器。人類基因組計(jì)劃的研究也大大促進(jìn)了對(duì)酶、免疫、微生物、細(xì)胞、DNA、RNA、蛋白質(zhì)、嗅

7、覺(jué)、味覺(jué)和體液組份以及血?dú)?、血壓、血流量、脈搏等傳感器的研究。 醫(yī)學(xué)光纖流速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器熱/光電量6、傳感器與航空及航天飛行器：控制在預(yù)定軌道上速度、加速度、飛行距離測(cè)量周圍環(huán)境、內(nèi)部設(shè)備監(jiān)控、本身狀態(tài)陀螺儀、陽(yáng)光傳感器、星光傳感器、地磁傳感器航天7、傳感器與環(huán)境保護(hù) 保護(hù)環(huán)境和生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須進(jìn)行大氣監(jiān)測(cè)和江河湖海水質(zhì)檢測(cè)，需要大量用于污水流量、PH值、電導(dǎo)、濁度、COD、BOD、TP、TN、礦物油、氰化物、氨氮、總氮、總磷、金屬離子濃度特別是重金屬離子濃度以及風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、工業(yè)粉塵、煙塵、煙氣、SO2、NO、O3、CO等參數(shù)測(cè)

8、量的傳感器，這些傳感器中大多數(shù)亟待開(kāi)發(fā)。 NOX NO + NO2dust sootH2SH2OHC C-totalCO2 COO2 HCN HCl HF NH3 SO2 煙塵濁度測(cè)量8、傳感器與遙感技術(shù)飛機(jī)及航天飛行器：近紫外線、可見(jiàn)光、遠(yuǎn)紅外線、微波、船舶：超聲波傳感器微波紅外接收傳感器紅外線分布差異礦藏埋藏地區(qū)地 面9、傳感器在軍事技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用 先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)總是最先被應(yīng)用于戰(zhàn)爭(zhēng)。 以坦克、飛機(jī)、軍艦為標(biāo)志的作戰(zhàn)平臺(tái)是傳統(tǒng)的主戰(zhàn)兵器，各類傳感器不過(guò)是配屬的保障設(shè)施。 而當(dāng)前由信息技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的軍事革命把重點(diǎn)從作戰(zhàn)平臺(tái)轉(zhuǎn)向如何觀察戰(zhàn)場(chǎng)、怎樣傳遞所觀察到的戰(zhàn)場(chǎng)情況、怎樣運(yùn)用那些性能優(yōu)越的精

9、確武器的問(wèn)題上來(lái)，從重視軍艦、坦克和飛機(jī)轉(zhuǎn)為重視信息獲取技術(shù)和信息獲取裝置的作用，傳感器、通信以及精確制導(dǎo)武器等已在戰(zhàn)爭(zhēng)中至關(guān)重要的作用。 海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，伊拉克在科威特戰(zhàn)區(qū)部署了4280輛坦克，多國(guó)部隊(duì)只有3800輛坦克。 但結(jié)果是伊拉克的坦克89被毀，而多國(guó)部隊(duì)的坦克僅損失20輛。 這種懸殊的損毀比，正是由于雙方信息優(yōu)勢(shì)及精確制導(dǎo)武器方面的明顯差距造成的。 由近期的幾場(chǎng)高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭(zhēng)可以看到，隨著新軍事革命浪潮的到來(lái)，高度信息化的武器平臺(tái)已經(jīng)開(kāi)始發(fā)揮戰(zhàn)場(chǎng)主導(dǎo)作用。 數(shù)字化戰(zhàn)爭(zhēng)需要利用全方位、多手段的傳感器系統(tǒng)感知和收集戰(zhàn)場(chǎng)各種信息，對(duì)這些信息進(jìn)行判讀、分析、綜合與管理，實(shí)現(xiàn)“傳感器-控

10、制器-武器”一體化。 戰(zhàn)場(chǎng)生物傳感器不但能準(zhǔn)確識(shí)別各種生化戰(zhàn)劑，而且可與計(jì)算機(jī)配合，及時(shí)提出最佳防護(hù)和治療方案，還可通過(guò)測(cè)定炸藥、火箭推進(jìn)劑的降解情況來(lái)發(fā)現(xiàn)敵人庫(kù)存彈藥的數(shù)量和位置，成為偵察的有效手段。 在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，新一代精確化和智能化的常規(guī)武器和電子武器可能在實(shí)質(zhì)上取代核武器的位置。 智能武器把巨大的殺傷力和極高的精確性相結(jié)合，將會(huì)使軍事機(jī)構(gòu)思考未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的方式發(fā)生革命。 高技術(shù)常規(guī)武器成為比核武器更可靠的手段，打了不用管的制導(dǎo)炮彈能像導(dǎo)彈那樣捕捉和跟蹤目標(biāo)，射程遠(yuǎn)，威力大，價(jià)格低，命中率高，具有子母彈的打擊能力，以及破甲彈、動(dòng)能彈的攻擊方式。 21世紀(jì)的農(nóng)業(yè)將是知識(shí)密集、技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，設(shè)施農(nóng)業(yè)可以有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和增強(qiáng)抗災(zāi)能力，借助溫室及其配套裝置來(lái)調(diào)節(jié)和