傳感器技術(shù)課件ch00緒論

1、傳感器技術(shù)1一、人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)能對應(yīng)關(guān)系外界信息感 官人 腦肢 體人 體 系 統(tǒng)傳感器計(jì)算機(jī)執(zhí)行器機(jī)器系 統(tǒng)Sensor、Transducer“機(jī)電五官”2性能凌駕于人的感官之上：（1）測量人體無法感知的量（3）測量范圍寬、精確高、可靠性好（2）惡劣環(huán)境下工作 溫度傳感器：-196 1800 壓力傳感器：0.01psi 10000psi 精度：0.1% 0.01% 可靠度：8 9 級(jí)3信息處理電信電話科技測試設(shè)備控制交通控制輸電系統(tǒng)機(jī)床機(jī)器人家用電器照相機(jī)汽車飛機(jī)船舶氣象海洋環(huán)境污染醫(yī)療防火光能利用熱能利用土木建筑農(nóng)林機(jī)械能利用貨幣金融食品1115511010347365981612778343

2、1 3147111707693612621242014需要量傳感器技術(shù)對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的作用。二、主要應(yīng)用4例0-1：化工產(chǎn)品自動(dòng)生產(chǎn)過程1、自動(dòng)檢測與自動(dòng)控制系統(tǒng)石油、化工、電力、鋼鐵、機(jī)械等加工工業(yè)設(shè)備推動(dòng)力液體或氣體檢測壓力或壓強(qiáng)進(jìn)料自動(dòng)稱重按比例混合反應(yīng)容器內(nèi)液體成品半成品在生產(chǎn)線上傳輸自動(dòng)控制傳輸速度自動(dòng)控制容器液位測定容器中的壓力體積自動(dòng)稱重分裝計(jì)數(shù)52、汽車與傳感器傳統(tǒng)：行駛速度、距離、發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、燃料剩余量安全：安全氣囊系統(tǒng)、防盜裝置、防滑控制系統(tǒng)、防抱 死裝置、電子變速控制裝置、汽車“黑匣子”環(huán)保：排氣循環(huán)裝置、電子燃料噴射裝置673、傳感器與家用電器自動(dòng)電飯鍋、

3、吸塵器、空調(diào)器、電子熱水器、風(fēng)干器、電熨斗、電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、照相機(jī)、電冰箱、電視機(jī)、錄像機(jī)、家庭影院家庭自動(dòng)化藍(lán)圖：85、傳感器在醫(yī)療及人體醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用醫(yī)用電子學(xué)醫(yī)用傳感器：人體內(nèi)部溫度、血液、呼吸流量、 腫瘤、心音、 腔內(nèi)壓力、心腦電波6、傳感器與航空及航天飛行器：控制在預(yù)定軌道上速度、加速度、飛行距離測量陀螺儀、陽光傳感器、星光傳感器、地磁傳感器周圍環(huán)境、內(nèi)部設(shè)備監(jiān)控、本身狀態(tài)9溫濕度、露點(diǎn)探頭、CO2探頭、大氣壓力傳感器濕度傳感器濕度傳感器109、傳感器在軍事技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用美國高級(jí)將領(lǐng)與著名學(xué)者訪談錄陳伯江“信息時(shí)代的軍事革命” 美國參聯(lián)會(huì)副主席歐文斯上將“改變那種認(rèn)為軍事力量主

4、要是軍艦、坦克和飛機(jī)的概念，把我們的注意力放在思考信息和電信技術(shù)所能提供的軍事力量上來。這場軍事革命標(biāo)志著一種轉(zhuǎn)變，即從重視軍艦、坦克和飛機(jī)，轉(zhuǎn)為重視諸如傳感器這類東西的作用?！?1三、地位及發(fā)展?fàn)顩r傳感器是信息采集系統(tǒng)的首要部件，計(jì)算機(jī)的“五官”，如果沒有傳感器對原始信息進(jìn)行精確、可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，一切測量和控制都是不可能實(shí)現(xiàn)的。1、現(xiàn)代測量與自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)2、衡量國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志 傳感器與傳感器技術(shù)的發(fā)展水平是衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志，也是判斷一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化程度與生產(chǎn)水平高低的重要依據(jù)。123、現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)既是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的

5、源頭，又是信息社會(huì)賴以存在和發(fā)展的物質(zhì)與技術(shù)基礎(chǔ)。如果沒有高度保真和性能可靠的傳感器，沒有先進(jìn)的傳感器技術(shù)，信息的準(zhǔn)確獲得與精密檢測就成了一句空話，通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)也就成了無源之水，無本之木，現(xiàn)代測量與自動(dòng)化技術(shù)隨之變成水中之月、鏡中之花。134、各國政府高度重視日本科學(xué)技術(shù)廳把傳感器技術(shù)列為六大核心技術(shù)（計(jì)算機(jī)、通訊、激光、半導(dǎo)體、超導(dǎo)和傳感器）之一。日本政府還在21世紀(jì)技術(shù)預(yù)測中將傳感器列為首位。美國白宮將“傳感器及信號(hào)處理”列為對國家安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要影響的關(guān)鍵技術(shù)之一。西歐各國在制定“尤里卡”發(fā)展計(jì)劃中，把傳感器技術(shù)作為優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)。我國政府在“863計(jì)劃”及重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)

6、目中，均把傳感器列在重要位置。14四、發(fā)展方向新理論的探討、新技術(shù)的應(yīng)用、新材料和新工藝的研究2、確保傳感器的可靠性，延長其使用壽命1、努力實(shí)現(xiàn)傳感器的新特性檢測范圍寬、高靈敏度、高精度、響應(yīng)速度快、 互換性好3、提高集成化和功能化程度信息處理功能一體化：敏感元件、電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器功能和信息處理功能一體化154、微型化微機(jī)電系統(tǒng) MEMS（Microelectro-mechanical System） 輪廓尺寸在毫米量級(jí)、元件尺寸在微米量級(jí)、可運(yùn)動(dòng)的微型機(jī)電裝置。微型集成傳感器：力、壓力、加速度、化學(xué)傳感器集成電路：微型的齒輪、電機(jī)、泵、閥門、 懸臂梁、光學(xué)鏡片 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 借助集成電路的制造技術(shù)來制造機(jī)械裝置165、新型功能材料的開發(fā)各種新型傳感器孕育在新材料之中半導(dǎo)體材料和新工藝的發(fā)展：半導(dǎo)體傳感器壓電半導(dǎo)體材料發(fā)展：壓電集成傳感器高分子壓電薄膜的出現(xiàn)：機(jī)器人觸覺傳感器本專業(yè):生產(chǎn)過程自動(dòng)控制、新產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)革新。實(shí)驗(yàn)儀器制做、演示儀器制做、結(jié)合實(shí)踐教學(xué)。17五、課程及教材2、關(guān)于教材參考書及資料1、課程特點(diǎn)：理論性、綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科 內(nèi)容離散 知識(shí)密集程度高