傳感器原理及應(yīng)用結(jié)課論文-wenkub
2024-11-16 03 本頁面
【正文】 價(jià)格上的考慮，還有從實(shí)際操作的安全性方便性來考慮，實(shí)際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。其特點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、溫度特性好。而通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。有時(shí)把這兩種元件的功能集于一體。壓力傳感器是將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的傳感器。紅外雷達(dá)具有搜索、跟蹤、測距等功能，可以搜索幾十到上千千米的目標(biāo)。7)傳感器在航空航天中的應(yīng)用飛機(jī)、火箭等飛行器上，要使用傳感器對(duì)飛行速度、加速度、飛行距離及飛行方向、飛行姿態(tài)進(jìn)行檢測。3)傳感器在家用電器中的應(yīng)用現(xiàn)代家庭中，用電廚具、空調(diào)器、電冰箱、洗衣機(jī)、電子熱水器、安全報(bào)警器、吸塵器、電熨斗、照相機(jī)、音像設(shè)備等都用到了傳感器。盡管傳感器與人的感覺器官相比還有許多不完善的地方，但傳感器在諸如高溫、高濕、深井、高空等環(huán)境及高精度、高可靠性、遠(yuǎn)距離、超細(xì)微等方面所表現(xiàn)出來的能力是人的感官所不能代替的。在生活中人的五官分別產(chǎn)生視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺，但是在研究自然界的現(xiàn)象和規(guī)律及生產(chǎn)活動(dòng)中，人的五官運(yùn)動(dòng)不夠，這就需要傳感器來檢測人們的器官所不能感知的現(xiàn)象。它是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。國家標(biāo)準(zhǔn)GB766587對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。人們把與人的“五官”相似的部分稱為“電五官”。傳感器的作用包括信息的收集、信息數(shù)據(jù)的交換及控制信息的采集三大內(nèi)容1)傳感器在工業(yè)檢測和自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用在石油、化工、電力、鋼鐵、機(jī)械等工業(yè)生產(chǎn)中需要及時(shí)檢測各種工藝參數(shù)的信息，通過電子計(jì)算機(jī)或控制器對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)化控制，如下圖所示，傳感器是任何一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)。4)傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用在生產(chǎn)用的單能機(jī)器人中，傳感器用來檢測臂的位置和角度； 在智能機(jī)器人中，傳感器用作視覺和觸覺感知器。8)傳感器在遙感技術(shù)中的應(yīng)用在飛機(jī)及衛(wèi)星等飛行器上，利用紫外、紅外光電傳感器及微波傳感器來探測氣象、地質(zhì)等信息。紅外探測器在紅外制導(dǎo)、紅外通信、紅外夜視、紅外對(duì)抗等方面也有廣泛的應(yīng)用。通常把壓力測量儀表中的電測式儀表稱為壓力傳感器。壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器。壓力傳感器是使用最為廣泛的一種傳感器。特別是隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體傳感器向著微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高。壓力傳感器利用機(jī)械設(shè)備的加工技術(shù)將一些元件以及信號(hào)調(diào)節(jié)器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。當(dāng)壓縮機(jī)正常啟動(dòng)后，如果壓力值未達(dá)到上限，那么控制器就會(huì)打開進(jìn)氣口通過調(diào)整來使得設(shè)備達(dá)到最大功率。諧振式傳感器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、分辨率高、精度高以及便于數(shù)據(jù)傳輸、處理和存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn)。這一特征決定了傳感器系統(tǒng)的輸出自動(dòng)跟蹤輸入；③ 諧振式傳感器的敏感元件即諧振子固有的諧振特性，決定其具有高的靈敏度和分辨率；④ 相對(duì)與諧振子的振動(dòng)能量，系統(tǒng)的功耗是極小量。振弦的固有振動(dòng)頻率f與拉力T的關(guān)系為，式中l(wèi)為振弦的長度，ρ為單位弦長的質(zhì)量。振弦式傳感器由振弦、磁鐵、夾緊裝置和受力機(jī)構(gòu)組成。振筒的固有振動(dòng)頻率決定于筒的形狀、大小、材料的彈性模量、筒的應(yīng)力和周圍介質(zhì)的性質(zhì)。振梁一般連接于彈性受力機(jī)構(gòu)上以感受被測壓力。振膜式傳感器廣泛用于壓力測量，它由空腔、壓力膜片、振動(dòng)膜片、激勵(lì)線圈、拾振線圈和放大振蕩電路組成。工作時(shí)，激勵(lì)線圈接通交變電流而使膜片產(chǎn)生振動(dòng)，拾振線圈則將所感應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)送往放大振蕩電路，該信號(hào)經(jīng)放大后又正反饋給激勵(lì)線圈，使振膜保持它固有頻率的振動(dòng)。（1）諧振子的選擇及其振動(dòng)特性（即振動(dòng)模態(tài)，包括諧振頻率和振型）的分析、計(jì)算，確定諧振子的實(shí)際結(jié)構(gòu)、參數(shù)及所敏感的振動(dòng)特征參數(shù)。（4）引入恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償機(jī)制，解算檢測信號(hào)，給出被測量。二、課程教學(xué)的基本要求現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱是傳感器技術(shù)﹑通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，它們分別構(gòu)成了信息系統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”。第2章 傳感器概述2學(xué)時(shí)教學(xué)要求：熟悉傳感器的輸出輸入特性與內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的外部特性，掌握其靜態(tài)特性，動(dòng)態(tài)特性的分析方法。注意要點(diǎn)：確保接線正確，電源電壓不能用錯(cuò)。注意要點(diǎn)：確保接線正確，激勵(lì)、響應(yīng)線圈不能用錯(cuò)。注意要點(diǎn)：確保接線正確，電源電壓不能用錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：了解霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理；實(shí)驗(yàn)研究霍爾傳感器在交、直流信號(hào)激勵(lì)下的特性；掌握霍爾傳感器測量振幅和稱重應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法。第10章 超聲波傳感器2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：教學(xué)要求：熟悉超聲波傳感器的工作原理及其物理性質(zhì)，掌握超聲波傳感器的應(yīng)用。第14章 智能式傳感器自學(xué)主要內(nèi)容：教學(xué)要求：了解集成智能感器的特性及應(yīng)用。了解傳感器在工程檢測中的作用及其應(yīng)用。五、考核方式及成績?cè)u(píng)定方式：考核方式：考查，六、教材及參考書目推薦教材：《傳感器原理及工程應(yīng)用》（第三版），郁有文等編著，西安科技大學(xué)出版社，2008年參考書：1．王化祥，《傳感器原理與應(yīng)用》，天津大學(xué)出版社，第七版，20033．劉君華，《智能傳感器系統(tǒng)》，西安電子科技大學(xué)出版社，第一版，19994．單成祥，《傳感器的理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其應(yīng)用》，國防工業(yè)出版社，19994．趙負(fù)圖，《現(xiàn)代傳感器集成電路》，人民郵電出版社，2000修（制）訂人：審核人：2010年 3 月30日第三篇：壓電傳感器原理及其應(yīng)用壓電
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