1 传感与检测的基础知识（课件）- 《传感器与检测技术》同步教学（清华大学版）

项目一 传感与检测的基础知识 项目分析 任务1.1　检测装置的认识 任务1.2　传感器的评价特性 知识拓展 项目一　传感与检测的基础知识 项目分析 了解检测技术的概念，检测技术的作用及检测系统的组成 了解传感器的概念与种类，了解各种传感器的最新发展水平和方向 能查阅传感器的主要性能指标，会根据测量要求正确选择传感器 任务分析 1 任务一 传感器技术基础 任务1.1检测装置的认识 相关知识 2 技能训练 3 任务分析 本任务主要介绍常用传感器与检测的基本知识和传感器与检测与转换技术综合实验台的使用方法。通过学习，可以了解传感器与检测技术的概念。 相关知识 （1）所谓检测，就是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。 （2）能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为自动检测与转换技术。 1．检测技术的概念 检测技术用于日常生活、国防、航天、工业等诸多领域。图1－1~图1－4所示为检测技术在这些领域应用的一些典型示例。 2．检测技术的作用 图1-1 检测技术在日常生活中的应用 例一：日常生活中的洗衣机、电冰箱、电饭煲、等家用电器都安装了传感器； 图1-2 飞机的机身内外布置的传感器 例二：研究飞机的强度，就要在机身、机翼上贴几百片应变片，并进行动态特性的测试； 图1-3 检测技术在机械臂上的应用 例三：在机械制造工业中，通过对机床的加工精度、切削速度、床身振动等许多静态、动态参数进行在线测量，可控制加工质量； 图1-4 检测技术在汽车中的应用 例四：一辆现代化汽车所用的传感器多达数十种，用以检测车速、方位、转矩、振动、油压、油量和温度等。 我们可以通过类比人体的信息反应系统来了解自动检测系统对信息的处理过程。 3．自动检测系统的组成 （1）传感器 传感器是一种检测装置，它能感受各种非电量的信息，如压力、温度及位移等，并将它们按一定的规律转换成电信号或其他所需要的信息输出，为各种自动控制提供依据，它是实现自动检测和自动控制的重要环节。国家标准GB 7665—87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。” （2）显示器 目前常用的显示器有4类：模拟显示、数字显示、图像显示及记录仪。 数字显示多采用发光二极管和液晶等以数字的形式来显示读数。前者亮度高，后者耗电小。 图像显示是用CRT或点阵式的LCD来显示读数或被测参数的变化曲线。 记录仪主要用来记录被测参数的动态变化过程。常用的记录仪有笔式记录仪、绘图仪、数字存储示波器、磁带记录仪等。 （3）执行机构 执行机构通常是指各种继电器、电磁铁、电磁阀、电磁调节阀、伺服电动机等，它们在电路是起通断、控制、调节、保护等作用的电器设备。许多检测系统能输出与被测量有关的电流或电压信号，作为自动控制系统的控制信号，去驱动这些执行机构。 技能训练 训练目的 训练器材 原理简介 训练内容与步骤 认识检测与转换实验台，知道各模块的作用、面板的功能，知道实验台可做哪些传感器实验，能初步应用传感器实验系统软件。 1．训练目的 KMC-Ⅲ检测与转换（传感器）技术综合实验台，如图1－6所示。 2．训练器材 图1－6 KMC-Ⅲ检测与转换（传感器）技术综合实验台 KMC-Ⅲ型检测与转换（传感器）技术综合实验台作为教学实验仪器，传感器采用进口透明有机玻璃制作，教学上性能好、比较直观。转换电路板采用模块化结构，一个模块对应一类传感器，训练接线方便，电源具有自动保护功能。传感器和转换电路模块正面印有电路原理图。这种直观性有助于学生增加感性认识，提高实训效果。 3．原理简介 KMC-Ⅲ型检测与转换技术实验台由主控台、传感器、实验模块、位移台架、数据采集卡及处理软件、实验台桌六部分组成。 （1）主控台部分 （2）传感器部分 电阻式传感器 电容式传感器 电感式传感器 光电式传感器 超声波传感器 涡流式传感器 热释电红外传感器 硅光电池传感器 转速传感器 压电式、磁电式传感器 气敏传感器 温敏传感器 霍尔式传感器 （3）实验模块部分 电阻传感器电路与霍尔式传感器转换电路 电感式传感器转换电路 电容式传感器转换电路 光电传感器转换电路 温度式传感器转换电路与控制电路 （3）实验模块部分 热释电红外传感器转换电路 气敏传感器转换电路 硅光电池转换电路 压力传感器转换电路