【正文】 機電五官” 傳感器有些性能超過人的感官： （ 1）測量人體無法感知的量 （ 3）測量范圍寬、精確高、可靠性好 （ 2）惡劣環(huán)境下工作 例如： ? 溫度傳感器： 196℃ ~ 1800℃ ? 壓力傳感器： ~ 10000kPa ? 精度： % ~ % ? 可靠度： 8 ~ 9 級 一、 傳感器技術(shù)概述 傳感器技術(shù)簡介 傳感器技術(shù)簡介 二、 傳感器技術(shù)的作用和地位 ? 現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一 傳感器技術(shù) （ 信息采集 ） 通信技術(shù) （ 信息傳輸 ） 計算機技術(shù) （ 信息處理 ） 在信息系統(tǒng)中分別起到 “ 感官 ” 、 “ 神經(jīng) ” 和 “ 大腦 ” 的作用 。 課程簡介 第一章 緒 論 三、開發(fā)新型傳感器的途徑 四、生物醫(yī)學(xué)傳感器的地位與用途 一、傳感器的定義 五、生物醫(yī)學(xué)傳感器的分類 六、生物醫(yī)學(xué)傳感器的特殊性 二、傳感器的發(fā)展方向 一、 傳感器技術(shù)概述 “沒有傳感器就沒有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) ” 的觀點已為全世界所公認 。本課程的任務(wù)是要求學(xué)生掌握生物醫(yī)學(xué)傳感器的基本理論方法，常用傳感器敏感材料，物理、化學(xué)、生物各種傳感器的原理以及應(yīng)用，并結(jié)合生物醫(yī)學(xué)實際設(shè)計、使用普通傳感器。掌握傳感器構(gòu)成的醫(yī)學(xué)信息處理系統(tǒng)的基本框架和應(yīng)用。 以傳感器為核心的檢測系統(tǒng)就像神經(jīng)和感官一樣 ， 源源不斷地向人類提供宏觀與微觀世界的種種信息 ，成為人們認識自然 、 改造自然的有力工具 。 ? 現(xiàn)代測量與自動控制的首要環(huán)節(jié) 傳感器是信息采集系統(tǒng)的首要部件 ， 計算機的 “ 五官 ” 。 傳感器技術(shù)簡介 二、 傳感器技術(shù)的作用和地位 ? 傳感器技術(shù)的應(yīng)用遍及各個領(lǐng)域 傳感器已滲透到 宇宙開發(fā) 、 海洋探測 、 軍事國防 、 環(huán)境保護 、 資源調(diào)查 、 醫(yī)學(xué)診斷 、 生物工程 、 商檢質(zhì)檢 、 甚至文物保護 等極其廣泛的領(lǐng)域 。檢測臂的位置和角度傳感器 。 ” 小機器人挑戰(zhàn)法老咒語，代替科學(xué)家勇探胡夫金字塔內(nèi)部秘道。 毫不夸張地說： 幾乎每個現(xiàn)代化項目 ， 以至各種復(fù)雜工程系統(tǒng) ， 都離不開各種各樣的傳感器 。 開發(fā)新型傳感器 新型傳感器主要三個方面： ① 采用新原理； ② 填補傳感器空白；③ 仿生傳感器 。 微機械加工技術(shù)： 近年來隨著集成電路工藝發(fā)展起來的，它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學(xué)刻蝕等用于微電子加工的技術(shù)，目前已越來越多地用于傳感器領(lǐng)域。 獲取一個被測源的全部信息 (傳 “ 像 ” ） 獲取一個點的信息 因此，要求傳感器能將物體具有二維、三維或四維（包括時序）的圖像轉(zhuǎn)換成電信號，即所謂的 “ 圖像傳感器 ” 傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢 發(fā)展圖像傳感器 如：紅外成像技術(shù)（熱圖像）、超聲成像技術(shù)（聲成像）、 X射線成像技術(shù)（光成像） 目前醫(yī)學(xué)中用的 x射線計算機斷層攝影裝置 (x—CT)、超聲計算機斷層攝影 (U—CT)、放射性核素計算機斷層攝影裝置 (R—CT)以及核磁共振成像裝置(NMR—CT) 。 智能傳感器的特點是： 1. 精度高 2. 高可靠性與高穩(wěn)定性 3. 高信噪比與高的分辨力 4. 強的自適應(yīng)性 5. 低的價格性能比 傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢 化學(xué)傳感器 是以化學(xué)物質(zhì)成分為檢測參數(shù)的傳感器，主要是利用敏感材料與被測物質(zhì)中分子、離子相互接觸時引起材料表面電勢、電極電勢、表面化學(xué)反應(yīng)直接或間接地轉(zhuǎn)化為電信號。它的應(yīng)用可顯著地減小溫度變化 、 電源波動 、 外界干擾等對傳感器精度的影響 ，抵消了共模誤差 ， 減小非線性誤差等 。 而在傳感器內(nèi)引入溫度誤差補償又常常是可行的 。 開發(fā)新型傳感器的技術(shù)途徑 在使用傳感器時 ， 若測量要求較高 ， 必要時也應(yīng)對附加的調(diào)整元件 、 后續(xù)電路的關(guān)鍵元器件進行老化處理 。 根據(jù)傳感器的功能要求，它一般應(yīng)由三部分組成， 即： 敏感元件 、 轉(zhuǎn)換元件 、 電子線路 傳感器狹義：能將各種 非電量 轉(zhuǎn)換成 電信號 的部件，這是因為電信號是最適合于處理、傳輸、轉(zhuǎn)換和定量運算。 基本轉(zhuǎn)換電路 ：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡稱轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。 傳感器的定義和組成 國標 GB/T1447993規(guī)定傳感器圖用圖形符號表示方法： 三、傳感器的圖形符號 Y X 正方形表示轉(zhuǎn)換元件 。 這種法則 ， 大多數(shù)是以物質(zhì)本身的常數(shù)形式給出 。 四、傳感器的分類 光電傳感器 傳感器的組成和分類 按照物理原理分類 ★ 電參量式傳感器：電阻式 、 電感式 、 電容式等； ★ 磁電式傳感器：磁電感應(yīng)式 、 霍爾式 、 磁柵式等； ★ 壓電式傳感器：聲波傳感器 、 超聲波傳感器； ★ 光電式傳感器：一般光電式 、 光柵式 、 激光式 、 光電碼盤式 、 光導(dǎo)纖維式 、 紅外式 、 攝像式等； ★ 氣電式傳感器：電位器式 、 應(yīng)變式； 四、傳感器的分類 ★ 熱電式傳感器：熱電偶 、 熱電阻； ★ 波式傳感器：超聲波式 、 微波式等； ★ 射線式傳感器：熱輻射式 、 γ射線式； ★ 半導(dǎo)體式傳感器：霍耳器件 、熱敏電阻； ★ 其他原理的傳感器：差動變壓器 、 振弦式等 。 生物醫(yī)學(xué)傳感器的分類 生物傳感器的分類按構(gòu)成原理 （ a）根據(jù) 生物識別器件（敏感物質(zhì)） 分類： 酶 傳感器 免疫 傳感器 微生物 傳感器 組織 傳感器 細胞 傳感器 DNA傳感器 （ b）根據(jù) 信號轉(zhuǎn)換器 分類： 熱敏 生物傳感器 場效應(yīng)管 生物傳感器 壓電 生物傳感器 光學(xué) 生物傳感器 電化學(xué) 生物傳感器 聲波道 生物傳感器 酶電極 生物傳感器 介體 生物傳感器 生物醫(yī)學(xué)傳感器的分類 生物醫(yī)學(xué)傳感器的其它分類方法： 按被測對象： 如血壓傳感器、葡萄糖傳感器、基因傳感器等 按工作原理： 如光纖傳感器、超導(dǎo)傳感器、免疫傳感器等 按尺寸分類： 如微型傳感器、分子傳感器等 按使用方法： 如一次性傳感器、植入式傳感器等 按功能分類： 如多參數(shù)傳感器、智能傳感器等 按工藝分類： 如厚膜傳感器、集成傳感器等 目前比較流行的分類方法 “功能 +特征” ： 如葡萄糖氧化酶傳感器、葡萄糖光纖傳感器等 生物醫(yī)學(xué)傳感器的分類 （ 1） 檢測生物體信息： 檢測正?；虍惓Ｉ韰?shù)。 體外循環(huán)中的血流、血壓控制等。除了通過后續(xù)電路進行處理外，重要的是 優(yōu)化傳感器的設(shè)計 ，防止噪聲、干擾的混入，使其具有高的靈敏度和動態(tài)范圍，不失真。 生物醫(yī)學(xué)傳感器的使用對象極為廣泛，使用環(huán)境多種多樣，設(shè)計時應(yīng)考慮 分別適應(yīng)各種對象和環(huán)境。它是利用 化學(xué)傳感 器 和 生物傳感器 來獲取，是診斷各種疾病必不 可少的依據(jù)。 如：先心病病人手術(shù)前須用血壓傳感器測 量心內(nèi)壓力，估計缺陷程度。 傳感器的組成和分類 按被測量分類（一種宏觀分類