【正文】 傳感器與測控技術(shù) 測控技術(shù)屬信息科學(xué)技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域，研究信息的獲取、處理、以及對相關(guān)要素進行控制的理論與技術(shù)；是電子、光學(xué)、精密機械、計算機、信息與控制技術(shù)多學(xué)科互相滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型綜合學(xué)科。 它是集模擬數(shù)字技術(shù)、計算機應(yīng)用、傳感器技術(shù)、光電技術(shù)和自動化控制于一體的工程類學(xué)科。 測控技術(shù) Sensor Principle amp。 Detecting Technology 傳感器與測控技術(shù) 開環(huán)控制 ：由控制器（計算機）控制設(shè)備按預(yù)定的動作運行，此過程 不檢測 運行結(jié)果，因而不會調(diào)整運行模式。如自動洗衣機、微波爐等。 放大 控制信號 驅(qū)動信號 控制器 執(zhí)行機構(gòu) 控制模式 傳感器與測控技術(shù) 軸上的 負載 蒸汽機 （調(diào)節(jié)對象） M M 蒸汽 瓦特離心式調(diào)速器（ 1787年） 傳感器與測控技術(shù) 閉環(huán)控制 ：由控制器（計算機）控制設(shè)備執(zhí)行，檢測執(zhí)行結(jié)果，若沒有達到規(guī)定要求，將信號反饋到控制器，控制器發(fā)出執(zhí)行信號，調(diào)整執(zhí)行動作，直到滿足要求為止。閉環(huán)控制的核心，必須能夠檢測到設(shè)定值。如空調(diào)、電梯等。 放大 控制信號 驅(qū)動信號 控制器 執(zhí)行機構(gòu) 執(zhí)行結(jié)果 檢測裝置 傳感器與測控技術(shù) 傳感器 與測控技術(shù) 全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽幾乎都包含測控題目，對于測控題目需要解決的兩個關(guān)鍵問題是： 檢測與控制 。 檢測 是判斷控制對象的狀態(tài)； 控制 是根據(jù)檢測狀態(tài)作出控制動作。 控制的核心部件是單片機（或計算機），由于處理系統(tǒng)是數(shù)字系統(tǒng)，因此必須經(jīng)過 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換。檢測的手段是利用檢測各種狀態(tài)的傳感器；控制的執(zhí)行裝置一般是直流電機、步進電機、繼電器等。 傳感器 A/D D/A 執(zhí)行裝置 放大 電路 驅(qū)動電路 傳感器與測控技術(shù) 傳感器 (Sensor) ?人通過五官（視、聽、嗅、味、觸）接受外界的信息，經(jīng)過大腦的思維（信息處理），作出相應(yīng)的動作。 ?而用計算機控制的自動化裝置來代替人的勞動，則可以說電子計算機相當(dāng)于人的大腦（一般俗稱電腦），而傳感器則相當(dāng)于人的五官部分（ “ 電五官 ” ）。 傳感器與測控技術(shù) 傳感器與測控技術(shù) 傳感器 來自外界的信號 電信號 ? 傳感器技術(shù)在工業(yè)自動化、軍事國防和以宇宙開發(fā)、海洋開發(fā)為代表的尖端科學(xué)與工程等重要領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。 ?同時，它正以自己的巨大潛力，向著與人們生活密切相關(guān)的方面滲透；生物工程、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、安全防范、家用電器、網(wǎng)絡(luò)家居等方面的傳感器已層出不窮，并在日新月異地發(fā)展。 傳感器與測控技術(shù) 定義 ：傳感器是能感受規(guī)定的被測物理量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號輸出的器件或裝置。傳感器通常由 敏感元件 （ Sensitive element）和 轉(zhuǎn)換元件 （ Transduction element）組成。其中， 敏感元件 是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分； 轉(zhuǎn)換元件 是指傳感器中將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適合傳輸或測量的電信號部分。 敏感元件 轉(zhuǎn)換元件 測量電路 記錄儀 顯示器 數(shù)據(jù)處理儀 輔助電源 傳感器與測控技術(shù) ?有些傳感器很簡單，僅由一個敏感元件（兼作轉(zhuǎn)換元件）組成，它感受被測量時直接輸出電量。如熱電偶。 ?有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒有轉(zhuǎn)換電路。 ?有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不止一個，要經(jīng)過若干次轉(zhuǎn)換。 傳感器與測控技術(shù) 傳感器分類 結(jié)構(gòu)型 （按能源分類） 微動開關(guān) 彈道振動子 機械式 磁電式 磁電式傳感器 電 式 電阻傳感器 電容傳感器 電感傳感器 屋性型 （按效應(yīng)分類） 磁致伸縮傳感器 壓磁式傳感器 壓磁式 光電式 光敏電阻 光電管、光電倍增管、光電池 電荷耦合器件 壓電式 壓電力傳感器 壓電壓力傳感器 壓電加速度傳感器 磁電感應(yīng)式傳感器 霍爾式傳感器 磁電式 熱電偶傳感器、熱敏電阻、熱電阻 PN結(jié)型溫度傳感器 熱電式 光耦合器件 仿生式 視覺：光敏傳感器、色敏傳感器、紅外傳感器 聽覺：超聲波傳感器、微波傳感器 觸覺：壓力傳感器、溫度傳感器 嗅覺：濕度傳感器、氣體傳感器 味覺：酸度傳感器、鹽度傳感器 超導(dǎo)傳感器 超導(dǎo)光傳感器 超導(dǎo)微波傳感器 超導(dǎo)磁場傳感器 射線傳感器 X射線傳感器 β射線傳感器 Γ射線傳感器 射線劑量傳感器 化學(xué)量傳感器 光纖化學(xué)傳感器 質(zhì)量傳感器 電化學(xué)傳感器 復(fù)合智能傳感器 壓力集成傳感器 溫度集成傳感器 傳感執(zhí)行器 自感知執(zhí)行器 傳感器與測控技術(shù) 傳感器應(yīng)用的難點： 傳感器能否檢測到信號不是傳感器應(yīng)用難點，而是如何保證傳感器的 靈敏度、精度、響應(yīng)速度、安裝難易 等等。 傳感器應(yīng)用的難點 傳感器與測控技術(shù) ? 足夠的容量 —— 傳感器的工作范圍或量程足夠大；具有一定的過載能力。 ? 靈敏度高，精度適當(dāng) —— 即要求其輸出信號與被測信號成確定的關(guān)系（通常為線性），且比值要大；傳感器的靜態(tài)響應(yīng)與動態(tài)響應(yīng)的準確度能滿足要求。 ? 響應(yīng)速度快，工作穩(wěn)定，可靠性好。 ? 使用性和適應(yīng)性強 —— 體積小，重量輕，動作能量小，對被測對象的狀態(tài)影響??；內(nèi)部噪聲小而又不易受外界干擾的影響；其輸出力求采用通用或標準形式，以便與系統(tǒng)對接。 ? 使用經(jīng)濟 —— 成本低，壽命長，且便于使用、維修和校準。 傳感器與測控技術(shù) 傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和需求量 傳感器與測控技術(shù) 傳感器的應(yīng)用 參數(shù)直接測量 ：有些物理量可以直接由傳感器測量。比如溫度、光、壓力等。這類傳感器在使用時需要注意的是一定要準確測量出被測物理量與輸出信號的關(guān)系，如果信號變化與被測物理量成線性關(guān)系，問題比較簡單，若不是線性關(guān)系，一定要補償?；蜍浖a償或硬件補償。 參數(shù)間接測量 ：有些物理量是無法直接由傳感器得到，這就要巧妙利用已有的知識，將被測量轉(zhuǎn)換為電信號，以便送入計算機。比如：轉(zhuǎn)速，液體高度、運動物體的位置等。 有的被測物理量既可以直接測量，也可以間接測量，關(guān)鍵看哪種方法簡單、準確。比如液體高度測試。 壓力傳感器 限位開關(guān) 傳感器與測控技術(shù) 傳感器信號的處理 被測參數(shù)為模擬量 ：由于控制核心元件是單片機，所以對模擬量的處理就是 A