第一章 传感器技术基础优秀课件.ppt
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1、第一章 传感器技术基础第1页,本讲稿共25页本章目录 第一节 机电一体化系统中物理量的测量与传感器 第二节 传感器的定义和组成 第三节 传感器的分类 第四节 传感器的基本特征第2页,本讲稿共25页本章主要内容 理解传感器的概念、作用 了解传感器的应用及发展方向 掌握传感器的静态特性 熟悉传感器的动态特性第3页,本讲稿共25页第一节 机电一体化系统中物理量的测量与传感器 机电一体化技术是机械技术与微电子技术、计算机技术、信息技术相结合的综合性高新技术。要把机电一体化系统设备中的物理量准确可靠的测量出来,以电信号的方式输入给计算机或其它电子设备,必须依赖电测量的方法。相对而言,电量的电测量比较容易
2、,使用电工仪表和电子仪器就可以对一般的电量直接进行测量。对于非电量就不能直接使用电工仪表和电子仪器进行测量,而原有的对非电量的测量方法已不能适应机电一体化系统的要求。这就要求对原有的非电量测量方法加以改进和提高,采用新技术新方法。第4页,本讲稿共25页采用传感技术的非电量电测方法,就是人们在实践中不断摸索和提高,从而发展起来的测量方法。转换技术的器件就是传感器,采用传感器对非电量进行电测具有以下的特点:(1)可进行微量检测,精度高、速度快。(2)可实现远距离遥测及遥控。(3)可实现无损检测。(4)能连续进行测量、记录和显示。(5)可采用计算机技术对测量数据进行运算、存储和处理,并根据处理结果对
3、被测量对象进行工作状态的控制。(6)测量安全可靠。第5页,本讲稿共25页精准农业是在现代信息技术、生物技术、工程技术基础上发展起来的现代农业生产形式。其核心技术是农田地理信息系统、全球定位系统、遥感技术和计算机自动控制技术。精 准 农 业精量播种 变量喷药精准灌溉第6页,本讲稿共25页无线传感器结点工业监测与控制产品检测天然气压力监测第7页,本讲稿共25页桥梁结构监测监测风速、风向、温度、湿度、能见度、降雨强度等。东海大桥第8页,本讲稿共25页上海浦东机场的周界防入侵系统在机场四周设立无线传感器警戒网,形成低空、地面、地下三维立体报警体系。每个结点由震动、声响、磁场和微波传感器等组成。通过网络
4、,可以随时监测周边实况。第9页,本讲稿共25页太湖水自动监测工程 在太湖大范围水域布放传感器,通过无线传输方式24小时监测太湖水质的各项变化,并将数据及时传回数据中心。水质自动监测浮标 第10页,本讲稿共25页我国科学家在海拔4093米的南极冰穹A地区,布设监测冰雪变化的“智能尘埃”网络,将南极冰雪表面数据与空中的遥感卫星监测数据相结合,对南极冰穹开展天地一体的监测研究。环境监测无线传感器网络冰雪监测系统第11页,本讲稿共25页第二节 传感器的定义和组成 什么是传感器?第12页,本讲稿共25页什么是传感器?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 人体系统和机
5、器系统比较 感知外界信息 感知外界信息 大脑 大脑 肌体 肌体第13页,本讲稿共25页什么是传感器?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,大脑把这些信号分析处理传递给肌体。如果用机器完成这一过程,计算机相当人的大脑,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长,有人又称“电五官”。传感器外 界 信息感 官 大 脑 肌 体计算机执行机构第14页,本讲稿共25页从广义来讲,典型的传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。敏感元件:它是直接感受和响应被测量,并输出与被测量有一定对应关系 的某一物理量的元件。转换元件:敏感元件的输出量
6、就是它的输入量,它把输入量转换成电路参数量。但这个电路参数量往往需经转换后,才能被后续电路所应用。转换电路:它接受转换元件所转换成的电路参数量,并把它转换成后续电路所能应用的电信号。敏感元件与转换元件在结构上时常是装在一起的,转换电路为了减小外界的干扰和影响也希望和它们装在一起,但由于空间的限制或者其它原因,转换电路常装载于测控箱内。第15页,本讲稿共25页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:构成现代信息技术的三大支柱是:传感器技术 传感器技术(信息采集)(信息采集);通信技术 通信技术(信息传输)(信息传输);计算机技术 计算机技术(信息处理)(信息处理);它们在信息系统中分
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