【正文】 傳感器與測(cè)控技術(shù) 測(cè)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(duì)相關(guān)要素進(jìn)行控制的理論與技術(shù)；是電子、光學(xué)、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、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(jì)算機(jī)應(yīng)用、傳感器技術(shù)、光電技術(shù)和自動(dòng)化控制于一體的工程類學(xué)科。 測(cè)控技術(shù) Sensor Principle amp。 Detecting Technology 傳感器與測(cè)控技術(shù) 開環(huán)控制 ：由控制器（計(jì)算機(jī)）控制設(shè)備按預(yù)定的動(dòng)作運(yùn)行，此過程 不檢測(cè) 運(yùn)行結(jié)果，因而不會(huì)調(diào)整運(yùn)行模式。如自動(dòng)洗衣機(jī)、微波爐等。 放大 控制信號(hào) 驅(qū)動(dòng)信號(hào) 控制器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 控制模式 傳感器與測(cè)控技術(shù) 軸上的 負(fù)載 蒸汽機(jī) （調(diào)節(jié)對(duì)象） M M 蒸汽 瓦特離心式調(diào)速器（ 1787年） 傳感器與測(cè)控技術(shù) 閉環(huán)控制 ：由控制器（計(jì)算機(jī)）控制設(shè)備執(zhí)行，檢測(cè)執(zhí)行結(jié)果，若沒有達(dá)到規(guī)定要求，將信號(hào)反饋到控制器，控制器發(fā)出執(zhí)行信號(hào)，調(diào)整執(zhí)行動(dòng)作，直到滿足要求為止。閉環(huán)控制的核心，必須能夠檢測(cè)到設(shè)定值。如空調(diào)、電梯等。 放大 控制信號(hào) 驅(qū)動(dòng)信號(hào) 控制器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行結(jié)果 檢測(cè)裝置 傳感器與測(cè)控技術(shù) 傳感器 與測(cè)控技術(shù) 全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽幾乎都包含測(cè)控題目，對(duì)于測(cè)控題目需要解決的兩個(gè)關(guān)鍵問題是： 檢測(cè)與控制 。 檢測(cè) 是判斷控制對(duì)象的狀態(tài)； 控制 是根據(jù)檢測(cè)狀態(tài)作出控制動(dòng)作。 控制的核心部件是單片機(jī)（或計(jì)算機(jī)），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(cè)的手段是利用檢測(cè)各種狀態(tài)的傳感器；控制的執(zhí)行裝置一般是直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、繼電器等。 傳感器 A/D D/A 執(zhí)行裝置 放大 電路 驅(qū)動(dòng)電路 傳感器與測(cè)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(dòng)作。 ?而用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化裝置來代替人的勞動(dòng)，則可以說電子計(jì)算機(jī)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(cè)控技術(shù) 傳感器與測(cè)控技術(shù) 傳感器 來自外界的信號(hào) 電信號(hào) ? 傳感器技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)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(shí)，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(hù)、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(cè)控技術(shù) 定義 ：傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)物理量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)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?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分； 轉(zhuǎn)換元件 是指?jìng)鞲衅髦袑⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適合傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分。 敏感元件 轉(zhuǎn)換元件 測(cè)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(cè)控技術(shù) ?有些傳感器很簡(jiǎn)單，僅由一個(gè)敏感元件（兼作轉(zhuǎn)換元件）組成，它感受被測(cè)量時(shí)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(gè)，要經(jīng)過若干次轉(zhuǎn)換。 傳感器與測(cè)控技術(shù) 傳感器分類 結(jié)構(gòu)型 （按能源分類） 微動(dòng)開關(guān) 彈道振動(dòng)子 機(jī)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(chǎng)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(cè)控技術(shù) 傳感器應(yīng)用的難點(diǎn)： 傳感器能否檢測(cè)到信號(hào)不是傳感器應(yīng)用難點(diǎn)，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(diǎn) 傳感器與測(cè)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(hào)與被測(cè)信號(hào)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(dòng)態(tài)響應(yīng)的準(zhǔn)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(qiáng) —— 體積小，重量輕，動(dòng)作能量小，對(duì)被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)影響小；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(biāo)準(zhǔn)形式，以便與系統(tǒng)對(duì)接。 ? 使用經(jīng)濟(jì) —— 成本低，壽命長，且便于使用、維修和校準(zhǔn)。 傳感器與測(cè)控技術(shù) 傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和需求量 傳感器與測(cè)控技術(shù) 傳感器的應(yīng)用 參數(shù)直接測(cè)量 ：有些物理量可以直接由傳感器測(cè)量。比如溫度、光、壓力等。這類傳感器在使用時(shí)需要注意的是一定要準(zhǔn)確測(cè)量出被測(cè)物理量與輸出信號(hào)的關(guān)系，如果信號(hào)變化與被測(cè)物理量成線性關(guān)系，問題比較簡(jiǎn)單，若不是線性關(guān)系，一定要補(bǔ)償。或軟件補(bǔ)償或硬件補(bǔ)償。 參數(shù)間接測(cè)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(shí)，將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以便送入計(jì)算機(jī)。比如：轉(zhuǎn)速，液體高度、運(yùn)動(dòng)物體的位置等。 有的被測(cè)物理量既可以直接測(cè)量，也可以間接測(cè)量，關(guān)鍵看哪種方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確。比如液體高度測(cè)試。 壓力傳感器 限位開關(guān) 傳感器與測(cè)控技術(shù) 傳感器信號(hào)的處理 被測(cè)參數(shù)為模擬量 ：由于控制核心元件是單片機(jī)，所以對(duì)模擬量的處理就是 A