模块1——认识自动检测与转换技术.ppt

模块1 认识自动检测与转换技术 ; 所谓检测就是人们借助于仪器、设备，利用各种物理、化学效应，采用一定的方法，将客观世界的有关信息通过检查与测量获取定性或定量信息的认识过程。 例如，电视机、空调遥控器等使用的是红外线传感器；电冰箱、微波炉、空调机温度控制所使用的是温度传感器；煤气灶、燃气热水器报警所使用的是气体传感器，等等。 检测包含检验与测量两个方面，检验往往是获取定性信息，而测量则是获取定量信息。这种在检验和测量过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动完成的技术叫做自动检测与转换技术。 ;【问题引入】 ;【问题引入】 ;单元1 认识传感器 ;2．传感器的作用 传感器技术早已进入了人们的日常生活当中。例如，电冰箱中的温度传感器、监视煤气溢出的气敏传感器、防止火灾的烟雾传感器、防盗用的光电传感???等等。 在交通领域，汽车、火车和飞机等交通工具无不见到传感器的影子。一辆现代化汽车所用的传感器就多达数十种，用以检测车速、方位、转矩、振动、油压、油量、温度等；在国防科研中，检测技术用得更多，许多尖端的检测技术都是因国防工业需要而发展起来的。如研究飞机的强度，就要在机身、机翼上贴几百片应变片，并进行动态特性的测试。 其他如工业生产监控、气象、航空航天、军事等方面，传感器也应用广泛。;温度传感器;自动水龙头;自动门;检测容器内的液位 ;流量检测;汽车出厂检验：测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。;摊铺机自动找平系统;雨量传感器;二氧化碳传感器;空气湿度传感器;风力参数传感器;GPS定位导航;超声波测速;设施农业;鱼群监测仪;B型超声波检测仪;心电图仪 ;核磁共振 ;激光制导导弹;步枪红外狙击瞄准仪;无人侦察机、攻击机;火箭测控－－检测火箭状况、姿态、轨迹 ;单元1 认识传感器 ; 3．传感器的主要功能和特点 （1）传感器的主要功能 常将传感器的功能与人类五大感觉器官相比拟，传感器的存在和发展，让物体有了视觉（光敏传感器）、听觉（声敏传感器）、触觉（压敏、温敏传感器）、味觉（气敏传感器）和嗅觉（化学、生物传感器）等感官。 传感器的主要功能按照感知原理进行分类为： ①物理类 基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。 ②化学类 基于化学反应原理的传感器。 ③生物类 基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。; 通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类 。 （2）传感器的主要特点 传感器的主要特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。;按工作原理划分 ;按被测量性质分;按输出量种类来分 ;2. 传感器的基本特性;（2）稳定性;（3）可靠性;线性度 传感器输出－输入的实际特性曲线和拟合直线之间的最大偏差与输出量程范围 之比。;灵敏度 传感器在稳定标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值 ;漂移 漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。 阈值 当传感器的输入从零值开始缓慢增加时，在达到某一值后输出发生可观测的变化，这个输入值称传感器的阈值电压。 （5）动态输入输出特性 是指传感器在输入变化时，它的输出随输入变化时输入输出特性。动态输入输出特性是传感器的重要特性之一。;3．对传感器的要求 对传感器的具体要求因使用条件不同而异，主要从基本特性、使用性能、方便程度等方面提出要求，一般有以下十个方面：①输入与输出成比例，并且输出信号大；②滞环和非线性误差小；③要有一定的灵敏度和精确度；④特性曲线的稳定性和重复性较好；⑤具有较好的动态特性；⑥具有一定的抗干扰能力；⑦内部噪声小，反应速度快；⑧小型、量轻、动作能量小；⑨使用寿命长价格便宜；⑩易使用、维修和校准，对环境要求不高。 总之，要求传感器特性好、性能优、使用方便易维修；体积小、重量轻、价格便宜寿命长。;【案例1】液位自动控制器 液体中放置着两个电容式传感器。当液体即将接触高液位或低液位传感器的感应面时，该传感器就会发出信号到控制处理器，然后按照一定的程序断开或闭合接触器K，通过接触器K的主触点关闭或者启动