1.1 传感器技术概论（课件）- 《传感器与检测技术》同步教学（人民邮电版）

“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认。以传感器为核心的检测系统就像神经和感官一样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有力工具。 科学仅仅是在人们懂得了测量才开始的 －门捷列夫 [Mendelyeev, Dmitry Ivanovich] 传感器的概念 地位及作用 自动检测/控制系统 现状及趋势 1.1 传感器技术概论 1.1.1 传感器的概念 1.1 传感器技术概论 1.1.1什么是传感器 眼（视觉） 耳（听觉） 鼻（嗅觉） 皮肤（触觉） 舌（味觉） 人体系统和机器系统比较 感知外界信息 → 大脑 → 肌体 1.1.1什么是传感器 人的体力和脑力劳动通过感觉器官接收外界信号，将这些信号传送给大脑，大脑对信号分析处理后传递控制信息给肌体； 如果用机器完成这一过程，数据处理装置（如计算机等）相当人的大脑，执行机构相当人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。 传感器好比人体感官的延伸，有人又称“电五官”。 图1.1.1 人体与机器系统的比较 1.1.2传感器技术的作用和地位 构成现代信息技术的三大支柱是： 传感器技术（信息采集）； 通信技术 （信息传输）； 计算机技术（信息处理）； 它们在信息系统中分别起到 “感官”、“神经”和“大脑”的作用。 在利用信息的过程中，首先要解决获取准确可靠的 信息问题，而传感器是获取信息的主要途径和手段。 7 传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品、起居生活、生物医疗等。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的是汽车市场的需求，占第二位的是过程控制市场，前景看好是通讯市场。 科学研究的先行官 诺贝尔奖获得者R. R. Ernst说“现代科学的进步越来越依靠尖端仪器的发展” 俄国化学家门捷列夫指出“科学是从测量开始的” 近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得者达38人 1.1.2传感器技术的地位及作用 8 （1）传感器在工业监测和控制中的应用 1.1 传感器技术概论 数字化工厂项目（来源：深圳立德通讯） 9 产品质量测量 在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。 汽车扭距测量 机床加工精度测量 汽车出厂检验原理框图 9 10 产品质量测量 1.1.2 传感器技术的地位及作用 工业生产 汽车参数检测 位置检测 （2）传感器与智慧人居 13 这种遥控器所利用的是一种肉眼看不见的红外光，又称为红外线。 电视机的遥控器中就是使用着光学传感器。 肉眼看不见 （2）传感器与智慧人居 14 这种麦克风是一种将声音信号转换为电信号的传感器。 唱卡拉OK时使用的麦克风，也是一种传感器。 电容指纹识别 14 15 透光率传感器 温湿度传感器 温度传感器 感应水龙头 电子门 16 火灾报警器 17 （3）传感器在汽车中的应用 发动机：向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息， 对发动机工作状况进行精确控制 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等 汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容 普通轿车：约安装几十到近百只传感器， 豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。 底 盘：控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等 车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温 车 身：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等 温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等 18 19 汽车气囊的保护作用 使用加速度传感器可以在汽车发生碰撞时，经控制系统使气囊迅速充气 。 20 辅助泊车传感器 双声纳 间隙检测声纳 后声纳 间隙警告ECU 间隙检测声纳 集成开关面板 主要功能是判断正前方及侧前方的障碍物 21 （4）传感器在机器人上的应用 广州中鸣数码的机器狗 触觉能力： 主要指确定工作对象是否存在，以及它的尺寸大小和形状等。 接近觉： 主要用于探测机器人自身与周围物体之间相对位置或距离的传感器。接近觉界于触觉与视觉之间。 视觉： 孔、边、拐角的检测及工作对象形状的