传感器_第1章_传感器概论0603讲义.docVIP

Copyright 南京理工大学 陈文建2006  参考教材 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 传感器原理 南京理工大学· 2006年春季 主讲：陈文建 Em HYPERLINK mailto:chenwj@mail.njust.edu.cn ail: chenwj@mail.njust.edu.cn  ? 《传感器原理、设计与应用》 （第三版、第四版） 刘迎春 叶湘滨 编著 国防科技大学出版社 ? 《传感器原理与应用》 1999年第一版 黄贤武 郑筱霞 编著 电子科技大学出版社 2006.3.20 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 第一章 传感器概论 第一节 传感器及其在科技发展中的作用 第二节 传感器组成和分类 第三节 传感器技术发展动向 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 1.1 传感器及其在科技发展中的作用 一、传感器的定义 别 名：换能器、变换器、变送器、探测器等 英文名：transducer, sensor, pick up, transverter, detector, sender, detecting element及 sensing等 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 Transducer－把输入信号变成不同形式输出信号的装置。 如麦克风、留声机、扩音机、气压计光电管、门铃等 Sensor－感知物理量的绝对值或变化量的装置的总称。 通常情况下，将温度、压力、流速、PH值、光及放射线 等物理量的强度变换成信息采集系统有用的输入信号。 因此电视摄像机是一个敏感元件（sensor）,而传感器 （transducer）则是一种特殊的敏感元件。 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 所谓传感器是能感知有用信息，并能检知的设备。 ? 功能：感知+采集+转换+传输+处理信息 ? 用途：能够取代甚至超出人的“五官”，具有视觉、 听觉、触觉、嗅觉或味觉等。 根据中华人民共和国国家标准(GB7665.87)《传感器通用术 语》，传感器(Transducer/Sensor)的定义是：能感受规定的 被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 因为电信号易于放大、反馈、滤波、微分、 存储、和远距离传输，加之当代电子计算机只能 处理电信号，所以通常狭义地说：传感器是能感 受规定的被测量（物理量、化学量、生物量等） 并按照一定的规律转换成可用输出信号（一般为 电量）的器件或装置。 传感器输出信号有不同的形式，如电压、电 流、频率、脉冲、电阻、电容、电感等，以满足 信号的传输、处理、记录、显示和控制等要求。 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 二、传感器在科学技术中的地位与作用 发展历史 传感器的历史比近代科学的出现还要来得古老。 天平等工具自古埃及王朝时代开始使用，一直沿用到 现在；利用液体的膨胀特性进行温度测量，在十六世 纪前后就开始出现。电磁学的基础建于十九世纪，法 拉弟所完成的各种巧妙实验对人类作出了很大贡献， 他所发现的物理法则直到现在作为各种传感器的工作 原理仍在应着。 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 认识自然 为了对自然现象有一个定量的认识，传感器作为 一种不可缺少的工具，起到了应有的作用。也就是说 先通过传感器取得关于对象的信息（一次信息），再 根据对这些信息处理的结果，进一步推论和了解自然 现代测控系统中 传感器是现代测控系统中不可缺少的元件，通常体积 小，结构也不复杂。然而传感器处于连接被测对象和测试 系统的接口位置，构成了系统信息输入的主要“窗口”，提 供着系统赖以进行处理和决策所必需的原始信息，是现代 技术的起点，在很大程度上影响和决定了系统的功能。 信号变换处理 现象的本质。（例如：最大辐射波长法则测量天体温 被测对象  传感器 显示记录 度）。 被测量 有用信号 控制器 传感器与测控系统 的关系 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 多数二次仪表都能高保真度再现传感器的输出，但无 法追加新的检测信息，或消除传感器所引入的误差。换句 话说，信息的质量往往是一次性地由传感器的能力所确 定。也就是对传感器的第一要求是可靠性。 信号变换处理 Copyright 南京理工大学 陈文建2006 常用这样的例子，若干过程不能进行有效的控制，多 半是由于无法解决合适的检测元