第1章前言及傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展課件

1、 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)1v第第1章章 傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展（傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展（4學時）學時）v第第2章章 傳感器的一般特性（傳感器的一般特性（3學時）學時）v第第3章章 應變式力學量傳感器（應變式力學量傳感器（3學時）學時）v第第4章章 壓電式力學量傳感器（壓電式力學量傳感器（3學時）學時）v第第5章章 光電式傳感器光電式傳感器(3學時學時) v第第6章章 溫度傳感器溫度傳感器(4學時學時)v第第7章章 紅外傳感器紅外傳感器(4學時學時)v第第8章章 光纖傳感器光纖傳感器 (3學時學時)v第第9章章 氣體傳感器氣體傳感器 (4學時學時)v第第10章章 濕度傳感器

2、濕度傳感器 (4學時學時)v第第11章章 生物傳感器生物傳感器(3學時學時)v第第12章章 機器人傳感器機器人傳感器(2學時學時)v第第13章章 智能傳感器智能傳感器(2學時學時)v第第14章章 傳感器的標定傳感器的標定( 2學時學時)v第第15章章 前沿專題前沿專題(6學時學時)課程教學內(nèi)容（課程教學內(nèi)容（5050學時）學時） 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)2v內(nèi)容：結(jié)合教學內(nèi)容選擇設計題目，查閱相關資料進行設計內(nèi)容：結(jié)合教學內(nèi)容選擇設計題目，查閱相關資料進行設計v方式：大組進行。設計、討論、點評方式：大組進行。設計、討論、點評v要求：完成后提交合格的課程設計報告要求：完成后提

3、交合格的課程設計報告課程設計及討論（課程設計及討論（1414學時）學時） 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)3 敏感材料與傳感器敏感材料與傳感器，蔣亞東，謝光忠編著，電子科技大，蔣亞東，謝光忠編著，電子科技大學出版社學出版社,2008.4,2008.41.1.傳感器原理、設計與應用，劉迎春、葉湘濱等，國防工業(yè)出版?zhèn)鞲衅髟怼⒃O計與應用，劉迎春、葉湘濱等，國防工業(yè)出版社，社，2001.42001.42.2.光學傳感與測量光學傳感與測量安毓英、曾小東，電子工業(yè)出版社，安毓英、曾小東，電子工業(yè)出版社，20012001年。年。3.3.敏感元器件及材料敏感元器件及材料，吳興惠，電子工業(yè)出版社，

4、吳興惠，電子工業(yè)出版社，1992.71992.74.4.現(xiàn)代新型傳感器原理與應用現(xiàn)代新型傳感器原理與應用，劉迎春、葉湘濱等，國防工業(yè)出，劉迎春、葉湘濱等，國防工業(yè)出版社，版社，2000.52000.55.5.激光光電檢測激光光電檢測，呂海寶，國防科技大學出版社，呂海寶，國防科技大學出版社，20002000年。年。6.6.光纖測量與傳感技術(shù)光纖測量與傳感技術(shù)孫圣和、王廷云、徐影，哈爾濱工業(yè)大學孫圣和、王廷云、徐影，哈爾濱工業(yè)大學出版社，出版社，20022002年年教材：教材：參考書目：參考書目： 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)課件參考課件參考v （1）網(wǎng)絡學堂網(wǎng)絡學堂 光電信息學院

5、光電信息學院傳感技術(shù)傳感技術(shù)v （2）精品課程）精品課程 2005 傳感技術(shù)傳感技術(shù) 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)5先修課程先修課程v固體物理學固體物理學v半導體物理學半導體物理學v模擬電子電路模擬電子電路v光學工程光學工程 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)The important thing in life is to have a great aim, and the determination to attain it. Johann Wolfgang von Goethe（德國詩人、劇作家歌德）（德國詩人、劇作家歌德） 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程

6、傳感技術(shù)一、一、傳感器傳感器二、二、傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)三、三、傳感器研究方法與研究思路傳感器研究方法與研究思路四、課程組傳感技術(shù)研究成果四、課程組傳感技術(shù)研究成果第第1 1章章 傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)81 1、傳感器的地位和作用、傳感器的地位和作用 人通過五官（視、聽、嗅、味、觸）獲取外界信息，經(jīng)過大腦思維（即信息處理）后做出相應的判斷或動作； 自動化測試系統(tǒng)中信息的獲取則是靠傳感器來完成，相當于人的五官部分（“電五官”），信息處理則由計算機（“電腦”）完成。一、傳感器一、傳感器 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)

7、9人體系統(tǒng)與自動化測試系統(tǒng)功能模塊對比人體系統(tǒng)與自動化測試系統(tǒng)功能模塊對比 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)一般非電量電測法測試系統(tǒng)的組成一般非電量電測法測試系統(tǒng)的組成非電量電測法測試系統(tǒng)的組成人為驅(qū)動信號驅(qū)動裝置對象被測標定裝置信號標準控制系統(tǒng)傳感器中間電路顯示記錄觀察者 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)11 目前人類社會已經(jīng)進入信息時代，一切科學研究與自動目前人類社會已經(jīng)進入信息時代，一切科學研究與自動化生產(chǎn)過程要獲取的信息，都要通過傳感器這個感覺器官來獲化生產(chǎn)過程要獲取的信息，都要通過傳感器這個感覺器官來獲取。取。 同時隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)

8、同時隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展，傳感器作為信息采集的前端原件，其重要性已變得越來越展，傳感器作為信息采集的前端原件，其重要性已變得越來越明顯。明顯。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)122 2、傳感器、傳感器(Sensor)定義定義國標定義：國標定義：傳感器是能傳感器是能感受感受規(guī)定的被測量并按照規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律一定規(guī)律轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成可用換成可用輸出信號輸出信號的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換電路組成。電路組成。定義二：定義二： 傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定

9、對應關系、且便于應用的某種物理量的測量裝置。有確定對應關系、且便于應用的某種物理量的測量裝置。狹義定義：狹義定義：將外界的輸入信號變換為將外界的輸入信號變換為電信號電信號的一類元件。的一類元件。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)13傳感器傳感器被測量電信號機械、熱、磁、電、化學、輻射機械、熱、磁、電、化學、輻射區(qū)別：區(qū)別： 換能器換能器(Transducer)-(Transducer)-是一種將信號從一種物理量形式轉(zhuǎn)換為另一是一種將信號從一種物理量形式轉(zhuǎn)換為另一種物理形式的裝置，因此換能器是一種能量變換器。若換能器是將其種物理形式的裝置，因此換能器是一種能量變換器。若換能器是將其他

10、形式的信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出，則稱其為傳感器。他形式的信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出，則稱其為傳感器。 有時候傳感器與換能器作為同義語使用，不過傳感器的含義側(cè)重于有時候傳感器與換能器作為同義語使用，不過傳感器的含義側(cè)重于幫助人們獲取那些潛在或微不足道的而使人的感官不能覺察的物理信幫助人們獲取那些潛在或微不足道的而使人的感官不能覺察的物理信息的裝置。息的裝置。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 從傳感器的定義中我們可以獲得如下一些信息：從傳感器的定義中我們可以獲得如下一些信息：傳感器是一種傳感器是一種測量裝置測量裝置；傳感器的輸入量是某一被測量，可能是傳感器的輸入量是某一被測量，可能是物理量物理

11、量，也，也可能是可能是化學量化學量，生物量生物量；傳感器的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、傳感器的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示、存儲等?？梢允菣C械信號，光轉(zhuǎn)換、處理、顯示、存儲等。可以是機械信號，光信號等，但主要是信號等，但主要是電信號電信號；傳感器的輸入和輸出量之間有傳感器的輸入和輸出量之間有對應關系對應關系，且應該有，且應該有一定的一定的精度精度。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)153 3、傳感器的組成、傳感器的組成傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成：傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成：敏感元件敏感元件：直接感受被測量，并輸出與被測量成確定直接

12、感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的某一物理量的元件。關系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路：以敏感元件輸出為輸入，對其進行放大、以敏感元件輸出為輸入，對其進行放大、濾波、調(diào)制等處理，使之成為便于顯示、記錄和處理濾波、調(diào)制等處理，使之成為便于顯示、記錄和處理的信息。的信息。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)16 有些傳感器很簡單，僅由一個敏感元件組成，有些傳感器很簡單，僅由一個敏感元件組成，它感受被測量時直接輸出電量。如：熱電偶、熱它感受被測量時直接輸出電量。如：熱電偶、熱敏電阻；敏電阻； 有些傳感器在敏感元件后往往還要增加一個有些傳感器在敏感元件后往往還要增加一個或多個轉(zhuǎn)換元

13、件，將被測量進行一定轉(zhuǎn)換后再或多個轉(zhuǎn)換元件，將被測量進行一定轉(zhuǎn)換后再接轉(zhuǎn)換電路。如汽車油箱中汽油接轉(zhuǎn)換電路。如汽車油箱中汽油液位測量裝置液位測量裝置以及以及應變式力傳感器應變式力傳感器。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)17汽車油箱中汽油液位測量裝置汽車油箱中汽油液位測量裝置RR浮子浮子-敏感元件敏感元件杠桿杠桿-轉(zhuǎn)換元件，轉(zhuǎn)換元件，將角位移變成另一角位移將角位移變成另一角位移變阻器變阻器-轉(zhuǎn)換元件，轉(zhuǎn)換元件，將角位移變成電阻變化將角位移變成電阻變化 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)18F應變片彈性膜片轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件應變片應變片敏感元件敏感元件彈性膜片彈性膜片應變式力

14、傳感器應變式力傳感器 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)19v是僅含轉(zhuǎn)換元件的最簡單，最基本的傳感器構(gòu)成型式，也是僅含轉(zhuǎn)換元件的最簡單，最基本的傳感器構(gòu)成型式，也稱為簡單傳感器。稱為簡單傳感器。v特點：特點：不需要外能源；不需要外能源；其傳感元件具有從被測對象直其傳感元件具有從被測對象直接吸取能量，并轉(zhuǎn)換成電量電效應；接吸取能量，并轉(zhuǎn)換成電量電效應； 輸出能量較好輸出能量較好v 例：熱電偶、壓電器件等例：熱電偶、壓電器件等敏感敏感元件元件輸入輸入輸出輸出自源型自源型4 4、傳感器的基本構(gòu)成（、傳感器的基本構(gòu)成（6 6種）種） 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)20v為轉(zhuǎn)換元

15、件外加輔助能源構(gòu)成的型式，其中輔助能源起激為轉(zhuǎn)換元件外加輔助能源構(gòu)成的型式，其中輔助能源起激勵作用勵作用, ,可以是電源也可以是磁源可以是電源也可以是磁源v特點：需要變換特點：需要變換( (測量測量) )電路才有適當?shù)碾娦盘栞敵鲭娐凡庞羞m當?shù)碾娦盘栞敵鰒例例: :某些磁電式和霍爾等電磁感應式傳感器某些磁電式和霍爾等電磁感應式傳感器敏感敏感元件元件輔助能源輔助能源輸入輸入輸出輸出帶激勵源型帶激勵源型 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)21v由利用被測量實現(xiàn)阻抗變換的轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成由利用被測量實現(xiàn)阻抗變換的轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成v它必須通過帶外電源的變換它必須通過帶外電源的變換( (測量測量) )電

16、路，才能獲得電量輸出。電路，才能獲得電量輸出。v例：熱敏電阻例：熱敏電阻外源式外源式轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路輸輸出出敏感元件敏感元件電源電源輸入輸入 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)22v采用采用兩個原理和特性完全相同的轉(zhuǎn)換元件兩個原理和特性完全相同的轉(zhuǎn)換元件，并置于同一環(huán)境，并置于同一環(huán)境中。其中一個接受輸入信號和環(huán)境影響，另一個只接受環(huán)境中。其中一個接受輸入信號和環(huán)境影響，另一個只接受環(huán)境影響，通過電路，利用后者消除前者的環(huán)境干擾影響。影響，通過電路，利用后者消除前者的環(huán)境干擾影響。v這種構(gòu)成法在應變式、固態(tài)壓阻式等傳感器中常被采用。這種構(gòu)成法在應變式、固態(tài)壓阻式等傳感器中常被采用。相

17、同傳感器的補償型相同傳感器的補償型敏感元件敏感元件敏感元件敏感元件輸入輸入輸出輸出環(huán)境量環(huán)境量 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)23v它也采用了兩個原理和特性完它也采用了兩個原理和特性完全相同的轉(zhuǎn)換元件，同時接收全相同的轉(zhuǎn)換元件，同時接收被測輸入量，并置于同一環(huán)境被測輸入量，并置于同一環(huán)境中。中。v巧妙的是，兩個轉(zhuǎn)換元件對被巧妙的是，兩個轉(zhuǎn)換元件對被測輸入量作反向轉(zhuǎn)換，對環(huán)境測輸入量作反向轉(zhuǎn)換，對環(huán)境干擾量作同向轉(zhuǎn)換，通過變換干擾量作同向轉(zhuǎn)換，通過變換（測量）電路使有用輸出量增（測量）電路使有用輸出量增加，干擾量相消。加，干擾量相消。v如應變電橋如應變電橋差動結(jié)構(gòu)補償型差動結(jié)構(gòu)補償

18、型敏感元件敏感元件敏感元件敏感元件電源電源輸出輸出輸入輸入環(huán)境量環(huán)境量（轉(zhuǎn)換電路）（轉(zhuǎn)換電路） 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)24v采用兩個原理和性質(zhì)不相同的轉(zhuǎn)換元件，且不一定置于同一環(huán)采用兩個原理和性質(zhì)不相同的轉(zhuǎn)換元件，且不一定置于同一環(huán)境處。其中一個接受信號，并已知其受環(huán)境影響的特性，另一境處。其中一個接受信號，并已知其受環(huán)境影響的特性，另一個接受環(huán)境影響量，并通過電路向前者提供等效的抵消環(huán)境影個接受環(huán)境影響量，并通過電路向前者提供等效的抵消環(huán)境影響的補償信號。響的補償信號。v例：采用熱敏元件的溫度補償；采用壓電補償片的溫度和加速例：采用熱敏元件的溫度補償；采用壓電補償片的溫

19、度和加速度干擾補償?shù)取６雀蓴_補償?shù)?。不同傳感器的補償型不同傳感器的補償型敏感元件敏感元件敏感元件敏感元件電源電源輸出輸出輸入輸入環(huán)境量環(huán)境量轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)5. 5. 傳感器的分類傳感器的分類 傳感器種類繁多，分類方式也有很多。目前最常用的分傳感器種類繁多，分類方式也有很多。目前最常用的分類方式是如下兩種。類方式是如下兩種。 按按工作原理工作原理分類分類 電阻式、電容式、霍爾傳感器、光電式（紅外、光纖）、電阻式、電容式、霍爾傳感器、光電式（紅外、光纖）、超聲波式、壓電式、電化學式、諧振式，等等。超聲波式、壓電式、電化學式、諧振式，等等。 四川省精品

20、課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 按按被測量被測量分類分類被測量類別被測量類別具體被測量具體被測量熱工量熱工量溫度、熱量、比熱；壓力、壓差、真空度；流量、流速，溫度、熱量、比熱；壓力、壓差、真空度；流量、流速，等。等。機械量機械量位移（線位移、角位移）；力、力矩；質(zhì)量；速度、加速位移（線位移、角位移）；力、力矩；質(zhì)量；速度、加速度；振幅、頻率；噪聲，等。度；振幅、頻率；噪聲，等。物性和成分物性和成分氣體、液體、酸堿度、濃度、粘度；密度；顏色；材料內(nèi)氣體、液體、酸堿度、濃度、粘度；密度；顏色；材料內(nèi)部缺陷，等。部缺陷，等。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)6. 6. 傳感器的應用傳

21、感器的應用 目前，傳感器已廣泛應用于各個領域，例如：工目前，傳感器已廣泛應用于各個領域，例如：工業(yè)自動化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、軍事工程、航天技術(shù)、資業(yè)自動化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、軍事工程、航天技術(shù)、資源探測、海洋開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測、安全防衛(wèi)、醫(yī)療診源探測、海洋開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測、安全防衛(wèi)、醫(yī)療診斷、家用電器等。斷、家用電器等。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)各國對傳感器的重視程度各國對傳感器的重視程度 傳感器技術(shù)是國防武器裝備的核心關鍵技術(shù)之一美國，29%西歐，21%中國，1%尤里卡計劃尤里卡計劃 八五十一五八五十一五白宮計劃白宮計劃日本，19.5% 先進技術(shù)計劃先進技術(shù)計劃未來的戰(zhàn)爭一定程度上可以稱之

22、為傳感器戰(zhàn)爭傳感器戰(zhàn)爭！ 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)29v足夠的容量足夠的容量傳感器的工作范圍或量程足夠大，且傳感器的工作范圍或量程足夠大，且具有一定的過載能力具有一定的過載能力v靈敏度高，精度適當，響應速度快靈敏度高，精度適當，響應速度快v穩(wěn)定性高，可靠性好穩(wěn)定性高，可靠性好v實用性和適用性強實用性和適用性強體積小，重量輕，對被測對象體積小，重量輕，對被測對象影響??；其輸出力求采用通用或標準形式影響小；其輸出力求采用通用或標準形式v使用經(jīng)濟使用經(jīng)濟成本低，壽命長，便于維護和校準成本低，壽命長，便于維護和校準7. 7. 對傳感器的一般要求對傳感器的一般要求 四川省精品課程傳感

23、技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)30溫度傳感器溫度傳感器8 8、傳感器實例、傳感器實例 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)31離子感煙器離子感煙器傳感器實例傳感器實例 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)32明火探測器明火探測器傳感器實例傳感器實例 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)33氣體傳感器氣體傳感器傳感器實例傳感器實例 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)34溫濕度傳感器溫濕度傳感器 傳感器實例傳感器實例 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)35非致冷紅外傳感器非致冷紅外傳感器(1)(1)傳感器實例傳感器實例 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳

24、感技術(shù)36非致冷紅外傳感器非致冷紅外傳感器(2)(2)傳感器實例傳感器實例 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)371. 1.涉及多學科與技術(shù)，包括材料科學、精密機械、微涉及多學科與技術(shù)，包括材料科學、精密機械、微電子、微機械加工工藝、材料力學、彈性力學、計電子、微機械加工工藝、材料力學、彈性力學、計算機技術(shù)、物理學、生物化學、測試技術(shù)等。算機技術(shù)、物理學、生物化學、測試技術(shù)等。2. 2.品種繁多，被測參數(shù)包括熱工量、電工量、化學量、品種繁多，被測參數(shù)包括熱工量、電工量、化學量、物理量、機械量、生物量、狀態(tài)量等。物理量、機械量、生物量、狀態(tài)量等。3. 3.應具有高穩(wěn)定性、高可靠性、高重

25、復性、低遲滯、應具有高穩(wěn)定性、高可靠性、高重復性、低遲滯、快響應和良好的環(huán)境適應性?？祉憫土己玫沫h(huán)境適應性。9 9、傳感器的技術(shù)特點、傳感器的技術(shù)特點 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)4. 4.應用領域廣泛，無論是高新技術(shù)，還是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，都應用領域廣泛，無論是高新技術(shù)，還是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，都需要應用大量的傳感器。需要應用大量的傳感器。5. 5.應用要求千差萬別，有的量大面廣，有的專業(yè)性很強；應用要求千差萬別，有的量大面廣，有的專業(yè)性很強；有的要求高精度，有的要求高穩(wěn)定性，有的要求高可有的要求高精度，有的要求高穩(wěn)定性，有的要求高可靠性；有的要求耐振動，有的要求防爆，等。靠性；有的要求耐振

26、動，有的要求防爆，等。6. 6.發(fā)展相對緩慢。但一旦成熟，其生命力強，如應變式發(fā)展相對緩慢。但一旦成熟，其生命力強，如應變式傳感技術(shù)已有傳感技術(shù)已有7070年的歷史，目前仍然占有重要的地位。年的歷史，目前仍然占有重要的地位。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)You have to believe in yourself. Thats the secret of success. Charles Chaplin（卓別林）（卓別林） 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)二、傳感器技術(shù)二、傳感器技術(shù) 1. 1. 什么是傳感（器）技術(shù)什么是傳感（器）技術(shù) 傳感器技術(shù)是一個匯聚物理、

27、化學、材料、器傳感器技術(shù)是一個匯聚物理、化學、材料、器件、機械、電子、生物工程等多類型交叉學科，涉件、機械、電子、生物工程等多類型交叉學科，涉及傳感檢測原理、傳感器件設計、傳感器開發(fā)和應及傳感檢測原理、傳感器件設計、傳感器開發(fā)和應用的綜合技術(shù)。用的綜合技術(shù)。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)41材料學材料學物理化學物理化學生物學生物學電子學電子學電路與系統(tǒng)電路與系統(tǒng)機械機械傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)傳感檢測原理傳感器件設計傳感器開發(fā)和應用 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)422. 2. 傳感器技術(shù)的重要性傳感器技術(shù)的重要性 傳感器是自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的關鍵性基傳感器是自動化

28、系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的關鍵性基礎器件，礎器件， 是獲取自然和科學領域中信息的主要是獲取自然和科學領域中信息的主要途徑與手段。途徑與手段。 傳感器技術(shù)是信息技術(shù)的三大核心技術(shù)之一。傳感器技術(shù)是信息技術(shù)的三大核心技術(shù)之一。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)43傳感器技術(shù)采集信息通信技術(shù)計算機技術(shù)傳輸信息處理信息 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 傳感器技術(shù)的發(fā)展制約著現(xiàn)代社會的發(fā)展。傳感器技術(shù)的發(fā)展制約著現(xiàn)代社會的發(fā)展。 目前，作為人腦模擬的計算機技術(shù)發(fā)展極為目前，作為人腦模擬的計算機技術(shù)發(fā)展極為迅速，然而模擬人感官的傳感器發(fā)展相對較慢。迅速，然而模擬人感官的傳感器發(fā)展相對較慢。

29、沒有信息的獲取，信息傳輸和處理就無從談起；沒有信息的獲取，信息傳輸和處理就無從談起；現(xiàn)代社會要求傳感器、計算機、通信三者相互協(xié)現(xiàn)代社會要求傳感器、計算機、通信三者相互協(xié)調(diào)發(fā)展。調(diào)發(fā)展。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)451. 1. 新材料、新功能的開發(fā)應用新材料、新功能的開發(fā)應用2. 2. 微機械加工工藝的發(fā)展微機械加工工藝的發(fā)展3. 3. 傳感器的多功能化發(fā)展傳感器的多功能化發(fā)展4. 4. 傳感器的智能化發(fā)展傳感器的智能化發(fā)展3 3. .傳感器技術(shù)的發(fā)展動向傳感器技術(shù)的發(fā)展動向 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)1.新材料、新功能的開發(fā)應用v此外，一些化合物半導體材料

30、此外，一些化合物半導體材料、復合材料、薄膜材料、形狀、復合材料、薄膜材料、形狀記憶合金材料等在傳感器技術(shù)記憶合金材料等在傳感器技術(shù)中得到了成功地應用。中得到了成功地應用。半導體硅材料半導體硅材料石英晶體材料石英晶體材料功能陶瓷材料功能陶瓷材料其他材料其他材料 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 敏感元件是基于敏感材料的各種物理、化學、生物效應和敏感元件是基于敏感材料的各種物理、化學、生物效應和現(xiàn)象的。新效應的發(fā)現(xiàn)，新型敏感材料的開發(fā)是新型傳感器問現(xiàn)象的。新效應的發(fā)現(xiàn)，新型敏感材料的開發(fā)是新型傳感器問世的重要基礎。世的重要基礎。 如利用直流如利用直流JosephsonJosephson

31、效應（一種超導體超導電流的量子干效應（一種超導體超導電流的量子干涉效應）研制成的超導量子干涉儀（涉效應）研制成的超導量子干涉儀（SQUIDSQUID），可用于測量人），可用于測量人體心臟和腦活動時的微磁場變化，分辨力高達體心臟和腦活動時的微磁場變化，分辨力高達1010-13-13T T。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)482. 微機械加工工藝的發(fā)展平面電子加工工藝技術(shù)平面電子加工工藝技術(shù)固相鍵合工藝技術(shù)固相鍵合工藝技術(shù)機械切割技術(shù)機械切割技術(shù)整體封裝工藝技術(shù)整體封裝工藝技術(shù)微機械加工工藝微機械加工工藝 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 傳感器的集成化、微型化和多功能化

32、傳感器的集成化、微型化和多功能化 微納米技術(shù)和微機械加工技術(shù)的發(fā)展，為傳感器的微型化、微納米技術(shù)和微機械加工技術(shù)的發(fā)展，為傳感器的微型化、集成化和多功能化鋪平了道路。微型傳感器（或微傳感器）的集成化和多功能化鋪平了道路。微型傳感器（或微傳感器）的顯著特征是體積微小，集成度高，可在同一芯片上實現(xiàn)多個傳顯著特征是體積微小，集成度高，可在同一芯片上實現(xiàn)多個傳感器功能。感器功能。 如日本研制出如日本研制出2.5mm2.5mm0.5mm0.5mm的微傳感器，可用導管直接送的微傳感器，可用導管直接送入心臟，可同時檢測入心臟，可同時檢測NaNa、K K和和H H離子濃度；又如目前國外積極開離子濃度；又如目前

33、國外積極開展的納米機器人的研發(fā)工作，也是基于微納米技術(shù)。展的納米機器人的研發(fā)工作，也是基于微納米技術(shù)。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)513. 傳感器的多功能化發(fā)展一種同時檢測一種同時檢測NaNa+ +、K K+ +和和H H+ +離子的傳感器離子的傳感器一種多功能氣體傳感器一種多功能氣體傳感器能夠同時測量能夠同時測量H H2 2S S、C C8 8H H1818、C C1010H H2020O O、NHNH3 3四種氣體四種氣體 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)524.傳感器的智能化發(fā)展傳感器傳感器微處理器微處理器+智能

34、化傳感器智能化傳感器有線智能傳感器及網(wǎng)絡有線智能傳感器及網(wǎng)絡無線智能傳感器及網(wǎng)絡無線智能傳感器及網(wǎng)絡 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 傳感器的智能化傳感器的智能化 智能傳感器是指具有判斷和學習能力的傳感器，其開發(fā)已智能傳感器是指具有判斷和學習能力的傳感器，其開發(fā)已在眾多國家蓬勃開展。它不僅能實現(xiàn)信息的探測、處理、邏輯在眾多國家蓬勃開展。它不僅能實現(xiàn)信息的探測、處理、邏輯判斷和雙向通訊，而且具有自我檢測、校正、補償?shù)榷喾N功能。判斷和雙向通訊，而且具有自我檢測、校正、補償?shù)榷喾N功能。 預計未來預計未來1010年，傳感器智能化將首先發(fā)展成由

35、微傳感器、年，傳感器智能化將首先發(fā)展成由微傳感器、微處理器、微執(zhí)行器和接口電路等模塊組成的閉環(huán)傳感系統(tǒng)。微處理器、微執(zhí)行器和接口電路等模塊組成的閉環(huán)傳感系統(tǒng)。這些模塊都可以集成到同一塊芯片上。這些模塊都可以集成到同一塊芯片上。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù) 仿生傳感器仿生傳感器 大自然是生物傳感器的優(yōu)秀設計師。它經(jīng)過漫長的歲月，大自然是生物傳感器的優(yōu)秀設計師。它經(jīng)過漫長的歲月，不僅造就了集多種感官于一身的人類本身，而且還涉及了許許不僅造就了集多種感官于一身的人類本身，而且還涉及了許許多多

36、功能奇特、高超的生物傳感器。如狗的嗅覺（靈敏度為人多多功能奇特、高超的生物傳感器。如狗的嗅覺（靈敏度為人的一百萬倍），鳥的視覺（為人類的一百萬倍），鳥的視覺（為人類8-508-50倍），蝙蝠、海豚的聽覺倍），蝙蝠、海豚的聽覺（超聲波傳感器），蛇的接近覺（可分辨（超聲波傳感器），蛇的接近覺（可分辨0.0010.001），等等。），等等。 這些動物的感官性能是當今傳感技術(shù)所企及的目標。這些動物的感官性能是當今傳感技術(shù)所企及的目標。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)58敏感機理敏感材料選擇結(jié)構(gòu)設計工藝優(yōu)化三、傳感器研究方法與研究思路三、傳感器研究方法與研究思路 四川省精品課程傳感技術(shù)四川

37、省精品課程傳感技術(shù)59傳感器研究思路1.研究傳感器，首先得從研究敏感材料入手，研究敏感材料對外界物理、化學變化的敏感特性，包括響應時間，變化規(guī)律，以及外界其他物理、化學環(huán)境變化對敏感材料敏感特性得影響2.設計合適的傳感功能結(jié)構(gòu)?？紤]將敏感材料鍍在什么樣的器件結(jié)構(gòu)上才使得敏感材料能夠發(fā)揮好其敏感特性3.制備工藝的研究4.后端對信號的處理電路，包括放大電路、濾波電路等。 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)微叉指電極陣列微叉指電極陣列OTFT（有機薄膜晶體管）（有機薄膜晶體管） 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)61四、課程組傳感技術(shù)研究成果四、課程組傳感技術(shù)研究成果 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)62研究方向動態(tài)研究方向動態(tài)有機敏感有機敏感電子電子學學 有機材料有機材料敏感電子學敏感電子學 四川省精品課程傳感技術(shù)四川省精品課程傳感技術(shù)63重點研究領域重點研究領域化化學學傳傳感感器器線性濕敏傳感器線性濕敏傳感器非線性濕敏傳感器非線性濕敏傳感器電子聚合物電子