【正文】 、 商檢質檢 、 甚至文物保護 等極其廣泛的領域 。 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 。本課程的任務是要求學生掌握生物醫(yī)學傳感器的基本理論方法，常用傳感器敏感材料，物理、化學、生物各種傳感器的原理以及應用，并結合生物醫(yī)學實際設計、使用普通傳感器。 傳感器技術簡介 一、 傳感器技術概述 外 界 信 息 感 官 人 腦 肢 體 人 體 系 統(tǒng) 傳感器 計算機 執(zhí)行器 機 器 系 統(tǒng) 人機系統(tǒng)的機能對應關系 “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、 傳感器技術概述 傳感器技術簡介 傳感器技術簡介 二、 傳感器技術的作用和地位 ? 現(xiàn)代信息技術的三大支柱之一 傳感器技術 （ 信息采集 ） 通信技術 （ 信息傳輸 ） 計算機技術 （ 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 。 傳感器技術簡介 三、 傳感器技術的應用 ? 傳感器在機器人上的應用 單能機器人： 生產(chǎn)用的自動機械式 （ 加工 、 組裝 、 檢驗 ） 。 ” “信息時代的軍事革命” ——美國參聯(lián)會副主席歐文斯上將 特種武器觀察、偵察、探測 傳感器技術簡介 三、 傳感器技術的應用 4D彩超捕捉到難得一見的胎兒出生前微笑 （ 美聯(lián)社圖片 ） 傳感器技術簡介 三、 傳感器技術的應用 ? 傳感器技術的應用遍及各個領域 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 、 資源調查 、 醫(yī)學診斷 、 生物工程 、 商檢質檢 、 甚至文物保護 等極其廣泛的領域 。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)系特別密切的微細加工技術。 傳感器技術的發(fā)展趨勢 智能傳感器的主要功能有： (1) 具有自校零、 自標定、 自校正功能； (2) 具有自動補償功能； (3) 能夠自動采集數(shù)據(jù)， 并對數(shù)據(jù)進行預處理； (4) 能夠自動進行檢驗、 自選量程、 自尋故障； (5) 具有數(shù)據(jù)存儲、記憶與信息處理功能； (6) 具有雙向通訊、標準化數(shù)字輸出或者符號輸出功能； (7) 具有判斷、決策處理功能。 為了解決這個問題 ， 必要時可控制溫度 ， 用恒溫裝置 ， 但往往費用太高 ， 或使用現(xiàn)場不允許 。 它是以一定的精度把被測量轉換成與之有確定關系的、便于應用的某種量值的測量裝置 。 二、傳感器的組成 ——（ 2） 轉換元件 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 轉換元件 被 測非電量 有 用非電量 有 用電 量 基 本 轉換電路 電 量 二、傳感器的組成 ——（ 2） 轉換元件 彈性體 極板支架 絕緣材料 定極板 動極板 被測非電量： 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 轉換元件 被 測非電量 有 用非電量 有 用電 量 基 本 轉換電路 電 量 二、傳感器的組成 （ 3） 轉換電路 轉換電路是傳感器的主要組成環(huán)節(jié)： 因為不少傳感器要在通過轉換電路后才能輸出電信號 ， 從而決定了 轉換電路是傳感器的組成環(huán)節(jié)之一 。 如基于壓電效應 、 熱電效應 、內光電效應等的傳感器都屬于此類傳感器 。 電子假肢 就是用測得的肌電信號控制人工 肢體的運動。 注重使用方便、舒適、穩(wěn)定、可靠、安全、耐用、便捷。 醫(yī)學上傳感器的主要用途 （ 2） 監(jiān)護： 長時間連續(xù)測定某些參量 ， 監(jiān)視這些參量是否處于規(guī)定的范圍內 ， 以便了解病人的恢復過程 ， 出現(xiàn)異常時及時報警 。 如光電管 ， 利用了物質法則中的外光電效應 ， 特性與涂覆在電極上的材料有著密切的關系 。 最簡單的傳感器由一個敏感元件 (兼轉換元件 )組成 ， 感受被測量時直接輸出電量 ， 如 熱電偶 。 造成傳感器性能不穩(wěn)定的原因： 隨著時間的推移和環(huán)境條件的變化 ， 構成傳感器的各種材料與元器件性能將發(fā)生變化 。 原理： 利用若干個傳感單元同時感受被測量 ， 輸出則是這些單元輸出的平均值 ， 若將每個單元可能帶來的誤差均可看作隨機誤差且服從正態(tài)分布 ， 根據(jù)誤差理論 ， n個傳感單元數(shù)總的誤差將減小為 在傳感器中利用平均技術不僅可使傳感器誤差減小 ， 且可增大信號量 ， 即增大傳感器靈敏度 。 傳感器技術的發(fā)展趨勢 智能化 對外界信息具有 檢測 、 數(shù)據(jù)處理 、 邏輯判斷 、 自診斷 和 自適應能力的集成一體化多功能傳感器 ， 這種傳感器具有與主機互相對話的功能 ， 可以自行選擇最佳方案 ， 能將已獲得的大量數(shù)據(jù)進行分割處理 ， 實現(xiàn)遠距離 、 高速度 、 高精度傳輸?shù)?。 用復雜材料來制造性能更加良好的傳感器是今后的發(fā)展方向之一 。 信息獲取手段是實現(xiàn)高水平設施農業(yè)的關鍵技術之一，設施農業(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)的測量。 傳感器技術簡介 三、 傳感器技術的應用 信息處理 電信電話 科技測試 設備控制 交通控制 輸電系統(tǒng) 機床 機器人 家用電器 照相機 汽車 飛機 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 農林 機械能利用 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 傳感器技術的應用領域 傳感器技術簡介 三、 傳感器技術的應用 ? 自動檢測與自動控制系統(tǒng) 石油 、 化工 、 電力 、 鋼鐵 、 機械等加工工業(yè) 。 第一章 緒 論 傳感器技術簡介 一、 傳感器技術概述 一、 傳感器技術概述