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传 感 技 术Transducer/Sensor Technology 中南大学信息科学与工程学院 学习方式、方法与要求 课堂教学(计划要点)+课后学习(阅读、练习)+实验； 概念/意识建立 要点内容：原理、结构模块、特性特点、电路、应用 考核：书面考核+实验 教材与参考书 教材：传感器原理及应用，程德福 等 编，机械工业出版社 参考：传感器技术，贾伯年，东南大学出版社 其他参考书？ 课程性质与特点 原理技术性内容为主，是检测技术的先导课程； 特点：综合性、工程实践性、内容离散、知识密集度高 先修课：物理学、电工电子、自控、误差理论 绪 论 传感器的地位与作用 传感器定义与理解 传感器的工作基础* 传感器的组成 传感器分类 对传感器的基本要求* 传感器技术的发展 0.1 传感器的地位和作用 人与机器类比，传感器是 “电五官”--系统感知、获取 与检测信息的源头和窗口。 没有传感器，就不能实现测 量；没有测量，就没有科 学，就没有技术。例证？ 学习的重要性！ 人与机器的功能对应关系 2、具体作用 : 1）测量、信息获取 2）信息数据的交换 3）控制信息的采集 1、传感器的地位： 1）现代测量与自动控制的首要环节 2）衡量国家综合实力的重要标志 3）现代信息产业的三大支柱之一 4）各国政府高度重视 应用领域—在当今世界里正加速扩张 工业自动化 农业现代化 军事工程 航天技术 家用电器 机器人技术 资源探测- 海洋开发- 环境保护-水资源、地质 安全保卫-公共安全、反恐 生物医疗- 智慧农业- 新 领 域 覆盖国民经济一、二、三产业各领域； 与人们日常生活联系越来越紧密； 多种电子类产品技术革新的主动力？ 市场状况： 2009年全球530亿USD容量； 2013年汽车业的需求152亿；消费电子（-?） 健康与医疗--未来重点？ 2005年7月的“发现号航天飞机” 燃料传感器 ？ “亚特兰蒂斯”号航天飞机 2006年四度推迟发射中第四次推迟原因？ 传感器应用中的典型事例： 2007年11月22日起，我国海拔8850～12500米的空间范 围内，飞机之间的最小垂直间隔标准由过去的600米缩小为300米，使该空间范围内飞行高度层的数量从原有7个增加到13个，可用飞行高度层增长86%，显著增加空域容量。 关键技术之一： 气压高度的精确测量！ 飞机最重要的被测参数？ 在石油化工 领域的应用 其他主要应用领域 0.2 传感器的概念 自动化系统中一般非电量电测量法测试系统的组成 传感器在测、控系统中的位置 国标GB7665—2005（87）定义： 传感器(Sensor/Transducer)是指能感受规定的 被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装 置(通常由敏感元件和转换元件组成)。 内涵： ①传感器是测量装置，能完成测量/检测任务 ②输入量是某一被测量，可能是物理量，或化学量、生物量等 ③输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显 示等，这种量可以是气、光、电物理量，但主要是电信号 ④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度 传感器是什么？ 传感器的基本作用： 功用: 一感二传，感受被测信息并传送。 基本作用： 体现在测量或检测上，是应用传感器的目 的，也是学习本课程的目的。 从三个方面理解与把握： 作用——测量； 工作机理——敏感元件，传感器技术的核心，研 究、设计、制作传感器的关键； 3. 输出信号——适于测量的电信号。 传感器的称谓* 国内曾出现过多种关于传感器名称，如发送器、传送 器、变送器、检测器、探头等，这些名词是从其基本作用 来称谓的，它们的内涵相同或相似，学术界已趋向统一使 用传感器这一名称。 现实中传感器的称谓问题： 传感器与敏感元件等名词混用，虽然实际是两个不同概 念，但习惯上往往没区分，包括在学习课程中。 国外也不统一， 常用Sensor、Transducer及detector。 传感器技术涉及的领域* 材料学 化学 生物学 物理学 电学与系统 机械 传感器技术 传感器件设计 传感器开发和应用 传感检测原理 传感器技术的性质* 是一个汇聚物理,化学,材料,机械,电子,生物工程等多类型交叉学科，涉及传感检测原理,传感器件设计,传感器开发和应用的综合技术。 传感器技术的特点* 涉及多学科与技术 品种繁多，个性化应用 技术性能要求异同--高稳定性、高可靠性、高 重复性、低迟滞和快速响应 应用领域十分广泛 应用要求千差万别 传感器技术发展缓慢 传感器工作的基础