传感器原理及检测技术课件.pptVIP

总学分、学时：2.5学分；48学时（其中讲授38学时，实践10学时） 课程的地位、性质和任务 先修课程：低频电子线路、脉冲与数字电子线路 传感器原理及应用是应用电子技术专业的一门主干专业课。其任务是通过本课程向学生介绍各类传感器的基本原理、性能、结构及典型应用电路，使学生掌握传感器的信号转换与处理，以及传感器在各个领域中的应用和发展情况。 课程教学的基本要求 掌握电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、光电式等传感器的原理和典型应用。 要求学生会使用各种传感器，熟悉其工作原理、特性及应用范围。 了解传感器技术的必威体育精装版发展和应用进展。 实验要求与实验内容 PN结温度传感测温实验 要求：在实验台上自己组成系统，分别使用温敏二极管、温敏三极管和集成温度传感器来测温，观察并记录测量结果，进行比较。 光电式传感器——光敏电阻的特性 要求：在传感器实验台上自己组成系统，观察和记录光敏电阻的暗电阻、亮电阻及光电流，同时记录并绘出其伏安特性图。 霍尔式传感器的特性 要求：在传感器实验台上组成自己的系统，分别改变控制电流I、磁场B或同时改变I、B来观察和记录电压UH。 参考网站 [1]仪表技术与传感器 [2]传感器世界 [3]中国传感器 [4]传感器技术 [4]21IC中国电子网 [5]传感技术学报网 [6]传感器资讯网 检测技术作为信息科学的一个重要分支，与计算机技术、自动控制技术和通信技术等一起构成了信息技术的完整学科。在人类进入信息时代的今天，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息转换为中心，传感器作为信息获取与信息转换的重要手段，是信息科学最前端的一个阵地，是实现信息化的基础技术之一。 第一节 传感器的地位和作用 传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。 传感器是获取信息的主要途径与手段。 没有传感器，现代化生产就失去了基础。 传感器是边缘学科开发的先驱。 第二节 传感器的定义 ①传感器是测量装置，能完成检测任务； ②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等； ③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，可以是气、光、电物理量，主要是电物理量； ④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。 第三节 传感器的组成 传感器特性主要是指输出与输入之间的关系。 设拟合直线方程： 即得到k和b的表达式 2．迟滞 3．重复性 一、与测量条件有关的因素 (1)测量的目的； (2)被测试量的选择； (3)测量范围； (4)输入信号的幅值，频带宽度； (5)精度要求； (6)测量所需要的时间。 二、与传感器有关的技术指标 (1)精度； (2)稳定度； (3)响应特性； (4)模拟量与数字量； (5)输出幅值； (6)对被测物体产生的负载效应； (7)校正周期； (8)超标准过大的输入信号保护。 三、与使用环境条件有关的因素 (1)安装现场条件及情况； (2)环境条件(湿度、温度、振动等)； (3)信号传输距离； (4)所需现场提供的功率容量。 稳定性(零漂) 传感器 温度 供电 各种干扰稳定性 温漂 分辨力 冲击与振动 电磁场 线性 滞后 重复性 灵敏度 输入 误差因素 外界影响 传感器输入输出作用图 输出 取决于传感器本身，可通过传感器本身的改善来加以抑制，有时也可以对外界条件加以限制。 衡量传感器特性的主要技术指标 静态特性曲线可实际测试获得。在获得特性曲线之后，可以说问题已经得到解决。但是为了标定和数据处理的方便，希望得到线性关系。这时可采用各种方法，其中也包括硬件或软件补偿，进行线性化处理。 一、静态特性技术指标 1．线性度 传感器的输出输入关系或多或少地存在非线性。在不考虑迟滞、蠕变、不稳定性等因素的情况下，其静态特性可用下列多项式代数方程表示： 式中：y—输出量； x—输入量； a0—零点输出； a1—理论灵敏度； a2、a3、 … 、 an—非线性项系数。 各项系数不同，决定了特性曲线的具体形式。 y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn 通常用相对误差γL表示： ΔLmax一最大非线性误差； yFS—量程输出。 在采用直线拟合线性化时，输出输入的校正曲线与其拟合曲线之间的最大偏差，就称为非线性误差或线性度 一般来说，这些办法都比较复杂。所以在非线性误差不太大的情况下，总是采用直线拟合的办法来线性化。 非线性偏差的大小是以一定的拟合直线为基准直线而得出来的。拟合直线不同，非线性误差也不同。所以，选择拟合直线的主要出发点，应是获得最小的非线性误差。另外，还应考虑使用是否方便，计算是否简便。 γL=±(ΔL