【正文】 1. 工作原理： 全反射現(xiàn)象 全反射條件： 或 nnc 2 1a r c s i n ( / )????NAnnnnc0222101a r c s i n1a r c s i n ???? ??? ??? 包 層纖 芯0n 1n 2n空 氣01 nn ?21 nn ? 光敏傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 根據(jù)光電器件所接收的光強(qiáng)來(lái)測(cè)量被測(cè)反射表面的距離 。 2. 光纖位移傳感器 xA1B 2B光 源發(fā) 射 光 纖接 收 光 纖光 電 器 件 光纖傳感器 I x前 坡后 坡光 峰河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 光纖檢測(cè)型傳感器 工件檢測(cè) 顏色檢測(cè) 應(yīng)用 : 光纖傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 CCD固態(tài)圖像傳感器 MOS光敏元的結(jié)構(gòu)是在 P型半導(dǎo)體硅片上形成一層氧化物 (SiO2)，在氧化物上再沉積一層金屬電極，由此形成一個(gè)金屬 氧化物 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元。 光敏傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 在半導(dǎo)體硅片上按線陣或面陣排列 MOS單元 ，如果照射在這些光敏元上的是一幅明暗起伏的圖像 ， 則這些光敏元上就會(huì)感應(yīng)出一幅與光照強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的光生電荷圖像 。 CCD固態(tài)圖像傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 0 1 1 1 1 1 0 0 CCD陣列 運(yùn)算電路 顯示電路 結(jié)束信號(hào) 驅(qū)動(dòng)脈沖 CCD 并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器 放大器 CCD固態(tài)圖像傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 ? 特點(diǎn)： ? (1) 非接觸檢測(cè)； ? (2) 響應(yīng)快； ? (3) 可靠性高，維修簡(jiǎn)便； ? (4) 測(cè)量精度高； ? (5) 體積小，重量輕，容易與計(jì)算機(jī)連接； ? (6) 對(duì)被測(cè)物體需要強(qiáng)光照射； ? (7) 受被測(cè)物體以外的光影響。 條形碼掃描器 CCD固態(tài)圖像傳感器 應(yīng)用： (1)寬度測(cè)量； (2)外徑測(cè)量； (3)主軸徑向跳動(dòng)測(cè)量。 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 數(shù)碼相機(jī)： CCD固態(tài)圖像傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 光柵傳感器 光敏傳感器 Wabyxmnnnnmmm??WW 2?ABC?L???WWBCABL ????2s i n22s i n河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 光柵傳感器的應(yīng)用： 將光源、透鏡、指示光柵和光電器件固定在機(jī)床床身上，主光柵固定在機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件上。 主光柵的長(zhǎng)度由量程確定。 當(dāng)兩光柵相對(duì)移動(dòng)時(shí)便產(chǎn)生莫爾條紋，該條紋隨光柵以一定的速度移動(dòng)，用光電器件檢測(cè)條紋亮度的變化，即可得到周期變化的電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)前置放大器送入數(shù)字顯示器，直接顯示被測(cè)位移的大小。 透 鏡主 光 柵光 源指 示 光 柵光 電 器 件透 鏡(光柵位移傳感器 ) 光敏傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 光柵傳感器的細(xì)分結(jié)構(gòu)： 光柵傳感器 1S 4S 32光 源透 鏡 光 柵光 電 器 件透 鏡?90 在一個(gè)莫爾條紋間距內(nèi)并列放置四個(gè)光電器件，當(dāng)光柵相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距時(shí)，可得到相位差 的四個(gè)脈沖信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了四細(xì)分。 ?90河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 第 2章 常用傳感器 氣敏傳感器 氣體檢測(cè)是保護(hù)和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少手段。 如生活環(huán)境中一氧化碳濃度達(dá) ～ ml/L時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)呼吸急促，脈搏加快，甚至?xí)炟?。另外，易燃、易爆氣體、酒精等的探測(cè)， 氣敏傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。 煙霧報(bào)警器 酒精傳感器 二氧化碳傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 氣敏傳感器 利用半導(dǎo)體氣敏材料 (如氧化錫、氧化錳等 )，吸附被測(cè)氣體 (氫氣、一氧化碳、甲烷、乙醇等 )時(shí)，電阻率發(fā)生變化，從而使電阻值隨被測(cè)氣體濃度 的改變而變化。 1. 工作原理： 氣敏效應(yīng) 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 氣敏器件電阻值與氣體濃度關(guān)系曲線： 氣敏傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 2. 氣敏器件 氣敏傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 煙霧報(bào)警器 應(yīng)用： 氣敏傳感器 燃?xì)鈭?bào)警器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 酒精傳感器 應(yīng)用： 氣敏傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 其它傳感器 超聲波發(fā)射原理：把鐵磁材料置于交變磁場(chǎng)中，產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，發(fā)射出超聲波。 接收原理：當(dāng)超聲波作用在磁滯材料上時(shí)，使磁滯材料磁場(chǎng)變化，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。 第 2章 常用傳感器 超聲波傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 t e 案例： 超聲波探傷 /測(cè)距 /測(cè)物 超聲波傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 案例： 倒車?yán)走_(dá) 超聲波傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 案例： 魚(yú)群探測(cè)器 超聲波傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 聲發(fā)射傳感器 材料或結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂 ，以彈性波形式快速釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象稱聲發(fā)射 。各種材料聲發(fā)射頻率范圍很寬 ， 從次聲 、 聲頻到超聲 。 多數(shù)金屬的聲發(fā)射頻帶在超聲范圍內(nèi) 。 其它傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 聲發(fā)射 AE(Acoustic Emission)技術(shù)是應(yīng)用儀器檢測(cè)、分析聲發(fā)射信號(hào)并確定聲發(fā)射源的技術(shù)。利用聲發(fā)射技術(shù)可以對(duì)部件的缺陷進(jìn)行判斷和預(yù)報(bào)，并作出評(píng)價(jià)。 聲發(fā)射檢測(cè)診斷特點(diǎn)： （ 1） 聲發(fā)射技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，能判斷發(fā)射的部位和狀態(tài)，了解缺陷的形成過(guò)程和發(fā)展趨勢(shì)。 （ 2） 聲發(fā)射檢測(cè)靈敏度高，被檢對(duì)象的缺陷在形成初期就有聲發(fā)射現(xiàn)象，只要及時(shí)檢測(cè)，就可以盡早發(fā)現(xiàn)被檢對(duì)象的缺陷。 聲發(fā)射傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 案例： 利用聲發(fā)射傳感器進(jìn)行軸承故障診斷 壓電加速度計(jì) 聲發(fā)射傳感器 聲發(fā)射傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 案例： 材料斷裂等結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè) 聲發(fā)射傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 生物傳感器 熱 /光 電信號(hào) 酶 /微生物等 熱敏 /光敏器件 生物傳感器 由生物敏感膜與變換器構(gòu)成， 根據(jù)敏感物質(zhì)不同，可分酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、組織傳感器、細(xì)胞器傳感器、免疫傳感器等。 其它傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 血糖－乳酸測(cè)定 體育上耐力訓(xùn)練 生物傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 德國(guó)研發(fā)的環(huán)境廢水 BOD分析儀 生物傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 手掌型葡萄糖 (glucose)分析儀 生物傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 工廠發(fā)酵車間化驗(yàn) 員正在分析樣品 發(fā)酵工廠谷氨酸 葡萄糖分析 生物傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 智能傳感器 智能傳感器是將傳感器、信號(hào)調(diào)理電路與微型計(jì)算機(jī)等集成在一塊芯片上，其特征是將敏感技術(shù)和信息處理技術(shù)相結(jié)合，使其除了具有感知的本能外，還具有邏輯判斷、信息處理等功能。 傳 感 器信 號(hào) 調(diào)理 電 路微 處理 器被 測(cè) 量 數(shù) 字 量 其它傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 嵌入式計(jì)算機(jī) 智能傾角 RS232傳感器 IC總線數(shù)字溫度傳感器 智能傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器 振動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳感器 智能傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 離子敏傳感器 當(dāng)敏感膜與被測(cè)溶液接觸時(shí) ， 由于氫離子的存在 ， 在敏感膜與溶液界面上感應(yīng)出對(duì)離子敏感的界面電勢(shì) 。 該電勢(shì)控制溝道的導(dǎo)電性 ， 使得漏源電流發(fā)生變化 ， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)溶液中離子活度的檢測(cè) 。 敏 感 膜漏 極源 極S GDRUd sId sUS iN 其它傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 多傳感器信息融合 其它傳感器 加速度傳感器 聲發(fā)射傳感器 觸覺(jué) 傳感器 滑覺(jué) 傳感器