传感器技术专用课件.ppt

2.1 传感器基础 3.传感器的作用： 1）它是系统之间实现信息交流的“接口” 2）它为系统提供赖以进行处理和决策所必须的对象信息。 3）它是高度自动化系统及现代尖端技术必不可少的关键组成部分。 应用：汽车、工业自动化、国防军事、交通运输、全安防范、家用电器等。 2.2传感器的数学模型 传感器是一种系统，而一个系统可用一个数学方程式或函数来描述。（输入与输出） 静态模型：输入信号不随时间变化的情况下，描述传感器的输出与输入量的一种函数关系。 动态模型：输入量随时间变化时传感器的响应特性，描述传感器的输出与输入信号的一种数数关系。 2.5传感器的发展趋势 1.传感器种类、作用有哪些？ 2.举出几个生活中应用传感器的事例。 3.传感器的静态特性用哪些指标来衡量？ 作业 1.传感器种类、作用有哪些？ 2.举出几个生活中应用传感器的事例。 3.传感器的静态特性用哪些指标来衡量？ 2.4传感器的应用 磁敏传感器的应用 （1）电流计 （2）磁感应开关 2.4传感器的应用 磁敏传感器的应用 （3）磁敏电位器 2.4传感器的应用 磁敏传感器的应用 （4）霍尔电动机 其他类型检测技术 1）固态图像传感器 光照物体成像在光电耦合器（CCD）受光面上，受光面下的许多光敏单元形成许多像素点。并转换成电荷信号存储，在时钟脉冲信号控制下被读取并顺序输出，从而完成光图像到电信号的转换。固体图像传感器主要分为 种类：CCD CMOS CIS三种 产品： 数码相机、摄录一体机和摄像机产品 电视成像技术 其他类型检测技术 2）激光检测 激光检测主要是利用激光的方向性、单色性、相干性以及随时间、空间的可聚焦性特点，可制成不同的激光仪，能对长度、位移、厚度等进行检测，可测量运动物体速度、流体浓度和流量等。 激光测速是一种非接触测量，对被测物体无任何干扰。它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。 激光传感器应用领域： 广泛用于火车轮轮缘轮廓测量，公路车辙、平整度测量。 其他类型检测技术 3）超声波检测 次声波、可闻区（声波）、超声波 其他类型检测技术 超声波与光波相似，具有反射、折射和聚焦特性。常用于无损探伤、厚度测量、流速测量等 超声波检测的基本原理是利用某些非声量的物理量（密度、流量）与描述超声波介质声学特性的超声量（声速、衰减、声阻抗）之间存在直接或间接的关系。 其他类型检测技术 4）光纤传感器 它是将被测量转换成可测的光信号，以光学测量为基础。 光导纤维由比头发还细的石英玻璃丝制成，每一根光导纤维由一个圆柱形内芯和包层组成，而且内芯的折射率略大于包层的折射率。 当光线从光密物质（折射率较高）—纤芯射向光疏物质（折射率较低）—包层且入射角大于临界角时，光线将在两物质的交界面上发生全反射。 当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时，就会在光纤的接口上产生全内反射，并在光纤内部以后的角度反复逐次反射，以锯齿形的路线在纤芯中传播，直至传递到另一端面，在光纤的末端以与入射角相等的反射角射出光纤。 光纤结构 其他类型检测技术 光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。 光纤传感器由发射器、敏感元件、光接收器、信号处理系统及光纤等组成。 其他类型检测技术 光纤传感器分类： 光 纤 传 感 器 分 类 它是利用光纤对光的传输作用，由其他敏感元件与光纤信息传输回路组成测试系统，光纤仅作为信息的传输介质。 仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。 优点：无需特殊光纤及其他特殊技术；比较容易实现，成本低。 缺点：灵敏度较低。 它是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件, 被测量对光纤内传输的光进行调制, 使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化, 再通过对被调制过的信号进行解调, 从而得出被测信号。 光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，光在光纤内受被测量调制，