第7章現(xiàn)代新型傳感器

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材傳感器與自動檢測技術(shù)（第二版）主編吳旗高等教育出版社高等教育電子音像出版社普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材第七章現(xiàn)代新型傳感器

1.集成傳感器

2.智能傳感器3.光纖傳感器

本章學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材§7－1集成傳感器一、大規(guī)模集成電路對傳感器的影響1．傳感器向固體化、半導(dǎo)體化和集成化方向發(fā)展2．傳感器制造工藝的革新3．集成傳感器的形成集成電路大規(guī)?；岢隽思苫囊筇峁┝藨?yīng)用基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。小結(jié)：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材集成溫度傳感器外形圖普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材二、集成傳感器的特點(diǎn)成本低小型化改善性能提高可靠性增加接口靈活性

ST的LIS202DL傳感器

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三、集成傳感器1．各種調(diào)節(jié)電路和補(bǔ)償電路與傳感器集成2．信號放大電路和阻抗變換電路與傳感器集成傳感器與信號處理電路制作在同一芯片上或封裝在同一管殼內(nèi)－－集成傳感器如，電源電壓調(diào)整電路、溫度補(bǔ)償電路等等。

把信號放大電路和阻抗變換電路與傳感元件集成在一起，對于改善信號的信噪比，抑制外來干擾的影響有很大的好處。

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材3．信號數(shù)字化電路與傳感器集成4．多傳感器的集成5．信號發(fā)送和接收電路與傳感器集成把模擬信號變換成數(shù)字信號也可以改善抗干擾能力。為了適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求，也常把傳感器的輸出變換成為開關(guān)二種狀態(tài)的輸出以實(shí)現(xiàn)控制。

把多個(gè)功能不同的傳感器集成在一起，可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)參數(shù)的測量。

把信號發(fā)送電路和傳感器集成在一起可使測量系統(tǒng)的重量大大減輕、尺寸減小。普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材德國Lepton超精密激光厚度集成傳感器普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材集成濕度傳感器集成霍爾傳感器普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材§7－2智能傳感器

一、智能傳感器的定義及其功能定義：將傳感器與微機(jī)組裝在一塊芯片上

具有“感知”和“認(rèn)知”被測量的功能

把傳感器技術(shù)和信息處理技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合

功能：提供更全面、真實(shí)的信息信號處理隨機(jī)整定和自適應(yīng)具有一定程度的存儲、識別和自診斷內(nèi)含特定算法并可根據(jù)需要進(jìn)行改變普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材二、傳感器智能化的技術(shù)途徑1．信號處理裝置集成化例如，各種生物傳感器電針式生物醫(yī)學(xué)傳感器

毫米波分光計(jì)

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材例如，多振動智能傳感器

2．基于新的檢測原理和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)信號處理的智能化D7F振動傳感器

三軸振動傳感器

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材3．人工智能材料幾種智能材料的功能特征和應(yīng)用種類功能和效應(yīng)主要材料智能元器件應(yīng)用舉例半導(dǎo)體陶瓷自診斷和自調(diào)節(jié)功能；熱阻效應(yīng)；PTC；NTCBaTiO3，(Ba、Sr)TiO3等；Mn，Ni，CoFe等過渡金屬氧化物測溫、控溫開關(guān)、取代溫控線路和保護(hù)線路自診斷和自修復(fù)功能；濕阻效應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)CuO/ZnO（p/n多孔陶瓷）；異質(zhì)結(jié)界面電阻變化；水分子和污穢在高溫上可自行分解快速檢測環(huán)境濕度和CO泄漏，具有啟動電壓低（<0.5V），靈敏度高，不需清洗，可連續(xù)重復(fù)使用（即自修復(fù)功能）合金自診斷和自調(diào)節(jié)功能；形狀記憶效應(yīng)Ni-Ti，Cu-Zn-Al，F(xiàn)e-Ni-C,Fe-Ni-Co-Ti力致可逆馬氏相變超彈性材料利用電致變色效應(yīng)和光記憶效應(yīng)作成敏感特性，在可自動啟合式衛(wèi)星天線、高壓管道的自膨脹接口等方面有特殊應(yīng)用普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三、智能傳感器精密智能壓力變送器PPTA2彩色平板環(huán)保掃描儀

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材二維自適應(yīng)圖像智能傳感器

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三維多功能單片智能傳感器

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材Dickson(美國)溫濕度記錄儀

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材奧地利medel公司中耳植入振動聲橋

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材四、智能傳感器的發(fā)展前景1．傳感器和微處理器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)單片智能傳感器3．利用生物工藝、納米技術(shù)，研制分子和原子生物傳感器2．微結(jié)構(gòu)（智能結(jié)構(gòu)）4．完善智能器件原理和智能材料的設(shè)計(jì)方法

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普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材§7－3光纖傳感器

一、光纖的結(jié)構(gòu)圓柱形結(jié)構(gòu)：纖芯包層保護(hù)層光纖結(jié)構(gòu)示意圖普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材光纖放大傳感器光纖傳感器.光電眼

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精密光纖偶合器

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材光纖裝飾玩具普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材1.光纖傳感器的原理

二、光纖傳感器的原理及分類光纖傳感器以光學(xué)量轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)，以光信號為變換和傳輸?shù)妮d體，利用光導(dǎo)纖維輸送光信號。光纖傳感器主要由光源、光導(dǎo)纖維(簡稱光纖)、光檢測器和附加裝置等組成。光纖進(jìn)行光信息的傳輸,利用光學(xué)的全反射原理，讓光在光纖的界面之間反復(fù)地發(fā)生全反射而進(jìn)行傳輸。普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材（1）功能型：（2）傳光型2.光纖傳感器分類利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件，所以也稱傳感型光纖傳感器，或全光纖傳感器利用其他敏感元件來感受被測量變化一種光纖傳感器，傳光型光纖傳感器則僅起傳輸光信號作用，所以也稱為非功能型光纖傳感器普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材三、光纖傳感器的特點(diǎn)①不受電磁場的干擾②絕緣性能高③防爆性能好，耐腐蝕④導(dǎo)光性能好普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材四、光