传感器技术与应用传感器技术与应用n学习目标：学习目标： 使学生了解传感器的组成和各组成部分使学生了解传感器的组成和各组成部分的作用 n学习重点：学习重点： 传感器的基本构成和选用传感器的基本构成和选用 n学习难点：学习难点：传感器的选用传感器的选用 传感器的组成传感器的组成n传感器传感器： 传感器是一种以传感器是一种以一定的精确度把被测量一定的精确度把被测量转换为另一种与之有确转换为另一种与之有确定对应关系的、并且便定对应关系的、并且便于测量的量的装置于测量的量的装置传感器的组成传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成三部分组成 （1）敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关）敏感元件：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系的某一物理量的元件2）转换元件：将敏感元件的输出量转换成电路参数量转换元件：将敏感元件的输出量转换成电路参数量3）转换电路：电参量转换成可直接利用的电信号转换电路：电参量转换成可直接利用的电信号 敏感元件敏感元件 传感元件传感元件 测量转换电路测量转换电路非电量非电量非电量非电量电参量电参量电量电量（被测量）（被测量）人与机器的机能对应关系人与机器的机能对应关系 分类：分类：（1）按照被测物理量：温度、压力、位移、转速、）按照被测物理量：温度、压力、位移、转速、加速度、位置、湿度、气体浓度、流量、流速等传加速度、位置、湿度、气体浓度、流量、流速等传感器。
感器2）按照传感器的工作原理）按照传感器的工作原理 （3）转换能量）转换能量 （4）转换机理）转换机理 传感器的样式传感器的样式细长型压力传感器细长型压力传感器 位移传感器位移传感器 温度传感器温度传感器传感器的发展传感器的发展 1发现并利用新现象发现并利用新现象 利用物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原利用物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理，所以研究发现新现象与新效应是传感器技术发展理，所以研究发现新现象与新效应是传感器技术发展的重要工作，是研究开发新型传感器的基础的重要工作，是研究开发新型传感器的基础 日本夏普公司利用超导技术研制成功高温超导磁日本夏普公司利用超导技术研制成功高温超导磁性传感器，是传感器技术的重大突破，其灵敏度高，性传感器，是传感器技术的重大突破，其灵敏度高，仅次于超导量子干涉器件仅次于超导量子干涉器件 传感器的发展传感器的发展 2利用新材料利用新材料 传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学进步，人们可制造出各种新型传感器例如用高科学进步，人们可制造出各种新型传感器例如用高分子聚合物薄膜制成温度传感器；光导纤维能制成压分子聚合物薄膜制成温度传感器；光导纤维能制成压力、流量、温度、位移等多种传感器；用陶瓷制成压力、流量、温度、位移等多种传感器；用陶瓷制成压力传感器。
力传感器 传感器的发展传感器的发展 3微机械加工技术微机械加工技术 半导体技术中的加工方法有氧化、光刻、扩散、半导体技术中的加工方法有氧化、光刻、扩散、沉积、平面电子工艺，各向异性腐蚀及蒸镀，溅射薄沉积、平面电子工艺，各向异性腐蚀及蒸镀，溅射薄膜等，这些都已引进到传感器制造因而产生了各种膜等，这些都已引进到传感器制造因而产生了各种新型传感器，如利用半导体技术制造出硅微传感器，新型传感器，如利用半导体技术制造出硅微传感器，利用薄膜工艺制造出快速响应的气敏、湿敏传感器，利用薄膜工艺制造出快速响应的气敏、湿敏传感器，利用溅射薄膜工艺制压力传感器等利用溅射薄膜工艺制压力传感器等 传感器的发展传感器的发展 4. 集成传感器集成传感器 集成传感器的优势是传统传感器无法达到的，它集成传感器的优势是传统传感器无法达到的，它不仅仅是一个简单的传感器，其将辅助电路中的元件不仅仅是一个简单的传感器，其将辅助电路中的元件与传感元件同时集成在一块芯片上，使之具有校准、与传感元件同时集成在一块芯片上，使之具有校准、补偿、自诊断和网络通信的功能，它可降低成本、增补偿、自诊断和网络通信的功能，它可降低成本、增加产量，美国加产量，美国LUCAS、NOVASENSOR公司开发的这公司开发的这种血压传感器，每星期能生产种血压传感器，每星期能生产1万只。
万只 传感器的发展传感器的发展 5. 智能化传感器智能化传感器 智能化传感器是一种带微处理器的传感器，是微智能化传感器是一种带微处理器的传感器，是微型计算机和传感器相结合的成果，它兼有检测、判断型计算机和传感器相结合的成果，它兼有检测、判断和信息处理功能，与传统传感器相比有很多特点美和信息处理功能，与传统传感器相比有很多特点美国国HONYWELL公司公司ST-3000型智能传感器，芯片尺型智能传感器，芯片尺寸才有寸才有342mm3，采用半导体工艺，在同一芯片，采用半导体工艺，在同一芯片上制成上制成CPU、EPROM、静压、压差、温度等三种敏感、静压、压差、温度等三种敏感元件，把传感器、信号调节电路、单片机集成在一芯元件，把传感器、信号调节电路、单片机集成在一芯片上形成超大规模集成化的高级智能传感器片上形成超大规模集成化的高级智能传感器 检查轴承检查轴承/滚珠是否脱漏滚珠是否脱漏检查容器内的液位 传感器定义传感器定义 传感器（传感器（Sensor）是能感受规定的被测量并）是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装按照一定的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置，通常由敏感元件和转换元件组成。
日常生活中也大量使用了各种传感器，如全自动洗衣日常生活中也大量使用了各种传感器，如全自动洗衣机、音响设备、计算机、打印机、遥控电视等例如机、音响设备、计算机、打印机、遥控电视等例如电视机遥控器就是利用红外光（红外线）接收、发射电视机遥控器就是利用红外光（红外线）接收、发射传感器来控制电视的传感器来控制电视的 霍尔传感器 磁敏传感器 温度传感器 超声波传感器 压力传感器 压电传感器 气敏传感器 液位传感器 传感器的选择原则传感器的选择原则 1测试条件与目的测试条件与目的（1）测试的目的；）测试的目的；（2）被测量的选择；）被测量的选择；（3）测量范围；（使用的指示在满量程的）测量范围；（使用的指示在满量程的50%以上，以保证其精以上，以保证其精度4）过载的发生频率；）过载的发生频率；（5）输入信号频带；）输入信号频带；（6）测量要求的精度；）测量要求的精度；（7）测量时间；）测量时间；传感器的选择原则传感器的选择原则2传感器的性能传感器的性能（1）精度；）精度；（2）稳定性；）稳定性；（3）响应速度；）响应速度；（4）输出信号类型（模拟或数字）；）输出信号类型（模拟或数字）；（5）静态特性、动态特性和环境特性；）静态特性、动态特性和环境特性；（6）传感器的工作寿命和循环寿命；）传感器的工作寿命和循环寿命；（7）标定周期；）标定周期；（8）信噪比）信噪比； 传感器的选择原则传感器的选择原则3传感器的使用条件传感器的使用条件（1）所测量的流体、固体对传感器的影响；）所测量的流体、固体对传感器的影响；（2）传感器队被测对象的质量（负荷）效应；）传感器队被测对象的质量（负荷）效应；（3）安装现场条件及环境条件（温度、湿度、振动等）；）安装现场条件及环境条件（温度、湿度、振动等）；（4）信号的传输距离；）信号的传输距离；（5）传感器的输出端的连接方式；）传感器的输出端的连接方式；（6）传感器队所测量物理量的实际值的影响；）传感器队所测量物理量的实际值的影响；（7）传感器是否符合国家标准或工业规范；）传感器是否符合国家标准或工业规范；（8）传感器的失效形式；）传感器的失效形式；（9）传感器的维护、安装、使用工作人员所具备的最低技术能力；）传感器的维护、安装、使用工作人员所具备的最低技术能力；（10）传感器的标定方法；）传感器的标定方法；（12）传感器的安装方式；）传感器的安装方式；（13）过载保护；）过载保护；传感器的选择要求传感器的选择要求4传感器所连接数据采集系统及辅助设备传感器所连接数据采集系统及辅助设备（1）传感器所连接数据系统一般性质；）传感器所连接数据系统一般性质；（2）数据系统主要单元的性质，其中包括数据传输连接方式、）数据系统主要单元的性质，其中包括数据传输连接方式、数据处理方法、数据存储方法和数据显示方法等。
数据处理方法、数据存储方法和数据显示方法等3）数据系统的精确性和频率响应特性；）数据系统的精确性和频率响应特性；（4）传感器连接数据系统的负荷阻抗特性；）传感器连接数据系统的负荷阻抗特性；（5）传感器的输出是否需要进行频率滤波和幅值变换及其处）传感器的输出是否需要进行频率滤波和幅值变换及其处理方法；理方法；（6）数据系统对传感器输出误差监测或校正能力；）数据系统对传感器输出误差监测或校正能力； 传感器的选择要求传感器的选择要求5传感器的购置及维护传感器的购置及维护（1）传感器的价格；）传感器的价格；（2）出厂日期；）出厂日期；（3）服务体制；）服务体制；（4）备件；）备件；（5）保修时间；）保修时间； 传感器的常用使用方法传感器的常用使用方法1. 使用前必须要认真阅读使用说明书使用前必须要认真阅读使用说明书2. 正确的选择安装点和正确安装传感器安装失误正确的选择安装点和正确安装传感器安装失误不不 仅会影响测量精度，而且会影响其使用寿命，仅会影响测量精度，而且会影响其使用寿命，甚至会损毁传感器甚至会损毁传感器3. 保证传感器的使用安全性保证传感器的使用安全性4. 传感器和测量仪表必须可靠连接，系统应有良好传感器和测量仪表必须可靠连接，系统应有良好的接地，远离强电磁场，传感器和仪表应远离强的接地，远离强电磁场，传感器和仪表应远离强腐蚀性物体，远离易燃易爆物品。
腐蚀性物体，远离易燃易爆物品 传感器的常用使用方法传感器的常用使用方法5.仪器的输入端和输出端必须保持干燥和清洁，传感仪器的输入端和输出端必须保持干燥和清洁，传感器在不用时，保持传感器的插头和插座的清洁器在不用时，保持传感器的插头和插座的清洁6.精度较高的传感器传感器需要定期校准，一般精度较高的传感器传感器需要定期校准，一般36周校准一次周校准一次7.个准传感都有银锭的过载能力，但使用时应尽量不个准传感都有银锭的过载能力，但使用时应尽量不要超量程要超量程8.传感器不使用时，应存放在温度为传感器不使用时，应存放在温度为1035，相对，相对湿度不大于湿度不大于85%，无酸、无碱、无腐蚀性气体的房，无酸、无碱、无腐蚀性气体的房间内 n学习目标：学习目标： 使学生了解炉温检测器件、测温范围、和测温电路使学生了解炉温检测器件、测温范围、和测温电路 n学习重点：学习重点： （1）热电偶的四个基本定律；）热电偶的四个基本定律； （2）热电偶的冷端补偿；）热电偶的冷端补偿； （3）热电偶分度表的应用热电偶分度表的应用 n学习难点：学习难点：热电偶的冷端补偿和基本定律的应用热电偶的冷端补偿和基本定律的应用。
任务提出：任务提出： 盐浴加热炉是在规定时间内使炉温达到要求的温度盐浴加热炉是在规定时间内使炉温达到要求的温度加热炉的炉温在加热炉的炉温在1501300之间，它要跟随轧机轧制之间，它要跟随轧机轧制节奏的变化来随时调节，所以能否有效地控制加热炉的节奏的变化来随时调节，所以能否有效地控制加热炉的温度，直接影响钢坯的质量和成本，而对温度进行精确温度，直接影响钢坯的质量和成本，而对温度进行精确地测量是控制的前提地测量是控制的前提 资讯资讯热电偶传感器是一种自发电式传感器，测量时热电偶传感器是一种自发电式传感器，测量时不需要外加电源，直接将被测量转换成电势输出不需要外加电源，直接将被测量转换成电势输出使用十分方便，常被用作测量炉子、管道内的气体使用十分方便，常。