【正文】 第 1章 傳感器概述 模 擬 傳 感 器 放 大 電 路 A/D 轉(zhuǎn) 換 線 性 化 處 理 微 處 理 器 標(biāo)準(zhǔn)接口 脈沖輸出 控制門 顯示 計(jì)算機(jī) Inter ICP/IP RS23 42 48 USB ? 傳感器的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu) ? 傳感器的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 ? 物聯(lián)網(wǎng) （ The Inter of Things) ? 物聯(lián)網(wǎng)的概念是在 1999年提出的 。 是將各種信息傳感器設(shè)備：如 射頻識(shí)別 裝置（ RFID） 、 紅外感應(yīng)器 、 全球定位 系統(tǒng) 、 激光掃描器 等裝置 按約定的協(xié)議 與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái) ， 形成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò) ,進(jìn)行信息交換和通訊 ， 以實(shí)現(xiàn) 智能化識(shí)別 、 定位 、 跟蹤 、監(jiān)控和管理 的一種網(wǎng)絡(luò) 。 ? 傳感器的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 RS23 42 48 USB ? 傳感器的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 這里的“物”要滿足以下條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍： 要有相應(yīng)信息的接收器 —— 傳感器 ； 要有數(shù)據(jù)發(fā)送 ； 要有數(shù)據(jù)傳輸通路 —— 有線、無(wú)線 ； 要有 CPU； 要有操作系統(tǒng)； 要有一定的存儲(chǔ)功能； 要有專門的應(yīng)用程序； 遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議； 在世界網(wǎng)絡(luò)中有 可被識(shí)別的唯一編號(hào) 。 ? 人類最初的測(cè)量對(duì)象是 長(zhǎng)度 、 體積 、 質(zhì)量 和 時(shí)間 。現(xiàn)在的被測(cè)對(duì)象更加廣泛復(fù)雜： ? 工業(yè)領(lǐng)域的 光澤度 、 光滑度 等品質(zhì)測(cè)量； ? 機(jī)器人的 視覺(jué) 、 觸覺(jué) 、 滑覺(jué) 、 接近覺(jué) 等各種信息測(cè)量； ? 衛(wèi)星上監(jiān)視地球的 紅外線 測(cè)量 ， GPS定位 系統(tǒng)； ? 有人體 心電 、 腦電波 等體表電位測(cè)量 ， 生物斷面 測(cè)量； … ? 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 檢測(cè)系統(tǒng)的組成原理 ? 檢測(cè)對(duì)象的信號(hào)形式?jīng)Q定了選用傳感器的類型，大致可以歸類以下的不同領(lǐng)域中的不同信號(hào)： a) 機(jī)械自動(dòng)化 ：位移 、 速度 、 加速度 、 扭矩 、 力 、 振動(dòng)； b) 電磁學(xué) ：電流 、 電壓 、 電阻 、 電容 、 磁場(chǎng)； c) 生物化學(xué) ：濃度 、 成分 、 pH值等； d) 工業(yè)過(guò)程控制 ：流量 、 壓力 、 溫度 、 濕度 、 黏度等； e) 輻射測(cè)量 ：無(wú)線電磁波 、 微波 、 宇宙射線 ， α、 γ、 X射線 。非電量信息早期多用非電量的方法測(cè)量 。 ? 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ， 對(duì)測(cè)量的精確度 、 速度提出新的要求 ， 尤其對(duì)動(dòng)態(tài)變化的物理過(guò)程和物理量遠(yuǎn)距離測(cè)量 ，用非電方法無(wú)法實(shí)現(xiàn) ， 必須采用電測(cè)法 。 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 檢測(cè)系統(tǒng)的組成原理 ? 各種傳感器其 輸出信號(hào)的形式 因傳感器而異。 ? 信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)就是將傳感器接收信號(hào)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大、解調(diào)、 A/D轉(zhuǎn)換得到所希望的輸出信號(hào)。 普通電測(cè)儀表基本組成（數(shù)字萬(wàn)用表） 傳感器 非電量 電量 轉(zhuǎn)換、放大 解調(diào)電路 A/D變換 數(shù)字顯示 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 檢測(cè)系統(tǒng)的組成原理 ? 帶微型計(jì)算機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)， 如 單片微機(jī)系統(tǒng) 可對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 ，并提供顯示和記錄同時(shí)，也對(duì)整個(gè)測(cè)試過(guò)程進(jìn)行 控制 。 ? 所以 現(xiàn)代傳感技術(shù)是 自動(dòng)檢測(cè) 和 自動(dòng)控制系統(tǒng) 以及 機(jī)電一體化 的第一基礎(chǔ)。 ? 狹義： 能把外界 非電信息 轉(zhuǎn)換成 電信號(hào) 輸出的器件 。 （ 1） 傳感器定義 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 ? 定義表明傳感器有以下含義 ： ? 它是由 敏感元件 和 轉(zhuǎn)換元件 構(gòu)成的檢測(cè) 裝置 ； ? 能按一定 規(guī)律 將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成 電信號(hào) 輸出； ? 傳感器的 輸出與輸入 之間存在確定的 關(guān)系 ； ? 按使用的場(chǎng)合不同傳感器又稱為 : 變換器 、 變送器 、 換能器 、 探測(cè)器 （ 1）傳感器定義 檢測(cè)裝置 傳感器 輸入 輸出 電信號(hào) 被測(cè)量 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 傳感器由 敏感元件 、 轉(zhuǎn)換元件 、 基本電路 三部分組成： ? 敏感元件感受被測(cè)量 。 ? 基本電路把電參量接入電路轉(zhuǎn)換成電量 。 敏感元件 轉(zhuǎn)換元件 基本電路 電量輸出 被測(cè)量 （ 2）傳感器的組成 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 ? 測(cè)量?jī)x器一般由信號(hào)檢出器件和信號(hào)處理兩部分組成。 * X （ 3） 傳感器的圖形符號(hào) 幾個(gè)典型傳感器圖用圖形符號(hào) Ｐ a 電容式壓力傳感器 壓電式加速度傳感器 電位器式壓力傳感器 P 傳感與檢測(cè)技術(shù) 傳感器的定義、組成和分類方法 第 1章 傳感器概述 傳感器分類方法較多 ,大體有以下幾種： ２ ） 按傳感器的輸出信號(hào)分類 ?模擬傳感器 ?數(shù)字傳感器 （ 4） 傳感器的分類 1） 按傳感器檢測(cè)的范疇分類 ? 物理量傳感器 ? 化學(xué)量傳感器 ? 生物量傳感器 傳感與檢測(cè)技術(shù) 傳感器的定義、組成和分類方法 第 1章 傳感器概述 ４ ） 按傳感器的工作原理分類 ? 應(yīng)變式傳感器 ? 電容式傳感器 ? 壓電式傳感器 ? 磁電式 ... ３）按被測(cè)參數(shù)分類 ? 溫度傳感器 ? 壓力傳感器 ? 位移傳感器 ? 速度 ? ... （ 4） 傳感器的分類 傳感與檢測(cè)技術(shù) 傳感器的定義、組成和分類方法 第 1章 傳感器概述 5） 按傳感器的能源分類 ? 有源傳感器 ? 無(wú)源傳感器 （ 4）傳感器的分類 傳感與檢測(cè)技術(shù) 傳感器的定義、組成和分類方法 第 1章 傳感器概述 ? 國(guó)標(biāo)制定的傳感器分類體系表將傳感器分為： 物理量 、 化學(xué)量 、 生物類 傳感器三大門類； ? 含 12個(gè)小類： 力學(xué)量 、 熱學(xué)量 、 光學(xué)量 、 磁學(xué)量 、 電學(xué)量 、 聲學(xué)量 、射線 、 氣體 、 離子 、 溫度傳感器以及生化量 、 生理量傳感器 。 ? 傳感器是與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)緊密相連的一門新興學(xué)科，其種類很多，涉及的工作原理十分豐富。 本課程的特點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 本課程的特點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容 本課程的主要任務(wù)： ? 掌握各類傳感器的基本理論 ,掌握各種傳感器的工作原理、主要性能及其特點(diǎn)； ? 了解傳感器的使用方法和實(shí)際應(yīng)用；使同學(xué)掌握常用傳感器的工程設(shè)計(jì)方法和實(shí)驗(yàn)研究方法；同學(xué)們能合理地選擇和使用傳感器 。在掌握基本概念的同時(shí)，配合必要的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，注意理論聯(lián)系實(shí)際。 傳感與檢測(cè)技術(shù) 第 1章 傳感器概述 本章要點(diǎn)： ； ； ； 。 3)簡(jiǎn)述傳感器主要的發(fā)展趨勢(shì) ， 并說(shuō)明現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)的特征 。 如果沒(méi)有傳感器 ， 應(yīng)該出現(xiàn)哪