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1、同学们好！同学们好！成都 西岭雪山2021/6/71第第4 4章章 电容式传感器电容式传感器4.1传感器的工作原理及类型传感器的工作原理及类型4.2电容传感器的灵敏度及非线性电容传感器的灵敏度及非线性4.3电容传感器的特性等效电路电容传感器的特性等效电路4.4电容传感器的设计要点电容传感器的设计要点4.5电容式传感器的转换电路电容式传感器的转换电路4.6电容式传感器的应用举例电容式传感器的应用举例2021/6/724.5 电容式传感器的转换电路电容式传感器的转换电路 4.5.1 调制型电路调制型电路 调频电路调频电路 调幅电路调幅电路 1交流激励法交流激励法 2. 交流电桥电路交流电桥电路 2
2、021/6/73 调频测量电路是把电容式传感器的电容器作为振调频测量电路是把电容式传感器的电容器作为振荡器谐振回路的一部分，与一个电感元件配合成一荡器谐振回路的一部分，与一个电感元件配合成一个个振荡器谐振电路振荡器谐振电路。当电容传感器工作时，电容量。当电容传感器工作时，电容量发生变化，导致振荡器频率产生相应的变化。再通发生变化，导致振荡器频率产生相应的变化。再通过鉴频电路将频率的变化转换成振幅的变化，经放过鉴频电路将频率的变化转换成振幅的变化，经放大器放大后进行显示，这种方法叫调频法。大器放大后进行显示，这种方法叫调频法。一、调频型电路一、调频型电路一、调频型电路一、调频型电路图图图图4-1
3、0 4-10 4-10 4-10 调频电路调频电路调频电路调频电路2021/6/74振荡回路固有电容振荡回路固有电容引线分布电容引线分布电容传感器电容传感器电容调频振荡器的振荡频率由调频振荡器的振荡频率由下式决定：下式决定：调频振荡器的固有频率：调频振荡器的固有频率：传感器工作时，传感器工作时，C变化，相应变化，相应的频率：的频率：振荡器输出是一振荡器输出是一个受被测信号调个受被测信号调制的调制波，其制的调制波，其 由下式决定：由下式决定：L)CCC(fc+=01021pLCfp21=() 21010LCCCCfffcD+=D=pm2021/6/75 配有这种电路的系统，在其电路输出端取得的是
4、配有这种电路的系统，在其电路输出端取得的是具有调幅波的电压信号，其幅值近似地正比于被测具有调幅波的电压信号，其幅值近似地正比于被测信号。信号。二、调幅电路二、调幅电路二、调幅电路二、调幅电路图图图图4-11 4-11 4-11 4-11 交流激励法基本原理图交流激励法基本原理图交流激励法基本原理图交流激励法基本原理图 1、交流激励法、交流激励法交流激励法测出电容变化量的基本原理图如图交流激励法测出电容变化量的基本原理图如图4-114-11（a a）2021/6/76 次端的等效电路如图次端的等效电路如图4-11（b），其中），其中E2为二次侧为二次侧感应电动势：感应电动势：M耦合电路的互感系数
5、耦合电路的互感系数振荡源的频率振荡源的频率图中图中L为变压器二次线圈的电感值；为变压器二次线圈的电感值；R为变压器二次线为变压器二次线圈的直流电阻值；圈的直流电阻值；Cx为电容传感器的电容值为电容传感器的电容值2021/6/77即即由上式可得由上式可得uc，其幅值的模，其幅值的模Uc为为2021/6/78如果传感器初始电容值为如果传感器初始电容值为C0，电感电容回路的初始，电感电容回路的初始谐振频率为谐振频率为则有：则有：将将0、Q及及K值代入上页式中：值代入上页式中：2021/6/79 图图4-12中的曲线中的曲线1作为此回路的谐振曲线。若激励源的频作为此回路的谐振曲线。若激励源的频率为率为
6、f，则可确定其工作在，则可确定其工作在A点上。当传感器工作时，引起点上。当传感器工作时，引起电容值改变，从而将使谐振曲线左右移动，电容值改变，从而将使谐振曲线左右移动，工作点也在同工作点也在同一频率一频率f的纵坐标直线上下移动（如的纵坐标直线上下移动（如B、C点），点），可见最终在可见最终在电容传感器的电压降将发生变化。因此，电路输出的电信电容传感器的电压降将发生变化。因此，电路输出的电信号是与激励源同频率，幅值则随被测量的大小而改变的调号是与激励源同频率，幅值则随被测量的大小而改变的调幅波。幅波。图4-12 谐振曲线图正确选择正确选择A A点非常重要，常在传感器电容点非常重要，常在传感器电容
7、C Cx x上并联一个可微上并联一个可微调的小电容起调整作用。调的小电容起调整作用。2021/6/7102 2 2 2、交流电桥、交流电桥、交流电桥、交流电桥 将电容式传感器接入交流电桥的一个臂或两个臂，将电容式传感器接入交流电桥的一个臂或两个臂，另两个臂可以是电阻、电容或电感，也可以是变另两个臂可以是电阻、电容或电感，也可以是变压器的两个次级线圈。如图压器的两个次级线圈。如图4-13所示：所示：图中图中U为电桥为电桥电源电压，电源电压，U0为电桥输出电为电桥输出电压压图中图中Cx是单极式电容传感器的电容，是单极式电容传感器的电容，C0是与它匹配的固是与它匹配的固定电容，其值与传感器初始电容相
8、同。定电容，其值与传感器初始电容相同。Cx1、Cx2为差分为差分式传感器的两个电容。式传感器的两个电容。U是电桥电源电压，是电桥电源电压，U0是电桥输是电桥输出电压，出电压，E为变压器二次侧感应电动势。测量前为变压器二次侧感应电动势。测量前Cx1=Cx2或或Cx=C0，电桥平衡、输出电压，电桥平衡、输出电压U0=0。测量时被测量变。测量时被测量变化使电容值随之改变电桥失衡，其不平衡输出电压幅值化使电容值随之改变电桥失衡，其不平衡输出电压幅值与被测量变化有关因此通过电桥电路将电容值变化转换与被测量变化有关因此通过电桥电路将电容值变化转换成电量变化。成电量变化。2021/6/711图4-13 电容
9、式传感器构成交流电桥的一些形式2021/6/712从电桥灵敏度考虑，图从电桥灵敏度考虑，图4-13（a）-（f），以（），以（f）形式为）形式为最高，（最高，（d）次之。在设计和选择电桥形式时：）次之。在设计和选择电桥形式时：1、灵敏度考虑灵敏度考虑2、输出电压是否稳定、输出电压是否稳定3、输出电压与电源电压间的相移大小、输出电压与电源电压间的相移大小4、电源与元件所允许的功率以及结构上是否容易实现、电源与元件所允许的功率以及结构上是否容易实现5、实际电桥电路中附加零点平衡调节，灵敏度调节等环、实际电桥电路中附加零点平衡调节，灵敏度调节等环节。节。图中图中U为电桥为电桥电源电压，电源电压，U0
10、为电桥输出电为电桥输出电压压2021/6/713图图4-13（g）形式的电桥（紧耦合电臂电桥）具有）形式的电桥（紧耦合电臂电桥）具有较高的灵敏度和稳定性，且寄生电容影响极小，较高的灵敏度和稳定性，且寄生电容影响极小，大大简化了电桥的屏蔽和接地，非常适合于高频大大简化了电桥的屏蔽和接地，非常适合于高频工作。工作。图中图中U为电桥为电桥电源电压，电源电压，U0为电桥输出电为电桥输出电压压图图4-13（h）形式电桥）形式电桥（变压器式电桥），使用元件少，（变压器式电桥），使用元件少，桥路内阻最小，因此目前较多采用。桥路内阻最小，因此目前较多采用。该电桥两臂是电源该电桥两臂是电源变压器二次线圈。设感应
11、电动势为变压器二次线圈。设感应电动势为E，另一两臂为传感器，另一两臂为传感器的两个电容，如果电桥所接的放大器的输入阻抗即本的两个电容，如果电桥所接的放大器的输入阻抗即本电桥的负载阻抗电桥的负载阻抗RL，则电桥输出为：，则电桥输出为：2021/6/714图中图中U为电桥为电桥电源电压，电源电压，U0为电桥输出电为电桥输出电压压RL时时：由上式可见，差分式电容传感器接入变压器式电由上式可见，差分式电容传感器接入变压器式电桥中，当放大器输入阻抗极大时，对任何类型的桥中，当放大器输入阻抗极大时，对任何类型的电容式传感器，电容式传感器，电桥的输出电压与输入量均成线电桥的输出电压与输入量均成线性关系性关系
12、。因此要求因此要求电源电压波动极小，需采用稳幅、稳电源电压波动极小，需采用稳幅、稳频等措施；传感器必须工作在平衡位置附近，否频等措施；传感器必须工作在平衡位置附近，否则电桥非线性将增大；接有电容传感器的交流电则电桥非线性将增大；接有电容传感器的交流电桥输出阻抗很高，输出电压幅值又小，所以必须桥输出阻抗很高，输出电压幅值又小，所以必须后接高输入阻抗放大器将信号放大后才能测量。后接高输入阻抗放大器将信号放大后才能测量。2021/6/7154.5 电容式传感器的转换电路电容式传感器的转换电路4.5.2 脉冲型电路脉冲型电路 脉冲型转换电路的基本原理是利用电容的充放电。两种脉冲型转换电路的基本原理是利
13、用电容的充放电。两种性能较好，较常用的电路为性能较好，较常用的电路为 双双T型充放电网络型充放电网络 脉冲调宽型电路脉冲调宽型电路2021/6/716图中图中U为电桥为电桥电源电压，电源电压，U0为电桥输出电为电桥输出电压压图图4-14为双为双T型充放电网络原理图。图中型充放电网络原理图。图中u为一对称方波为一对称方波的高频电源，的高频电源，C1和和C2为差分电容式传感器的电容。对于为差分电容式传感器的电容。对于单极式电容传感器可以其中之一为固定电容，另一个为单极式电容传感器可以其中之一为固定电容，另一个为传感器电容。传感器电容。RL为负载电阻，为负载电阻，VD1、VD2为两个理想二极为两个理
14、想二极管（导通管（导通R=0，截至，截至R=），R1、R2为固定电阻。为固定电阻。一、双一、双T T形充放电网络形充放电网络2021/6/717图4-14 双T型充放电网络2021/6/718工作原理简述如下：工作原理简述如下：若将二极管理想化，则正半周时，二极管若将二极管理想化，则正半周时，二极管若将二极管理想化，则正半周时，二极管若将二极管理想化，则正半周时，二极管V V V VD1D1D1D1导通、导通、导通、导通、V V V VD2D2D2D2截截截截止，电容止，电容止，电容止，电容C C C C1 1 1 1被以极短的时间充电至被以极短的时间充电至被以极短的时间充电至被以极短的时间充
15、电至U U U U ，电容，电容，电容，电容C C C C2 2 2 2的电压初始的电压初始的电压初始的电压初始值为值为值为值为 U U U U ，电源经，电源经，电源经，电源经R R R R1 1 1 1以以以以I I I I1 1 1 1向向向向R R R RL L L L供电，而电容供电，而电容供电，而电容供电，而电容C C C C2 2 2 2经经经经R R R R2 2 2 2、R R R RL L L L放电，放电，放电，放电，流过流过流过流过R R R RL L L L 的放电电流为的放电电流为的放电电流为的放电电流为I I I I2 2 2 2，流过，流过，流过，流过R R R
16、 RL L L L 的总电流的总电流的总电流的总电流I I I IL L L L为为为为I I I I1 1 1 1 和和和和I I I I2 2 2 2的的的的代数和，如图代数和，如图代数和，如图代数和，如图4-154-154-154-15（a a a a）所示。）所示。）所示。）所示。 2021/6/719图4-15 双T型充放电网络等效电路2021/6/720在负半周时，二极管在负半周时，二极管V VD D2 2导通、导通、V VD D1 1截止，电容截止，电容C C2 2很快很快被充电至电压被充电至电压U U；电源经电阻；电源经电阻R R2 2以以i i1 1 向负载电阻向负载电阻R
17、RL L供电，与此同时，电容供电，与此同时，电容C C1 1经电阻经电阻R R1 1、负载电阻、负载电阻R RL L 放放电，流过电，流过R RL L 的放电电流为的放电电流为i i2 2 。流过。流过R RL L的总电流的总电流i iL L 为为i i1 1 和和i i2 2 的代数和，的代数和，如图如图4-15（b）所示）所示。 2021/6/721因为因为VD1和和VD2的特性相同，且的特性相同，且R1R2;当当C1=C2时时,流过流过RL的电流的电流IL和和IL的平均值大小相等，方向相的平均值大小相等，方向相反，在一周内流过反，在一周内流过RL的平均电流为零，的平均电流为零，RL上没有
18、上没有电压输出电压输出。当。当C1或或C2变化时，在变化时，在RL上产生的平均上产生的平均电流不再为零，电流不再为零，因而有信号输出因而有信号输出。此时的输出电压：此时的输出电压：2021/6/722当当R1=R2=R，RL已知时：已知时：K为常数时：为常数时：从式中可看到：灵敏度与高频方波电源的电压从式中可看到：灵敏度与高频方波电源的电压U及及频率频率f有关。有关。为保持工作的稳定性，需严格控制高为保持工作的稳定性，需严格控制高频电源的电压和频率的稳定度频电源的电压和频率的稳定度。2021/6/723二、二、 脉冲调宽型电路脉冲调宽型电路 原理线路如图4-16所示。其中A1及A2为电压比较器
19、，在两个比较器的同相输入端接入幅值稳定的比较电压+E。如果Uc略高于E，则A1输出为负电平；或UD略高于E，则A2输出为负电平。 FF为触发器，采用负电平输入。如A1输出为负电平，则Q端为低电平（零电平），则 为高电平；若A2输出为负电平，则 为低电平，而Q为高电平。2021/6/724图4-16 脉冲调宽型电路原理图2021/6/725工作原理简述如下：工作原理简述如下： 假假设设传传感感器器处处于于初初始始状状态态，即即Cx1=Cx2=C0；则则A点点为为高高电电平平，即即UA=U；而；而B点为低电平，即点为低电平，即UB=0. 此时UA经过R1对Cx1充电，使电容Cx1上的电压按指数规律
20、上升，时间常数1 = R1 Cx1。当UcE时，比较器A1反转，输出端呈低电平，触发器也跟着反转，Q端（A点）由高电平降为低电平，同时 端（B点）由低电平升为高电平； 此时，Cx1上充有电荷经二极管VD1迅速放电。由于放电时间常数极小，Uc迅速降为零，这又导致比较器A1再反转成输出为正。从触发器 输出端升为高电平开始，UB即经过R2按指数规律，以时间常数2 = R2 Cx2的速率对Cx2充电，D位开始上升, 当UD E时，比较器A2反转，输出端由正变为负、这一负跳便使触发器FF又一次翻转，使 为低电平，而Q为高电平, 于是充在CX2上的电荷经VD2迅速放电, 而UD迅速降为零，A2复原，同时A
21、点高电位开始经D1对Cx1充电，又重复前述过程。波形如图4-17.2021/6/726图4-17 各点电压波形图2021/6/727由于R1=R2，Cx1=Cx2=C0，所以1=2，T1=T2，即UAB呈对称方波。假设在t4时刻，有一被测量输入给电容传感器，造成Cx1=C0+C1；Cx2=C0-C2，则有：显然12，T1T2，这时UAB不再是宽度相等的对称方波。而且正半周宽度大于负半周宽度。使UAB通过低通滤波器后，其输出平均电平 将正比于输入传感器的被测量的大小。2021/6/728工作情况：变极距型差分：变面积型差分：差分脉冲调宽型电路的重要优点就是它的线性变换特性。2021/6/729
22、图4-18是一个实例：该电路配用的传感器电容初始值为240pF，调宽频率约为400kHz。要求两比较器BG307的性能相同，且温度漂移小。联动电子开关采用双稳态触发器，可用双与非门构成，也可以用JK触发器或维阻触发器，但是Q端的高电位、低电位必须与 端的对应相等。2021/6/730图4-18 差分脉冲调宽电路2021/6/7314.6 电容式传感器的应用举例电容式传感器的应用举例 电容传感器可用来测量直线位移、角位移，振动振电容传感器可用来测量直线位移、角位移，振动振幅幅(可测至可测至0.05m的微小振幅的微小振幅)，尤其适合测量高频振动，尤其适合测量高频振动振幅、精密轴系回转精度、加速度等
23、机械量，还可用来振幅、精密轴系回转精度、加速度等机械量，还可用来测量压力、差压力、液位、料面、粮食中的水分含量、测量压力、差压力、液位、料面、粮食中的水分含量、非金属材料的涂层、油膜厚度、测量电介质的湿度、密非金属材料的涂层、油膜厚度、测量电介质的湿度、密度、厚度等等。在自动检测和控制系统中也常常用来作度、厚度等等。在自动检测和控制系统中也常常用来作为位置信号发生器。为位置信号发生器。 当测量金属表面状况、距离尺寸、振动振幅时，往往当测量金属表面状况、距离尺寸、振动振幅时，往往采用采用单电极式变极距型电容传感器单电极式变极距型电容传感器，这时被测物是电容，这时被测物是电容器的一个电极，另一个电
24、极则在传感器内。器的一个电极，另一个电极则在传感器内。2021/6/732图4-19 差分式电容压力传感器凸玻璃圆片凸玻璃圆片凸玻璃圆片凸玻璃圆片弹性膜片弹性膜片弹性膜片弹性膜片( ( ( (动电极动电极动电极动电极) ) ) )固定电极固定电极固定电极固定电极P4.6.1 4.6.1 差分式电容式压力传感器差分式电容式压力传感器2021/6/733 当当P PH H= =P PL L时，中心膜片处于平直状态，膜片两侧时，中心膜片处于平直状态，膜片两侧电容均为电容均为C C0 0；当；当P PH H P PL L时，中心膜片上凸，上部电容时，中心膜片上凸，上部电容为为C CL L，下部电容为，
25、下部电容为C CH H。C CH H 相当于当前膜片位置与平相当于当前膜片位置与平直位置间的电容直位置间的电容C CA A和和C C0 0的串联；而的串联；而C C0 0又可看成是膜片又可看成是膜片上部电容上部电容C CL L与的与的C CA A串联。串联。hmaxd0CACLCHC0PHPLCACLCHC0C0CA等效电路等效电路等效电路等效电路2021/6/734图4-20 一种差分式电容测压传感器结构示意图退出退出2021/6/735电容式称重传感器电容式称重传感器图图 电容式称重传感器电容式称重传感器电容式称重传感器的结构形式很多，基本原理都电容式称重传感器的结构形式很多，基本原理都是
26、利用是利用弹性敏感元件受压后变形，弹性敏感元件受压后变形，引起电容随外引起电容随外加重量的变化而变化。加重量的变化而变化。称重时，弹性元件受力变称重时，弹性元件受力变形，使动极板发生位移，形，使动极板发生位移，导致传感器电容量变化。导致传感器电容量变化。配接调频式电路，就会引配接调频式电路，就会引起振荡器的振荡频率变化，起振荡器的振荡频率变化，频率信号经计数、编码，频率信号经计数、编码，传输到显示部分。传输到显示部分。绝缘材料绝缘材料绝缘材料绝缘材料定极板定极板定极板定极板动极板动极板动极板动极板极板支架极板支架极板支架极板支架弹性体弹性体弹性体弹性体2021/6/736在弹性钢体上高度相同处
27、打一排孔，在孔内形成在弹性钢体上高度相同处打一排孔，在孔内形成一排平行的平板电容，当称重时，钢体上端面受一排平行的平板电容，当称重时，钢体上端面受力，圆孔变形，每个孔中的电容极板间隙变小，力，圆孔变形，每个孔中的电容极板间隙变小，其电容相应增大。由于在电路上各电容是并联的，其电容相应增大。由于在电路上各电容是并联的，因而输出反映的结果因而输出反映的结果是平均作用力的变化，是平均作用力的变化，测量误差大大减小测量误差大大减小（误差平均效应）（误差平均效应）图图 电容式称重传感器电容式称重传感器F2021/6/737两个两个固定极板固定极板间有一个用弹簧片支撑的质间有一个用弹簧片支撑的质量块量块m
28、 m，质量块的两端面经抛光后作为，质量块的两端面经抛光后作为动极动极板板，当传感器测量，当传感器测量竖直方向竖直方向的振动时，由的振动时，由于于m m的惯性作用，使其相对固定电极产生位的惯性作用，使其相对固定电极产生位移，两个差动电容器移，两个差动电容器C C1 1和和C C2 2的电容发生相应的电容发生相应的变化的变化, ,其中一个变大，另一个变小。其中一个变大，另一个变小。 4.6.2 4.6.2 电容式加速度传感器电容式加速度传感器2021/6/738图图4-21 4-21 电容式加速度传感器电容式加速度传感器弹簧片弹簧片弹簧片弹簧片定极板定极板定极板定极板2 2 2 2质量块（动极板）
29、质量块（动极板）定极板定极板定极板定极板1 1 1 1绝缘体绝缘体绝缘体绝缘体aC1C2m2021/6/739电容测厚传感器在板材轧制装置中的应用电容测厚传感器在板材轧制装置中的应用2021/6/740 电容式液位计电容式液位计 电容式液位计利用液位高低变化影响电容电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理进行测量。依此原理器电容量大小的原理进行测量。依此原理还可进行其它形式的物位测量。还可进行其它形式的物位测量。对导电介对导电介质和非导电介质都能测量，质和非导电介质都能测量，此外还能测量此外还能测量有倾斜晃动及高速运动的容器的液位。不有倾斜晃动及高速运动的容器的液位。不仅可作液位
30、控制器，还能用于连续测量。仅可作液位控制器，还能用于连续测量。2021/6/741 (1)(1)安装形式安装形式电容式液位计的安装形式因电容式液位计的安装形式因被测介质性质不同而有差别被测介质性质不同而有差别右图为用来测量导电介质右图为用来测量导电介质的单电极电容液位计，它只的单电极电容液位计，它只用一根电极作为电容器的内用一根电极作为电容器的内电极，一般用紫铜或不锈钢，电极，一般用紫铜或不锈钢，外套聚四氟乙烯塑料管或涂外套聚四氟乙烯塑料管或涂搪瓷作为绝缘层，而导电液搪瓷作为绝缘层，而导电液体和容器壁构成电容器的外体和容器壁构成电容器的外电极。电极。 1-1-1-1-内电极；内电极；内电极；内
31、电极；2-2-2-2-绝缘套绝缘套绝缘套绝缘套2021/6/742右图为用于测量非导电右图为用于测量非导电介质的同轴双层电极电介质的同轴双层电极电容式液位计。内电极和容式液位计。内电极和与之绝缘的同轴金属套与之绝缘的同轴金属套组成电容的两极，外电组成电容的两极，外电极上开有很多流通孔使极上开有很多流通孔使液体流入极板间。液体流入极板间。 1、2-内、外电极；内、外电极； 3-绝缘套；绝缘套； 4-流通孔。流通孔。2021/6/743以上介绍的两种是最一般的安装方法，在以上介绍的两种是最一般的安装方法，在有些特殊场合还有其它特殊安装形式，如有些特殊场合还有其它特殊安装形式，如大直径容器或介电系数
32、较小的介质，为增大直径容器或介电系数较小的介质，为增大测量灵敏度，通常也只用一根电极，将大测量灵敏度，通常也只用一根电极，将其靠近容器壁安装，使它与容器壁构成电其靠近容器壁安装，使它与容器壁构成电容器的两极；容器的两极；在测大型容器或非导电容器在测大型容器或非导电容器内装非导电介质时，可用两根不同轴的圆内装非导电介质时，可用两根不同轴的圆筒电极平行安装构成电容；筒电极平行安装构成电容；2021/6/744在测极低温度下的液态气体时，一个电容在测极低温度下的液态气体时，一个电容灵敏度太低。可取灵敏度太低。可取同轴多层电极结构同轴多层电极结构，把，把奇数层和偶数层的圆筒分别连接在一起成奇数层和偶数
33、层的圆筒分别连接在一起成为两组电极，变成相当于多个电容并联为两组电极，变成相当于多个电容并联，以增加灵敏度。以增加灵敏度。 2021/6/745图图 电容式料位传感器电容式料位传感器Dd检测电路检测电路测定电极测定电极储罐储罐0 01 1h4.6.3 4.6.3 电容式料位和液位传感器电容式料位和液位传感器测定电极安装在金属储测定电极安装在金属储罐的顶部，储罐的罐壁罐的顶部，储罐的罐壁和测定电极之间形成了和测定电极之间形成了一个电容器。一个电容器。2021/6/746上图中电容随料位高度上图中电容随料位高度h h变化的关系为：变化的关系为：式中式中式中式中 k k比例常数；比例常数；比例常数；
34、比例常数； D D储罐的内径；储罐的内径；储罐的内径；储罐的内径； d d测定电极的直径；测定电极的直径；测定电极的直径；测定电极的直径； h h被测物料的高度；被测物料的高度；被测物料的高度；被测物料的高度； 0 0空气的相对介电常数；空气的相对介电常数；空气的相对介电常数；空气的相对介电常数； 1 1被测物料的相对介电常数；被测物料的相对介电常数；被测物料的相对介电常数；被测物料的相对介电常数；可以看出，两种介质的介电常数差别越大、可以看出，两种介质的介电常数差别越大、D D与与d d相差越小，传感器的灵敏度越高。相差越小，传感器的灵敏度越高。2021/6/747电容式传感器电容式传感器
35、完全固定结构完全固定结构r 大尺寸大尺寸r 受金属部件影响受金属部件影响r 受噪音干扰受噪音干扰霍尼韦尔液位传感器霍尼韦尔液位传感器2021/6/748油量测量油量测量当燃油增大，当燃油增大，h h2 2增大，增大，CC也增大；燃油减少，也增大；燃油减少，h h2 2减少，减少，CC也减小。也减小。通过测量电容通过测量电容的大小就能知道油量的多少。的大小就能知道油量的多少。圆柱型电容传感器的电容为圆柱型电容传感器的电容为CCrrrrHrrhrrhHCCCxxD+=-+=+-=+=012121211222122121)/ln(2)/ln(2)/ln(2)/ln(2）（eeppepepe2021/
36、6/749图图图图4-22 4-22 4-22 4-22 电容式料位计电容式料位计电容式料位计电容式料位计1-1-1-1-金属电容；金属电容；金属电容；金属电容； 2-2-2-2-测量电极；测量电极；测量电极；测量电极；3-3-3-3-辅助电极；辅助电极；辅助电极；辅助电极； 4- 4- 4- 4-绝缘套绝缘套绝缘套绝缘套电容式料位计电容式料位计电容式料位计不仅能测不电容式料位计不仅能测不同性质的液体，而且还能同性质的液体，而且还能测量不同性质如块状、颗测量不同性质如块状、颗粒状、粉状、导电性、非粒状、粉状、导电性、非导电性的物料。但因固体导电性的物料。但因固体摩擦力大，容易摩擦力大，容易“滞
37、留滞留”，产生虚假料位，因此一般产生虚假料位，因此一般不使用双层电极，而是只不使用双层电极，而是只用一根电极棒。用一根电极棒。2021/6/750 电容式料位计在测量时，物料的温度、湿度、密电容式料位计在测量时，物料的温度、湿度、密度变化或掺有杂质时，会引起介电常数变化，产度变化或掺有杂质时，会引起介电常数变化，产生测量误差。为了消除这一介质因素引起的测量生测量误差。为了消除这一介质因素引起的测量误差，一般将一根误差，一般将一根辅助电极辅助电极始终埋入被测物料中。始终埋入被测物料中。辅助电极与测量电极辅助电极与测量电极( (也称主电极也称主电极) )可以同轴，也可以同轴，也可以不同轴。设辅助电
38、极长可以不同轴。设辅助电极长L0L0，它相对于料位为，它相对于料位为零时的电容变化量为零时的电容变化量为 ：2021/6/751主电极的电容变化量为主电极的电容变化量为C Cx x ，则有：，则有：由于由于L L0 0是常数，因此是常数，因此料位变化仅与两个电容料位变化仅与两个电容变化量之比有关，变化量之比有关，而介质因素波动所引起而介质因素波动所引起的电容变化对主电极与辅助电极是相同的，的电容变化对主电极与辅助电极是相同的，相比时被抵消掉，从而起到误差补偿作用。相比时被抵消掉，从而起到误差补偿作用。2021/6/7524.6.4 4.6.4 电容式位移传感器电容式位移传感器图图4-23是一种
39、单电极的电容振动位移传感是一种单电极的电容振动位移传感器。他的平面测端电极器。他的平面测端电极1是电容器的一级，是电容器的一级，通过电极座通过电极座5由引线接入电路，另一极是由引线接入电路，另一极是被测物表面。金属壳体被测物表面。金属壳体3与测端电极与测端电极1有绝有绝缘衬塞使彼此绝缘。使用时壳体缘衬塞使彼此绝缘。使用时壳体3为夹持为夹持部分，被夹持在标准台或其他轴承上。壳部分，被夹持在标准台或其他轴承上。壳体体3接大地可起屏蔽作用。接大地可起屏蔽作用。2021/6/753图4-23 电容式振动位移传感器结构示意图2021/6/754图4-24 电容式振动位移传感器应用示意图2021/6/75
40、5湿度测量湿度测量湿敏电容湿敏电容一般用高分子薄一般用高分子薄膜电容制成的，常用的高膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。HM1500HM1500HM1500HM1500湿度传感器湿度传感器湿度传感器湿度传感器当环境湿度发生改变时，湿敏电容的当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电介电常数常数发生变化，使其电容量也发生变化，发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。其电容变化量与相对湿度成正比。2021/6/756电容式键盘电容式键盘常规的键盘有机械按键和电容按键两种。常规的键盘有机械按键和电容按键两种
41、。电容式键盘是基于电容式键盘是基于电容式开关电容式开关的键盘，原理是的键盘，原理是通过按键改变电极间的距离产生电容量的变化，通过按键改变电极间的距离产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。这种开关暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。这种开关是无触点非接触式的，磨损率极小。是无触点非接触式的，磨损率极小。利用变极距型电容传感利用变极距型电容传感器实现信息转换器实现信息转换2021/6/757电容传声器电容传声器驻极体电容传声器驻极体电容传声器大膜片电容传声器大膜片电容传声器传声器（传声器（MicrophoneMicrophone）即话筒，即话筒，音译作音译作麦克风，麦克风，目前使用的话筒大
42、多是目前使用的话筒大多是动圈式和电容式。动圈式和电容式。电容传声器电容传声器以振膜与后以振膜与后极板间的电容量变化通极板间的电容量变化通过前置放大器变换为输过前置放大器变换为输出电压。出电压。2021/6/758知识讲座知识讲座生物识别生物识别 技术技术2021/6/759 在日常生活中，往往会出现这样在日常生活中，往往会出现这样一些情况：钥匙丢了，进不了门；密码忘一些情况：钥匙丢了，进不了门；密码忘了，无法在了，无法在ATMATM机上取钱；电脑中的重要机上取钱；电脑中的重要资料被他人非法复制了；手机被他人盗用资料被他人非法复制了；手机被他人盗用，这些都给我们造成了很大的麻烦甚至损失，这些都给
43、我们造成了很大的麻烦甚至损失，以上这一切都与以上这一切都与身份识别身份识别有关。有关。2021/6/760目前，身份识别所采用的方法主要有：根目前，身份识别所采用的方法主要有：根据人们所持有的据人们所持有的物品物品如钥匙、证件、卡等；如钥匙、证件、卡等；或人们所知道的或人们所知道的内容如密码和口令内容如密码和口令等来确等来确定其身份。但物品可能丢失和复制，内容定其身份。但物品可能丢失和复制，内容容易遗忘和泄露容易遗忘和泄露 。 2021/6/761生物识别技术，如生物识别技术，如指纹识别指纹识别或者或者虹膜识别，虹膜识别，在侦探电影中破案人员依靠现场指纹进行在侦探电影中破案人员依靠现场指纹进行
44、罪犯确认、用指纹代替密码开启保险箱；罪犯确认、用指纹代替密码开启保险箱；依靠眼睛对着一个小摄像机来取代钥匙开依靠眼睛对着一个小摄像机来取代钥匙开门等等。这就是被比尔门等等。这就是被比尔盖茨称之为盖茨称之为2121世世纪最重要的应用技术纪最重要的应用技术之一的生物识别技术，之一的生物识别技术，它正在步入我们的生活中。它正在步入我们的生活中。2021/6/762生物识别生物识别是依靠人体的身体特征来进行身是依靠人体的身体特征来进行身份验证的一种解决方案。这些身体特征包份验证的一种解决方案。这些身体特征包括括指纹、声音、面部、骨架、视网膜、虹指纹、声音、面部、骨架、视网膜、虹膜和膜和DNADNA等等
45、人体的生物特征，以及人体的生物特征，以及签名的签名的动作、行走的步态、击打键盘的力度动作、行走的步态、击打键盘的力度等个等个人的行为特征。现在开发和研究中的还有人的行为特征。现在开发和研究中的还有通过通过静脉、耳朵形状、按键节奏、身体气静脉、耳朵形状、按键节奏、身体气味味等的识别技术。等的识别技术。2021/6/763生物识别的技术核心在于如何获取这些生生物识别的技术核心在于如何获取这些生物特征，并将其转换为数字信息，存储于物特征，并将其转换为数字信息，存储于计算机中，利用可靠的计算机中，利用可靠的匹配算法匹配算法来完成验来完成验证与识别个人身份的过程。证与识别个人身份的过程。2021/6/7
46、64指纹识别指纹识别2021/6/765 1919世纪初，科学研究发现了指纹的世纪初，科学研究发现了指纹的两个重要特征，两个重要特征，一是两个不同手指的指纹一是两个不同手指的指纹纹脊的式样不同，二是指纹纹脊的式样终纹脊的式样不同，二是指纹纹脊的式样终生不改变。生不改变。 这个研究成果使得指纹在犯罪鉴这个研究成果使得指纹在犯罪鉴别中得以正式应用，别中得以正式应用，18961896年阿根廷首次应年阿根廷首次应用，然后是用，然后是19011901年的苏格兰，年的苏格兰，2020世纪初其世纪初其他国家也相继应用到犯罪鉴别中。他国家也相继应用到犯罪鉴别中。2021/6/7662020世纪世纪6060年代
47、，由于计算机可以有效地处年代，由于计算机可以有效地处理图形，人们开始着手研究利用计算机来理图形，人们开始着手研究利用计算机来处理指纹。从那时起，处理指纹。从那时起，自动指纹识别系统自动指纹识别系统AFISAFIS在法律实施方面的研究和应用在世界在法律实施方面的研究和应用在世界许多国家展开。许多国家展开。2021/6/767 人从胎儿四个月大就形成指纹人从胎儿四个月大就形成指纹, ,指纹特性指纹特性相当固定，不会随着人的年龄的增长、或相当固定，不会随着人的年龄的增长、或身体健康程度的变化而变化。如果身体健康程度的变化而变化。如果手指受手指受伤损及真皮组织导致指纹受到破坏，受损伤损及真皮组织导致指
48、纹受到破坏，受损面也会很快愈合、复原。面也会很快愈合、复原。 如果严重创伤有可能导致指纹识如果严重创伤有可能导致指纹识别器无法匹配比对。因此建议每只手至别器无法匹配比对。因此建议每只手至少注册少注册1 1个手指。个手指。2021/6/768每人的十指指纹都不相同，每个指纹一般都每人的十指指纹都不相同，每个指纹一般都有有70-15070-150个基本特征点，在两枚指纹中只要有个基本特征点，在两枚指纹中只要有12-1312-13个特征点吻合，即可认定为同一指纹。而个特征点吻合，即可认定为同一指纹。而以此找出两枚完全一样的指纹需要以此找出两枚完全一样的指纹需要120120年，人类年，人类人口按人口按
49、6060亿计算，大概亿计算，大概需要需要300300年才可能出现年才可能出现重复的指纹。因此，想重复的指纹。因此，想找到两个完全相同的指找到两个完全相同的指纹几乎是不可能的。纹几乎是不可能的。2021/6/769 指纹特征一般分为指纹特征一般分为总体特征和局部特总体特征和局部特征。征。总体特征包括总体特征包括纹形、特征点的分类、方向、纹形、特征点的分类、方向、曲率、位置。曲率、位置。由于每个特征点都有大约由于每个特征点都有大约7 7个特个特征，十个手指具有最少征，十个手指具有最少49004900个独立可测量的特个独立可测量的特征。基于指纹的征。基于指纹的多样性特征和不可复制性，多样性特征和不可
50、复制性，每每个指纹都具有唯一性，利用指纹进行身份认证，个指纹都具有唯一性，利用指纹进行身份认证，可完全杜绝钥匙和可完全杜绝钥匙和 IC IC 卡被盗用或密码被破解卡被盗用或密码被破解等导致他人非法进入的现象。等导致他人非法进入的现象。 2021/6/770 指纹识别主要分为四个阶段指纹识别主要分为四个阶段: :读取指纹、读取指纹、提取特征、保存数据和比对确认。提取特征、保存数据和比对确认。 首先，通过指纹识别器的读取设备读取首先，通过指纹识别器的读取设备读取指纹图象。在获取指纹图象之后，识别芯片对指纹图象。在获取指纹图象之后，识别芯片对图象进行初步处理，使之更加清晰可辨。图象进行初步处理，使之
51、更加清晰可辨。然后指纹辨识软件建立指纹的然后指纹辨识软件建立指纹的“数字表示数字表示特征特征”数据，从指纹转换成特征数据。两枚不数据，从指纹转换成特征数据。两枚不同的指纹会产生不同的特征数据。同的指纹会产生不同的特征数据。2021/6/771 指纹由多种指纹由多种“脊脊”状图形构成，类似于状图形构成，类似于山脊。由于纹路不连续，脊状图形多种多样，山脊。由于纹路不连续，脊状图形多种多样，诸如诸如分岔、弧形、交叉、三角分岔、弧形、交叉、三角等。识别软件将等。识别软件将这些脊状图形进行坐标定位，进而从坐标位置这些脊状图形进行坐标定位，进而从坐标位置上标示出数据点，有点像初中几何画函数图的上标示出数据
52、点，有点像初中几何画函数图的步骤。这些数据点同时具有步骤。这些数据点同时具有7 7种种以上的唯一性特以上的唯一性特征，由于通常情况下一枚指纹有征，由于通常情况下一枚指纹有7070个个节点，通节点，通过软件计算会产生大约过软件计算会产生大约490490个个数据。数据。2021/6/772 目前的指纹采集技术主要有目前的指纹采集技术主要有光学采光学采集、半导体采集、超声波采集。集、半导体采集、超声波采集。 半导体指纹采集技术半导体指纹采集技术 （19981998年）年）(1) (1) 半导体压感式传感器半导体压感式传感器 其其表面的顶层是具有弹性的压感介质材表面的顶层是具有弹性的压感介质材料料,
53、,它们依照指纹的外表地形它们依照指纹的外表地形( (凹凸凹凸) )转化转化为相应的电子信号为相应的电子信号, ,并进一步产生具有灰并进一步产生具有灰度级的指纹图像。度级的指纹图像。1 1、采集、采集2021/6/773(2) (2) 半导体温度感应传感器半导体温度感应传感器 它通过感应压在设备上的脊和远离设它通过感应压在设备上的脊和远离设备的谷温度的不同就可以获得指纹图像。备的谷温度的不同就可以获得指纹图像。 (3) (3) 硅电容指纹图像传感器硅电容指纹图像传感器 这是最常见的半导体指纹传感器这是最常见的半导体指纹传感器, ,它它通过电子度量来捕捉指纹。在半导体金属通过电子度量来捕捉指纹。在
54、半导体金属阵列上能结合大约阵列上能结合大约100,000100,000个电容传感器个电容传感器, ,其外面是绝缘的表面。其外面是绝缘的表面。2021/6/774传感器阵列的传感器阵列的每一点是一个金属电极每一点是一个金属电极, ,充充当电容器的一极当电容器的一极, ,按在传感面上的按在传感面上的手指头手指头的对应点则作为另一极的对应点则作为另一极, ,传感面形成两极传感面形成两极之间的介电层。由于之间的介电层。由于指纹的脊和谷相对于指纹的脊和谷相对于另一极之间的距离不同另一极之间的距离不同( (纹路深浅的存在纹路深浅的存在),),导致硅表面电容阵列的各个电容值不同导致硅表面电容阵列的各个电容值
55、不同, ,测量并记录各点的电容值测量并记录各点的电容值, ,就可以获得具就可以获得具有灰度级的指纹图像。有灰度级的指纹图像。2021/6/7752021/6/7762021/6/777 指纹识别系统的电容传感器发出电指纹识别系统的电容传感器发出电子信号，电子信号将穿过手指的表面和死子信号，电子信号将穿过手指的表面和死性皮肤层，直达手指皮肤的性皮肤层，直达手指皮肤的活体层活体层( (真皮真皮层层) )，直接读取指纹图案。由于深入真皮直接读取指纹图案。由于深入真皮层，传感器能够捕获更多真实数据，不易层，传感器能够捕获更多真实数据，不易受手指表面尘污的影响，提高辨识准确率，受手指表面尘污的影响，提高
56、辨识准确率，有效防止辨识错误。有效防止辨识错误。 2021/6/778半导体指纹采集设备可以获得相当精半导体指纹采集设备可以获得相当精确的指纹图像确的指纹图像, ,分辨率可高达分辨率可高达600dpi,600dpi,并且并且指纹采集时不需要象光学采集设备那样指纹采集时不需要象光学采集设备那样, ,要求有较大面积的采集头。由于半导体芯要求有较大面积的采集头。由于半导体芯片的体积小巧片的体积小巧, ,功耗很低功耗很低, ,可以集成到许多可以集成到许多现有设备中现有设备中, ,这是光学采集设备所无法比这是光学采集设备所无法比拟的拟的, ,现在许多指纹识别系统研发工作都现在许多指纹识别系统研发工作都采
57、用半导体采集设备来进行。采用半导体采集设备来进行。 2021/6/779 2021/6/780 指纹识别目前最指纹识别目前最常用的是常用的是电容式传感器，电容式传感器，也也被称为第二代指纹识被称为第二代指纹识别系统。它的优点是体别系统。它的优点是体积小、成本低，成像精积小、成本低，成像精度高，而且耗电量很小，度高，而且耗电量很小，因此非常适合在消费类因此非常适合在消费类电子产品中使用。电子产品中使用。右图为指纹经过处理后右图为指纹经过处理后的成像图：的成像图：2021/6/7812021/6/7822 2、解码、解码 得到一幅指纹图像后，要对图像解得到一幅指纹图像后，要对图像解码，需要对图像特
58、征进行提取、分析，指码，需要对图像特征进行提取、分析，指纹基本特征就是如脊、谷和终点、分叉点纹基本特征就是如脊、谷和终点、分叉点或分歧点。平均每个指纹都有几个独一无或分歧点。平均每个指纹都有几个独一无二可测量的特征点，每个特征点都有大约二可测量的特征点，每个特征点都有大约七个特征，我们的十个手指产生最少七个特征，我们的十个手指产生最少49004900个独立可测量的特征点，足以确认指纹识个独立可测量的特征点，足以确认指纹识别的可靠性。别的可靠性。2021/6/7833 3、比对和匹配、比对和匹配当指纹图像的特征值被提取后，就可依照特当指纹图像的特征值被提取后，就可依照特征值与数据库中存储的指纹进
59、行比对和匹配。征值与数据库中存储的指纹进行比对和匹配。如何对于残缺图像进行匹配以及伤疤等处理如何对于残缺图像进行匹配以及伤疤等处理都要依赖于算法技术。尽管指纹只是人体皮都要依赖于算法技术。尽管指纹只是人体皮肤的一小部分，但需识别的数据量很大，对肤的一小部分，但需识别的数据量很大，对数据进行比对也不是简单的等与不等，而是数据进行比对也不是简单的等与不等，而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。2021/6/784 随着计算机与通信网络的蓬勃发展随着计算机与通信网络的蓬勃发展, ,电子电子商务的不断推广应用商务的不断推广应用, ,安全方便的指纹识别系统安全方便的
60、指纹识别系统现已广泛应用于现已广泛应用于桌面电脑、笔记本电脑、桌面电脑、笔记本电脑、ATMATM提提款机、蜂窝电话、考勤系统、门禁款机、蜂窝电话、考勤系统、门禁控制以及控制以及Internet Internet 电子商务安全系统电子商务安全系统, ,遍及遍及银行、保险、银行、保险、边防检查、医疗卫生及网络接入边防检查、医疗卫生及网络接入等各个领域。等各个领域。作为自动指纹识别系统关键部分的指纹图像采作为自动指纹识别系统关键部分的指纹图像采集设备也随之得到了更大的发展。集设备也随之得到了更大的发展。 2021/6/785产品：产品：西门子推出的西门子推出的“ID Mouse”“ID Mouse”
61、 鼠鼠标。鼠标上端安有指尖传感器，标。鼠标上端安有指尖传感器，一旦指纹被识别，使用者就可一旦指纹被识别，使用者就可以启动以启动PCPC的操作系统。如果长的操作系统。如果长时间不动鼠标，它将自动启动时间不动鼠标，它将自动启动屏幕保护程序，直到使用者再屏幕保护程序，直到使用者再次触摸次触摸ID ID 鼠标为止。这个鼠标鼠标为止。这个鼠标在在0.250.25平方英寸的触摸芯片上平方英寸的触摸芯片上有有6500065000个传感系统，个传感系统，可捕捉指可捕捉指纹的细节。该系统非常灵敏，纹的细节。该系统非常灵敏，甚至用户的手有伤口它都能准甚至用户的手有伤口它都能准确的辨别出来。确的辨别出来。2021/
62、6/786最早的指纹识别手机最早的指纹识别手机是是9898年西门子推出的年西门子推出的SL10SL10手机，其将手机，其将“Fingertip”“Fingertip”指纹辨指纹辨认技术移植在认技术移植在SL10SL10上上作模拟试用。手机机作模拟试用。手机机身前面及后面都装一身前面及后面都装一跟跟SIMSIM卡大小相似的金卡大小相似的金属指纹感应器。属指纹感应器。2021/6/787机主除可预先输入本身的指纹样本，更可加入机主除可预先输入本身的指纹样本，更可加入最多最多5959个其他使用者的指纹。而个其他使用者的指纹。而 其他使用者其他使用者 须经机主指纹作授权，方能将指纹记录在案，须经机主指
63、纹作授权，方能将指纹记录在案，并且每位用家都有个别的使用权限。此外，每并且每位用家都有个别的使用权限。此外，每个使用者最多可储存个使用者最多可储存1010只手指指纹，每只手指只手指指纹，每只手指最多可储存最多可储存6060个指纹样本。现在，西门子指纹个指纹样本。现在，西门子指纹手机的在细小如手机的在细小如SIMSIM卡指纹感应器上集成了卡指纹感应器上集成了六六万五千个微型感应器万五千个微型感应器，侦察指纹速度可达每秒侦察指纹速度可达每秒百分之一毫米。百分之一毫米。2021/6/788韩国韩国的的Pass 21Pass 21公司以三星的公司以三星的SGH-A100SGH-A100样本样本机，成功
64、示范了一次指纹手机的转帐服务。机，成功示范了一次指纹手机的转帐服务。该手机暂定名为该手机暂定名为Pass-PhonePass-Phone，以指纹代替，以指纹代替传统的数字密码，在手机上作银行转帐。传统的数字密码，在手机上作银行转帐。此外，手机更可凭指纹认证，上网作购物此外，手机更可凭指纹认证，上网作购物及收发电子邮件的通行许可，防止黑客攻及收发电子邮件的通行许可，防止黑客攻击。击。2021/6/789三菱三菱也宣布推出指纹手机。手机内同样装也宣布推出指纹手机。手机内同样装有金属感应器式的指纹辨认装置，相比旧有金属感应器式的指纹辨认装置，相比旧式的密码或式的密码或ICIC卡辨认率，指纹辨认的错误
65、卡辨认率，指纹辨认的错误机率不到机率不到0.1%0.1%。法国法国SagemSagem也在也在20002000年展出一款指纹手机，年展出一款指纹手机，名为名为MC 959 IDMC 959 ID，在电池背面装嵌有指纹感，在电池背面装嵌有指纹感应器。应器。2021/6/790指纹识别的汽车：指纹识别的汽车： 西门子公司研制出了有指纹识别西门子公司研制出了有指纹识别技术的汽车，采用了此项技术的汽车不仅技术的汽车，采用了此项技术的汽车不仅门锁装置不再需要钥匙，同时还具有根据门锁装置不再需要钥匙，同时还具有根据指纹及预储的信息，自动调整汽车驾驶员指纹及预储的信息，自动调整汽车驾驶员的座椅高度、前后距离
66、，各个反光镜位置的座椅高度、前后距离，各个反光镜位置及自动接通车载电话等功能。及自动接通车载电话等功能。2021/6/791用户在操作系统安装之初用户在操作系统安装之初输入指纹信息，并将其与输入指纹信息，并将其与具体个人登录信息和密码具体个人登录信息和密码相关联。当系统建立好匹相关联。当系统建立好匹配信息之后，指纹识别数配信息之后，指纹识别数据库开始生效。在使用电据库开始生效。在使用电脑登录个人账户时，用户脑登录个人账户时，用户只需将手指在指纹识别器只需将手指在指纹识别器上刷一下，就可以轻松、上刷一下，就可以轻松、高效通过验证。高效通过验证。 指纹识别的笔记本电脑指纹识别的笔记本电脑2021/
67、6/7922021/6/7932021/6/7942021/6/7952021/6/7962021/6/7972021/6/7982021/6/7992021/6/71002021/6/71012021/6/7102 不同的厂商会采用不同的算法，有不同的厂商会采用不同的算法，有的算法把节点和方向信息组合，也有的算的算法把节点和方向信息组合，也有的算法处理整幅指纹图像。这就是各个厂商安法处理整幅指纹图像。这就是各个厂商安全技术的实力成分了。全技术的实力成分了。最后，通过模糊比较的方法，把两个最后，通过模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程
68、度，最终得到两个指纹的匹配结果。程度，最终得到两个指纹的匹配结果。其它的生物识别技术产品：其它的生物识别技术产品：2021/6/7103虹膜识别系统虹膜识别系统美国美国美国美国NCRNCRNCRNCR公司制造的公司制造的公司制造的公司制造的“明星明星明星明星”终端机。终端机。终端机。终端机。进入工作间，进入工作间，进入工作间，进入工作间，把双脚放到带有压力传感把双脚放到带有压力传感把双脚放到带有压力传感把双脚放到带有压力传感器的脚踏板上，让系统仔器的脚踏板上，让系统仔器的脚踏板上，让系统仔器的脚踏板上，让系统仔细观察好自己的眼睛。一细观察好自己的眼睛。一细观察好自己的眼睛。一细观察好自己的眼睛
69、。一旦发现你的虹膜与所存储旦发现你的虹膜与所存储旦发现你的虹膜与所存储旦发现你的虹膜与所存储的虹膜相符，的虹膜相符，的虹膜相符，的虹膜相符，“明星明星明星明星”就就就就会呼叫你的名字，开始自会呼叫你的名字，开始自会呼叫你的名字，开始自会呼叫你的名字，开始自动启动你经常要求的操作，动启动你经常要求的操作，动启动你经常要求的操作，动启动你经常要求的操作，这种新型自动提款机已经这种新型自动提款机已经这种新型自动提款机已经这种新型自动提款机已经在加拿大的皇家银行试用在加拿大的皇家银行试用在加拿大的皇家银行试用在加拿大的皇家银行试用了。了。了。了。 2021/6/7104手形识别系统手形识别系统先进生物
70、测定学有限公司（先进生物测定学有限公司（ABIABI）2021/6/7105面部识别系统面部识别系统 2021/6/7106澳大利亚科学及工业研究组织（澳大利亚科学及工业研究组织（CSIROCSIRO）的科）的科学家研制出一套自动化脸孔辨认系统，可以从学家研制出一套自动化脸孔辨认系统，可以从储存的智能卡或者电脑资料库中调出事先储存储存的智能卡或者电脑资料库中调出事先储存的人脸图像，和真人的脸孔进行比较，在半秒的人脸图像，和真人的脸孔进行比较，在半秒之内，辨认出这个人的身份。这套系统采用的之内，辨认出这个人的身份。这套系统采用的只是普通的个人电脑和一个普通摄像机作为硬只是普通的个人电脑和一个普通摄像机作为硬件。科学家指出，这套系統的精确度达件。科学家指出，这套系統的精确度达9595，假如再加上一套声音辨认系统，可以把精确度假如再加上一套声音辨认系统，可以把精确度提高至更高的水平。提高至更高的水平。2021/6/7107人体静脉识别系统人体静脉识别系统深圳特中科实业发展有限公司深圳特中科实业发展有限公司深圳特中科实业发展有限公司深圳特中科实业发展有限公司 输入个人识别号输入个人识别号PINPIN 通过红外线读取手背静脉通过红外线读取手背静脉2021/6/7108指纹指纹ICIC卡识别器卡识别器 指纹锁指纹锁 2021/6/7109指纹保险箱指纹保险箱2021/6/7110
