现代传感器-第一讲.pptVIP

现代传感技术 物理与电子科学学院 yuewei@sdnu.edu.cn这门课的目的 什么是传感器，有哪些传感器 在我们生活中有什么作用 拓展思路与眼界，是否能与本学科结合？ 主要内容 生活中常用传感器的原理 生物医学检测传感技术 第一讲 传感器概述 传感器 人类的感觉器官及其模拟器件 人类的感觉器官及其模拟器件 人类的感觉器官及其模拟器件 动物的感觉器官及其对人类研究传感器的启迪 动物的感觉器官及其对人类研究传感器的启迪 动物的感觉器官及其对人类研究传感器的启迪 动物的感觉器官及其对人类研究传感器的启迪 动物的感觉器官及其对人类研究传感器的启迪 信息过程中人的感觉器官与人脑的关系 五官获取的信息是如何送到大脑的 五官获取的信息是如何送到大脑的 五官获取的信息是如何送到大脑的 与人的五官相比较，传感器的优势与局限性 日常生活中的传感器 日常生活中的传感器 日常生活中的传感器 思考：1、什么是传感器 2、生活中有哪些常用传感器 * * 一、什么是传感器 人类已经进入信息时代，任何信息过程都有如下四个步骤： 信息的获取 信息的传递 信息的处理 信息的传播 　　人类的大脑担负着信息的处理的功能，与之相对应的模拟装置是电子计算机(Computer)，人们形象地称之为“电脑”。 　　信息的获取是由人类的五种感觉器官——眼、耳、鼻、舌、身完成的，与之对应的模拟器件就叫传感器(Transducer)，称为“电五官”。 二、人类的感觉器官及其模拟器件 人类的五种感觉：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉。 视觉 听觉 嗅觉 味觉 触觉 ——　眼睛 ——　耳朵 ——　鼻子 ——　舌头 ——　身体(皮肤) 眼睛 　　人类第一重要的感觉器官。通过它人们认识了所面临事物的65%~75%，接收可见光范围内的信息。 　　对应的模拟器件主要有：光电管、光敏二极管、电荷耦合器件(CCD)、摄像机、数码摄像机(DV)等。 耳朵 　　接收20~20000赫兹的振动信息——声波。 　　对应的模拟器件有：压力传感器、振动传感器等。 鼻子 　　感受外部世界的气味。 　　对应的模拟器件有：气敏传感器、酒敏传感器、煤气传感器等。 舌头 　　对味道的感知，尚无对应的传感器。 身体(皮肤) 　　判断物体温度的高低、物体的轻重等。 　　对应的模拟器件有：温度传感器、湿度传感器、称重传感器等。 三、动物的感觉器官及其对人类研究传感器的启迪 1.蝙蝠的感觉器官 口腔发出超声波，耳朵接收回波。 回波定位技术——雷达的原理。 雷达及其在军事上的应用 B超及其在医学上的应用 2.海豚的感觉器官 　　口腔发出声波(15~250000赫兹)，下颚骨与内耳接收回波，也是回波定位。 　　海中雷达——声纳。 　　声波在水中传播的速度为1425米/秒，是空气中速度的4.5倍。 3.蛇的感觉器官 　　红外探测，可辨别0.001℃(千分之一摄氏度)，是当今的红外温度计所不及的。 红外制导技术 红外测温仪 红外线遥控器 ——　响尾蛇导弹 4.鸟的感觉器官 　　鸟眼占其头部的1/3，与其大脑的体积相当。 　　鹰的视觉细胞是人眼的16倍。 　　鹰的视力是人的8倍。 5.狗的感觉器官 　　嗅觉特别发达，对醋酸等溶液的气味而言，可以感受到人类鼻子感受该气味千万分之一的酸味。 　　听力是人类听力的16倍。 6.猫的感觉器官 　　猫的瞳孔可以迅速放大和缩小。 　　猫胡子是通道宽窄的触觉传感器。 四、信息过程中人的感觉器官与人脑的关系 五官： 获取外界信息，是第一位的、最基础的环节。 人脑： 对五官送来的信息进行处理。 所谓聪明就是好的五官与好的大脑的合作。 五、五官获取的信息是如何送到大脑的 电　量： 电荷量、电压、电流、电阻、电容、电感等。 非电量： 光、声、温度、湿度、压力、重量、香味、臭味、酸、甜、苦、辣等。 　　感觉细胞将非电量变成电脉冲(电量) 　　电脉冲通过神经将其送至大脑 　　老鼠的味觉试验： 　　传感器最本质的特征是：感受非电量并将其最终转换为电量。 六、与人的五官相比较，传感器的优势与局限性 优势： ?传感器扩展与延伸了人的感觉器官的能力； ?传感器可以提供量化了的准确的信息； ?传感器为遥测、遥控及自动控制奠定了基础； 局限性： ?许多性能远不如生物体的感觉器官； ?生物的许多感觉能力，还没有相对应的传感器； 七、日常生活中的传感器 　　传感器是一门新兴的技术，已广泛应用于工业、农业、交通运输、航空、航天、国防、医疗等诸多领域，这里只介绍一些日常生活中的传感器。 1.商场购物 红外传感器 称重传感器 光电传感器 磁传感器 ——　自动门 ——　商品计量 ——　条形码识别 ——　防盗 2.宾馆、影剧院等公共场所 烟雾传感器 ——　自动消防系统 温度传感器