传感器与检测技术项目 传感检测新技术.pptVIP

项目八 传感检测新技术 学习目标 1．了解智能传感器的概念、功能和特点。 2．了解智能传感器的组成和实现途径。 3．了解智能压力传感器和智能温度传感器。 4．了解生物传感器的基本知识。 5．了解常用生物传感器的应用。 6．了解微机电系统。 7．了解微型传感器及应用。 本章任务 任务一 智能传感器及应用 任务二 生物传感器及应用 任务三 微型传感器及应用 任务三　微型传感器及应用 二、微型传感器 （二）微型传感器的特点 （1）空间占有率小。 （2）灵敏度高，响应速度快。能实时跟踪局部的运动状态。 （3）便于集成化和多功能化。 （4）可靠性高。 （5）消耗小，可节能。 （6）价格低廉。 * * 一、智能传感器的概念 “一种带微处理器并具有检测、判断、处理、记忆、思维等功能的传感器”。 智能传感器（Smart Sensor或Intelligent Sensor）是将传统传感器与微处理器结合，实现一定数据处理能力，并具有自检、自校、自补偿功能的新一代传感器，它将“感知”和“认知”结合起来，起到了人的五官的作用。 任务一 智能传感器及应用 二、智能传感器的功能与特点 （一）智能传感器的功能 1．自校准功能 2．自诊断功能 3．检测数据自动处理功能 4．软件组态功能 5．信息存储和记忆功能 6．双向通信和数字输出 任务一 智能传感器及应用 二、智能传感器的功能与特点 （二）智能传感器的特点 2．高可靠性与高稳定性 3．高信噪比与高分辨率 4．自适应性强 5．高性价比 1．高精度 任务一 智能传感器及应用 三、智能传感器的组成 被测量 传感器 微处理器 信号调理 通信接口 智能传感器组成框图 任务一 智能传感器及应用 四、智能传感器的实现 1．模块化实现 将传统传感器、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器等模块装配在同一壳体内. 任务一 智能传感器及应用 模块化智能传感器框图 四、智能传感器的实现 2．集成化实现 采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺技术，利用半导体硅材料制作敏感元件，将信号调理电路和微处理器等器件集成在一块芯片上构成的。 任务一 智能传感器及应用 集成智能传感器外形图 四、智能传感器的实现 3．混合实现 将智能传感器的各个环节，如敏感单元、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口等，以不同的组合方式集成在两块或三块芯片上，并装在一个外壳里构成的。 任务一 智能传感器及应用 五、智能传感器的应用 （一）智能压力传感器 同时检测出差压、静压和温度信号，并经自动处理后输出实际压力信号。 ST-3000系列智能压力传感器原理框图 任务一 智能传感器及应用 五、智能传感器的应用 （二）DS18B20智能温度传感器 ①供电电压扩大为3.0~5.5V； ②3引脚PR-35封装或8引脚小外形集成电路封装； ③应用中不需要外部任何元器件即可测温； ④测温范围在-55~125℃之间，测温不确定度可达0.5℃； ⑤数字温度计的分辨率用户可从9~12bit选择； ⑥用户可自设定非易失性的温度报警上下限值； ⑦具有电源反接的保护电路。 任务一 智能传感器及应用 五、智能传感器的应用 （二）DS18B20智能温度传感器 DS18B20内部结构示意图 任务一 智能传感器及应用 任务一 智能传感器及应用 五、智能传感器的应用 （二）DS18B20智能温度传感器 DS18B20测温原理框图 任务一 智能传感器及应用 五、智能传感器的应用 （二）DS18B20智能温度传感器 DS18B20组成的小型测温网络 任务二 生物传感器及应用 一、生物传感器概述 （一）生物传感器的定义 利用各种生物体成分，如酶、抗体、抗原、激素等或生物体本身，如细胞、细胞体等，把它们作为传感器的敏感材料固定在高分子人工膜等固定载体上，用于检测和设别被测生物体内的化学成分，并通过一种合适的换能器将其产生的物理量、化学量的变化转换成电信号 。 任务二 生物传感器及应用 一、生物传感器概述 （二）生物传感器的特点 （1）分析速度快。主要在无试剂条件下操作，可以在较短的时间内得到结果。 （2）准确度高和灵敏度高，一般相对误差不超过1%。由于生物敏感膜的高度特异性和灵敏度，因此能检测一些含量极低的检测对象。 （3）操作较简单，能连续在线检测，容易实现自动分析。 （4）专一性强，只对特定的底物起反应，且不受颜色、浊