第1章--传感器的基本概念.ppt

第1章传感器的基本概念什么是传感器和传感器技术
为了研究自然现象和制造劳动工具，人类必须了解外界各类信息。传感器是获取信息的工具。
是指那些对某一确定的信息具有感受（或响应）与检出功能，并按照一定规律转换成与之对应的有用输出信号的元器件或装置。

传感器（Transducer或Sensor），俗称探头，有时亦被称为换能器、变送器、变换器或探测器。

传感器技术是关于传感器设计、制造及应用的综合技术。密封型压力变送器热电阻、热电偶旋转编码器传感器位于系统之首，其作用相当于人的五官，直接敏感外界信息。是信息采集系统的首要部件，是实现现代化测量和自动控制的主要环节，一切科学研究和生产过程要获取的信息，都要通过它转换成便于传输、处理、记录、显示和控制的可用信号。地位：传感器技术与通信技术、计算机技术并列成为支撑整个现代信息产业的三大支柱。
传感器——感官；
通信——神经；
计算机——大脑。
传感器技术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。如果没有先进的传感器技术，那么信息的准确获取就成为一句空话，通信技术和计算机技术就成了无源之水。
“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点现在已为全世界所公认。科学技术越发达，自动化程度越高，对传感器的依赖性就越大。所以国内外都将传感器技术列为重点发展的高技术。传感器应用领域
传感器的应用范围很广，从航天、航空、兵器、船舟、交通、冶金、机械、电子、化工、轻工、能源、环保、煤炭、石油、医疗卫生、生物工程、宇宙开发等领域至农、林、牧、副、渔业，甚至人们日常生活的各个方方面面，几乎无处不使用传感器，无处不需要传感器技术。
也可以说，传感器已几乎应用到各个领域。信息处理例：化工产品自动生产过程：2、汽车3、家用电器、通信及文化用品4、机器人智能机器人：判断能力日本厨师机器人日立新款机器人服务生美国宇航局机器人检修太空设备电影《泰坦尼克》中用于水下探测的“邓肯”号机器人2003年9月17日，全球现场直播埃及胡夫金字塔内世界最古老石棺的考古挖掘进程，揭开古埃及金字塔内部结构之谜。金字塔密室信道的容积很小，一般人无法进去，所以考古学家们只有动用微型机械人“金字塔漫游者”，从胡夫金字塔入口处沿着一条向上的信道爬行大约六十四米，来到一间几千年来从未使用过的房间——“皇后墓室”，然后，机械人将沿着墓室内两个秘密信道继续前行，到达一扇带着两个铜把手的石门处，那里曾是十多年前科学家们无奈止步的地方。机械人将用高清晰摄影探头，探究石门背后的秘密。5、医学7、环境保护、环境监测8、遥感技术9、传感器在军事技术领域的应用传感器定义：传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。如果敏感元件直接输出的是电量，它就同时兼为转换元件，因此，敏感元件和转换元件两者合一的传感器是很多的。例如：压电传感器、热电偶、热敏电阻、光电器件等都是这种形式的传感器。1.敏感元件（预变换器）（SensingElement）：传感器中能直接感受或响应被测量（非电量）并输出与之成确定关系的其它量（非电量）的部分。
（在完成非电量到电量的变换时，并非所有的非电量都能利用现有手段直接变换为电量，往往是将被测非电量预先变换为另一种易于变换成电量的非电量，然后再变换为电量。能够完成预变换的器件称为敏感元件）。
2.转换元件（TransductionElement）：传感器中能将敏感元件感受或响应到的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号（一般为电信号）的部分。
3.信号调理电路：是能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号（常用电压、电流、频率）的电路。
类型视转换元件的分类而定，常采用的有电桥电路、放大器、振荡器、阻抗变换、补偿及其它特殊电路，如高阻抗输入电路、脉冲调宽电路等。
4.辅助电路：通常指电源，即交、直流供电系统。举例1：测量压力的电位器式压力传感器传感器分类★其它分类：传感器技术的特点3.技术复杂、工艺要求高
传感器的制造涉及了许多高新技术，如集成技术、薄膜技术、超导技术、微细或纳米加工技术、粘合技术、高密封技术、特种加工技术以及多功能化、智能化技术等。因此，传感器的制造工艺难度很大，要求很高。
4.功能优、性能好
传感器功能优良主要体现在其功能的扩展性好、适应性强。具体地说，传感器不但具备人类“五官”所具有的视、听、触、嗅、味觉功能，而且还能检测五官不能感觉到的信息，同时还能在人类无法忍受的高温、高压等恶劣环境下工作。性能好体现在传感器的量程宽、精度高、可靠性好等方面。
5.品种繁多、应用广泛
由于现代信息系统中待测的信息（待测量）很多，而且一种待测量往往可用几种传感器来测量，因此，传感器产品品种极为庞杂、繁多。传感器的