傳感器：緒論課件

傳感器原理及應(yīng)用Tel:Email:教材：《傳感器原理及應(yīng)用》，王化祥、張淑英編著。天津大學(xué)出版社，1999年2月第2版。參考書：1.《傳感器原理設(shè)計與應(yīng)用》，劉迎春、葉湘濱編著。國防科技大學(xué)出版社，1997年8月第三版；2.《傳感器及其應(yīng)用》，欒桂冬、張金鐸、金歡陽編著。西安電子科技大學(xué)出版社，2002年1月第1版；3.《新編傳感器電路設(shè)計手冊》，趙家貴、付小美、董平主編。中國計量出版社，2002年9月第1版。

緒論傳感器的定義及組成；傳感器的分類；傳感器的應(yīng)用；傳感器的發(fā)展趨勢。2006.9.1JC204->傳感器的例子：光柵直線位移與角位移傳感器傳感器的例子：電感式位移傳感器傳感器的例子：面陣和線陣圖像傳感器傳感器的例子：壓力/力傳感器傳感器的例子：溫度傳感器傳感器的例子：氣體傳感器0.2.2按工作原理分類可分為：應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、熱電式等。1.結(jié)構(gòu)型：傳感器依賴其結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換； 如：應(yīng)變式力傳感器。2.物性型：傳感器依賴敏感元件物理特性的變化實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)化；如：熱電偶溫度傳感器。0.2.3按物理現(xiàn)象分類0.2.4按能量關(guān)系分類1.能量轉(zhuǎn)換型：傳感器直接將被測量的能量裝換為輸出量的能量；如：動圈式話筒、壓電式力傳感器等傳感器甲種能量輸入如：熱能乙種能量輸出如：電能2.能量控制型：由外部共給能量，由被測量來控制能量的輸出；如：集成電路式溫度傳感器、應(yīng)變式壓力傳感器等……被測量輸入如：溫度能量輸出如：電能能量輸入如：電能0.3傳感器的應(yīng)用0.3.1科學(xué)研究1.傳感器在空間探測方面的應(yīng)用如：哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，它全長12.8米，鏡筒直徑4.27米，重11噸，由三大部分組成，第一部分是光學(xué)部分，第二部分是科學(xué)儀器，第三部分是輔助系統(tǒng)，包括兩個長11.8米，寬2.3米，能提供2.4千瓦功率的太陽電池帆板，兩個與地面通訊用的拋物面天線。歷史上，很少有望遠(yuǎn)鏡能夠像哈勃太空望遠(yuǎn)鏡這樣，對天文學(xué)研究產(chǎn)生如此深遠(yuǎn)的影響。哈勃望遠(yuǎn)鏡外觀哈勃望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)PhotomultiplierTube

(PMT)0.3.2工業(yè)自動化1.形位測量；激光三角法距離測量激光三角法距離測量的應(yīng)用2.重量測量；0.3.3汽車工業(yè)1.汽車碰撞試驗(yàn)假人在碰撞的一剎那，假人頭、胸、膝蓋等重點(diǎn)部位受傷的數(shù)據(jù)，會通過內(nèi)置于模擬人體內(nèi)的傳感器被采集器采集。研究人員借助這些數(shù)據(jù)，就可分析出車禍中真人的受傷程度，并參考相應(yīng)指標(biāo)，對汽車的安全性能進(jìn)行評估。一個假人由近400個部件、大約60個傳感器組成。成人模型大致有三類：50％人?！砩砀?77厘米和體重86公斤的中等身材；95％人?！砩砀?88厘米和體重108公斤的大型身材；5％人模—代表身高148厘米和體重56公斤的矮小身材。汽車碰撞假人傳感器控制器氣體發(fā)生器氣囊汽車安全氣囊組成汽車多個安全氣囊組成3.汽車ABS（Anti-LockBrakeSystem）系統(tǒng)A.B.S.系統(tǒng)

(Anti-LockBrakeSystem）是為了防止剎車鎖死所設(shè)計的系統(tǒng)。當(dāng)車輪產(chǎn)生鎖死的那一瞬間，ABS防鎖死剎車系統(tǒng)會將剎車釋放，在車輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動之后，馬上再施以剎車力量，以使輪胎與地面的摩擦力始終為靜摩擦力。地面車輪汽車運(yùn)行方向地面對車輪的靜摩擦力方向汽車的制動力取決于制動器的摩擦力，但能使汽車制動減速的制動力，還受地面附著系數(shù)的制約。當(dāng)制動器產(chǎn)生的制動力增大到一定值時，汽車輪胎將在地面上出現(xiàn)滑移。其滑移率δ＝(Vt-Va)/Vt×100％式中：Vt--汽車?yán)碚撍俣龋籚a--汽車實(shí)際速度。地面車輪汽車運(yùn)行方向地面對車輪的靜摩擦力方向據(jù)試驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)車輪滑移率δ＝15％一20％時附著系數(shù)達(dá)到最大值，因此，為了取得最佳的制動效果，一定要控制其滑移率在15％一20％范圍內(nèi)。

常用的ABS控制器它以控制車輪的角減速度為對象，控制車輪的制動力，實(shí)現(xiàn)防抱死制動，其結(jié)構(gòu)主要由輪速傳感器、控制器(電腦)及電磁閥組成。輪速傳感器控制器電磁閥剎車0.3.4家用1.數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)通常由，鏡頭、圖像傳感器、處理器、LCD顯示器、存儲設(shè)備等組成，其中圖像傳感器決定了整個數(shù)碼相機(jī)的成像質(zhì)量。另外數(shù)碼相機(jī)中還有自動調(diào)焦傳感器、自動測光傳感器、防抖動傳感器。2.家庭安防系統(tǒng)主要使用的傳感器有：熱釋電紅外移動傳感器、微波移東傳感器、玻璃破碎傳感器。單反數(shù)碼相機(jī)結(jié)構(gòu)0.3.5軍事例子：紅外自動尋的簡易的紅外尋的由四象限紅外傳感器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。四象限紅外傳感器由四個獨(dú)立的位于四個象限的紅外傳感器單元構(gòu)成。被追蹤的紅外源通過紅外透鏡成像到四象限傳感器上。若果目標(biāo)位于導(dǎo)彈的正前方，則四個單元感受光強(qiáng)一致，當(dāng)目標(biāo)發(fā)生偏移，則四個單元感受的光強(qiáng)產(chǎn)生差異。四象限傳感器紅外透鏡紅外目標(biāo)四象限傳感器尋的原理目標(biāo)成像四象限傳感器紅外透鏡紅外目標(biāo)四象限傳感器尋的原理目標(biāo)成像四象限傳感器紅外透鏡紅外目標(biāo)四象限傳感器尋的原理目標(biāo)成像0.4傳感器發(fā)展趨勢1.傳感器的固態(tài)化，如SPM取代PMT；2.傳感器的集成化和多功能化

如美國AD公司基于iMEMS的加速度傳感器和陀螺儀。ADXL103加速度傳感器原理圖2006.9.4JC204->基于MEMS技術(shù)的微型聲傳感器ADXRS300陀螺儀原理圖一種MEMS系統(tǒng)放大照片3.傳感器的圖像化，傳感器不僅限于某一點(diǎn)的物理量的測量，開始向一維、二維到三維方向發(fā)展。

如壓力傳感器由單點(diǎn)發(fā)展為二維，從而實(shí)現(xiàn)了觸覺傳感器功能。4.傳感器的智能化網(wǎng)絡(luò)化

將CPU和信號調(diào)理以及通信接口集成到傳感器中，實(shí)現(xiàn)了傳感器的智能化和網(wǎng)絡(luò)化?，F(xiàn)場總線傳感器元件信號調(diào)理CPU網(wǎng)絡(luò)接口智能化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器組成………………