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1、传感器课程电子教案,哈尔滨工业大学光电信息与检测技术研究所,,绪论,一、传感器的作用 传感器是信息采集系统的首要部件，是实现现代化测量和自动控制（包括遥感、遥测、遥控)的主要环节，是信息的源头，又是信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。 二、传感器的定义与组成 1.定义 能够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。 2.组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组 成，组成框图见图0-1。,图0-1 传感器组成框图 敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 图0-2（下页）是一种气体压力传感器的示意图。膜盒2的下半部与壳
2、体1固接，上半部通过连杆与磁芯4相连，磁芯4置于两个电感线圈3中，后者接入转换电路5。这里的膜盒就是敏感元件，其外部与大气压力pa相通，内部感受被测压力p。当p变化时，引起膜盒上半部移动，即输出相应的位移量。 转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。在图0-2中，转 换元件是可变电感线圈3，它把输入的位移量转换成电感的变化。 基本转换电路：上述电感变化量接入基本转换电路(简称转换电路)，便可转换成电量输 出。传感器只完成被测参数至电量的基本转换，然后输入到测控电路，进行放大、 运算、处理等进一步转换，以获得被测值或进行过程控制。,敏感 元件,转换 元件,基本转 换电路,被
3、测量,图0-2 气体压力传感器,三、传感器的分类及对它的一般要求 传感器的分类 .按传感器的工作机理： 物理型、化学型、生物型等 .按构成原理： 结构型与物性型两大类。 .根据传感器的能量转换情况： 能量控制型和能量转换型两大类。 .按照物理原理： 电参量式传感器、半导体式传感器、压电式传感器、光电式传感器、气 电式传感器、热电式传感器、波式传感器、射线式传感器、磁电式传感器 .按传感器的用途： 位移传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器等等,传感器的一般要求 各种传感器，由于原理、结构不同，使用环境、条件、目的不同，其技术指标也不可能相同。但是有些一般要求却基本上是共同的，包括： 可靠性
4、； 静态精度； 动态性能； 灵敏度； 分辨力； 量程； 抗干扰能力； 能耗； 成本； 对被测对象的影响等。,四.传感器的发展趋势和方向,开发新型传感器,开发新材料,采用新工艺,集成化、多功能化与智能化,利用物理现象、化学反应和生物效应是各种传感器工作的基本原理，所以发现新现象与新效应是研制新型传感器的重要基础，其意义极为深远。例如日本夏普公司利用超导技术研制成功高温超导磁传感器，是传感器技术的重大突破，其灵敏应比霍尔器件高，仅次于超导量子干涉器件而其制造工艺远比超导量子干涉器件简单，它可用于磁成像技术，具有广泛推广价值。,传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学的进步人们在制造时，可任意控制它们的成分，从而可以设计制造出用于各种传感器的功能材料。,传感器体积更小，功能更多，自动分析处理信号（数据）的能力更强。,主要指微细加工技术，又称为微机械加工技术,五、本课程的特点和任务 “传感器”课程主要讲授把各种几何量、机械量、热工量以及其他有关量转换成电量的各种传感器(包括基本转换电路)。 本课程的主要任务是： 使学生掌握各类传感器的基本理论； 掌握几何量、机械量、热工量等有关量测量中常用的各种传感器的工作 原理、主要性能及其特点； 使学生掌握各种传感器的典型应用，能合理地选择和使用传感器； 了解当代传感技术的最新研究成果。,The end !,
