【正文】 、 商檢質(zhì)檢 、 甚至文物保護(hù) 等極其廣泛的領(lǐng)域 。 以傳感器為核心的檢測(cè)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(rèn)識(shí)自然 、 改造自然的有力工具 。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(shí)際設(shè)計(jì)、使用普通傳感器。 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介 一、 傳感器技術(shù)概述 外 界 信 息 感 官 人 腦 肢 體 人 體 系 統(tǒng) 傳感器 計(jì)算機(jī) 執(zhí)行器 機(jī) 器 系 統(tǒng) 人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)能對(duì)應(yīng)關(guān)系 “機(jī)電五官” 傳感器有些性能超過(guò)人的感官： （ 1）測(cè)量人體無(wú)法感知的量 （ 3）測(cè)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(jí) 一、 傳感器技術(shù)概述 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)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 。 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介 三、 傳感器技術(shù)的應(yīng)用 ? 傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用 單能機(jī)器人： 生產(chǎn)用的自動(dòng)機(jī)械式 （ 加工 、 組裝 、 檢驗(yàn) ） 。 ” “信息時(shí)代的軍事革命” ——美國(guó)參聯(lián)會(huì)副主席歐文斯上將 特種武器觀察、偵察、探測(cè) 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介 三、 傳感器技術(shù)的應(yīng)用 4D彩超捕捉到難得一見(jiàn)的胎兒出生前微笑 （ 美聯(lián)社圖片 ） 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介 三、 傳感器技術(shù)的應(yīng)用 ? 傳感器技術(shù)的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域 傳感器已滲透到 宇宙開(kāi)發(fā) 、 海洋探測(cè) 、 軍事國(guó)防 、 環(huán)境保護(hù) 、 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(hù) 等極其廣泛的領(lǐng)域 。新工藝的含義范圍很廣，這里主要指與發(fā)展新型傳感器聯(lián)系特別密切的微細(xì)加工技術(shù)。 傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 智能傳感器的主要功能有： (1) 具有自校零、 自標(biāo)定、 自校正功能； (2) 具有自動(dòng)補(bǔ)償功能； (3) 能夠自動(dòng)采集數(shù)據(jù)， 并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理； (4) 能夠自動(dòng)進(jìn)行檢驗(yàn)、 自選量程、 自尋故障； (5) 具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記憶與信息處理功能； (6) 具有雙向通訊、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出或者符號(hào)輸出功能； (7) 具有判斷、決策處理功能。 為了解決這個(gè)問(wèn)題 ， 必要時(shí)可控制溫度 ， 用恒溫裝置 ， 但往往費(fèi)用太高 ， 或使用現(xiàn)場(chǎng)不允許 。 它是以一定的精度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成與之有確定關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種量值的測(cè)量裝置 。 二、傳感器的組成 ——（ 2） 轉(zhuǎn)換元件 壓電式加速度傳感器 傳感器的定義和組成 敏感元件 輔助電路 轉(zhuǎn)換元件 被 測(cè)非電量 有 用非電量 有 用電 量 基 本 轉(zhuǎn)換電路 電 量 二、傳感器的組成 ——（ 2） 轉(zhuǎn)換元件 彈性體 極板支架 絕緣材料 定極板 動(dòng)極板 被測(cè)非電量： 外界壓力 敏 感 元 件： 彈性體 有用非電量： 極板間距變化 傳 感 元 件： 平行板電容器 有 用 電 量： 電容量 C 大噸位電容式稱重傳感器 傳感器的定義和組成 敏感元件 輔助電路 轉(zhuǎn)換元件 被 測(cè)非電量 有 用非電量 有 用電 量 基 本 轉(zhuǎn)換電路 電 量 二、傳感器的組成 （ 3） 轉(zhuǎn)換電路 轉(zhuǎn)換電路是傳感器的主要組成環(huán)節(jié)： 因?yàn)椴簧賯鞲衅饕谕ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)換電路后才能輸出電信號(hào) ， 從而決定了 轉(zhuǎn)換電路是傳感器的組成環(huán)節(jié)之一 。 如基于壓電效應(yīng) 、 熱電效應(yīng) 、內(nèi)光電效應(yīng)等的傳感器都屬于此類傳感器 。 電子假肢 就是用測(cè)得的肌電信號(hào)控制人工 肢體的運(yùn)動(dòng)。 注重使用方便、舒適、穩(wěn)定、可靠、安全、耐用、便捷。 醫(yī)學(xué)上傳感器的主要用途 （ 2） 監(jiān)護(hù)： 長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)定某些參量 ， 監(jiān)視這些參量是否處于規(guī)定的范圍內(nèi) ， 以便了解病人的恢復(fù)過(guò)程 ， 出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警 。 如光電管 ， 利用了物質(zhì)法則中的外光電效應(yīng) ， 特性與涂覆在電極上的材料有著密切的關(guān)系 。 最簡(jiǎn)單的傳感器由一個(gè)敏感元件 (兼轉(zhuǎn)換元件 )組成 ， 感受被測(cè)量時(shí)直接輸出電量 ， 如 熱電偶 。 造成傳感器性能不穩(wěn)定的原因： 隨著時(shí)間的推移和環(huán)境條件的變化 ， 構(gòu)成傳感器的各種材料與元器件性能將發(fā)生變化 。 原理： 利用若干個(gè)傳感單元同時(shí)感受被測(cè)量 ， 輸出則是這些單元輸出的平均值 ， 若將每個(gè)單元可能帶來(lái)的誤差均可看作隨機(jī)誤差且服從正態(tài)分布 ， 根據(jù)誤差理論 ， n個(gè)傳感單元數(shù)總的誤差將減小為 在傳感器中利用平均技術(shù)不僅可使傳感器誤差減小 ， 且可增大信號(hào)量 ， 即增大傳感器靈敏度 。 傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 智能化 對(duì)外界信息具有 檢測(cè) 、 數(shù)據(jù)處理 、 邏輯判斷 、 自診斷 和 自適應(yīng)能力的集成一體化多功能傳感器 ， 這種傳感器具有與主機(jī)互相對(duì)話的功能 ， 可以自行選擇最佳方案 ， 能將已獲得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分割處理 ， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離 、 高速度 、 高精度傳輸?shù)?。 用復(fù)雜材料來(lái)制造性能更加良好的傳感器是今后的發(fā)展方向之一 。 信息獲取手段是實(shí)現(xiàn)高水平設(shè)施農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器的品種較多，主要用于溫度、濕度、土壤干燥度、 CO光照度、土壤養(yǎng)分等參數(shù)的測(cè)量。 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介 三、 傳感器技術(shù)的應(yīng)用 信息處理 電信電話 科技測(cè)試 設(shè)備控制 交通控制 輸電系統(tǒng) 機(jī)床 機(jī)器人 家用電器 照相機(jī) 汽車 飛機(jī) 船舶 氣象 海洋 環(huán)境污染 醫(yī)療 防火 光能利用 熱能利用 土木建筑 農(nóng)林 機(jī)械能利用 貨幣金融 食品 111 55 110 103 47 36 59 81 61 27 78 34 31 31 47 111 70 76 93 61 26 21 24 20 14 需要量 傳感器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介 三、 傳感器技術(shù)的應(yīng)用 ? 自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)控制系統(tǒng) 石油 、 化工 、 電力 、 鋼鐵 、 機(jī)械等加工工業(yè) 。 第一章 緒 論 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介 一、 傳感器技術(shù)概述 一、 傳感器技術(shù)概述