第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

第1章 传感器的基本概念什么是传感器和传感器技术 传感器与传感器技术的作用和地位 传感器应用领域 传感器的定义和组成 传感器分类 传感器技术的特点 传感器的需求、水平、 传感器的需求、水平、现状 传感器与传感器技术发展趋势 传感器的一般特性

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

什么是传感器和传感器技术为了研究自然现象和制造劳动工具，人类必须了解 外界各类信息。人 体 系 统

外 界 信 息

感 官

人 脑

肢 体

传感器

计算机机 器 系 统

执行器

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

传感器是获取信息的工具。 是指那些对某一确定的信息具有感受(或响应)与 检出功能，并按照一定规律转换成与之对应的有用输出 信号的元器件或装置。工业测 量

传感器( Transducer 或 Sensor ),俗称探头，有时 亦被称为换能器、变送器、变换器或探测器。能量转 换 标准输出信 号 转换效 率

传感器技术是关于传感器设计、制造及应用的综合 技术。

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

电阻应变式力传感器 压阻式压力传感器 密封型压力变送器 旋转差动变压器

电涡流传感器

电感式接近开关 电容式差压变送器

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

压电加速度传感器

热电阻、 热电阻、热电偶

热敏电阻

光敏二、 光敏二、三极管

光电管

光敏电阻

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

光电池

热释电传感器

CCD图像传感器 图像传感器

集成霍尔传感器

霍尔电压传感器

湿度传感器 超声物位开关

旋转编码器

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

传感器与传感器技术的作用和地位作用：

自动测控(监控) 自动测控(监控)系统

传感器位于系统之首，其作用相当于人的五官，直接敏感外界信 息。是信息采集系统的首要部件，是实现现代化测量和自动控制的主 要环节，一切科学研究和生产过程要获取的信息，都要通过它转换成 便于传输、处理、记录、显示和控制的可用信号。

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

地位：传感器技术与通信技术、计算机技术并列成为支撑整个现代信 息产业的三大支柱。 传感器——感官； 通信——神经； 计算机——大脑。 传感器技术是现代信息产业的源头，又是信息社会赖以存在和发 展的物质与技术基础。如果没有先进的传感器技术，那么信息的准确 获取就成为一句空话，通信技术和计算机技术就成了无源之水。 “没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点现在已为全世界 所公认。科学技术越发达，自动

化程度越高，对传感器的依赖性就越 大。所以国内外都将传感器技术列为重点发展的高技术。

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

传感器应用领域传感器的应用范围很广，从航天、航空、兵器、 船舟、交通、冶金、机械、电子、化工、轻工、能 源、环保、煤炭、石油、医疗卫生、生物工程、宇 宙开发等领域至农、林、牧、副、渔业，甚至人们 日常生活的各个方方面面，几乎无处不使用传感器， 无处不需要传感器技术。 也可以说，传感器已几乎应用到各个领域。 传感器已几乎应用到各个领域。 传感器已几乎应用到各个领域

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

需要量111 110 103 81 59 47 36 27 34 31 31 61 47 26 21 24 20 14 78 70 55 111 76 61 93

信电 科 设 交 输 机机家 照 汽 飞 船 气海 环 医防光 息信 技 备 通 电 床器用 相 车 机 舶 象洋 境 疗火能 人电机 处电测控控系 污 利 理话试制制统 器 染 用

热 能 利 用

机 械 能 利 用

土 农 货食 木 林 币品 建 金 筑 融

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

1、自动检测与自动控制系统石油、化工、电力、钢铁、机械等加工工业。 例：化工产品自动生产过程：进料 自动称重 按比例混合 反应容器内 液体 成品 自动控制容器液位 半成品 自动控制传输速度 设备推动力 在生产线上传输 测定容器中的压力体积

自动称重 分装计数

液体或气体

检测压力或压强

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

2、汽车传统：行驶速度、距离、发动机旋转速度、燃料剩余量等。 安全：安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速 控制装置、汽车“黑匣子”等。 环保：排气循环装置、电子燃料喷射装置等。

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

3、家用电器、通信及文化用品 微波炉、电磁灶、燃气灶、 电饭锅、电子热水器、饮水机、 吸尘器、风干器、电熨斗、加湿 器、电风扇、空调器、洗衣机、 洗碗机、消毒柜、电冰箱、照相 机、摄像机、电视机、录像机、 家庭影院、电话机、手机、传真 机、复印机、扫描仪、打印机等。

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

4、机器人工业机器人：生产用的自动机械式 (加工、组装、检验)。

仓库机器人 汽车焊接机器人

汽车喷漆机器人

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性) 智能机器人：判断能力

日本营救机器人

美军爆炸物处理机器人

瑞士“达芬奇” 瑞士“达芬奇”手术机器人

日本喂饭机器人

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

日本丰田公司机器人乐队

日本厨师机器人

德国人形机器人调制速溶茶

第1章 传

感器的基本概念(绪论 一般特性)

日立新款机器人服务生

韩国机器人艺人

中科院机器人能歌善舞

哈工大仿人型残疾人假手

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

美国宇航局机器人检修太空设备

美军排雷机器人

月球车

美国宇航局探索机器人

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性)

电影《泰坦尼克》中用于水下探测的“邓肯” 电影《泰坦尼克》中用于水下探测的“邓肯”号机器人 采矿机器人

美国“水下龙虾” 美国“水下龙虾”机器人

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性) 2003年9月17日，全球现场直播埃及胡夫金字塔内世界最古老石棺的 考古挖掘进程，揭开古埃及金字塔内部结构之谜。 这个世界上最大的地上陵墓 上有一段令人生畏的铭文： 不论是谁骚扰了法老的安宁， 不论是谁骚扰了法老的安宁， 死神之翼将在他的头上降临。 死神之翼将在他的头上降临。

美国《医学月刊》曾刊登调查报告：l00名曾经进入金字塔的人中， 在未来l0年内死于癌症的高达40%。几十年来，一些进入大金字塔深处考 古的科学家们不约而同感染了一种神秘细菌，有的更于几月后不治身亡！ 1923年4月5日，卡那封勋爵因蚊子叮咬引起脓毒性肺炎而在开罗逝世。 由于卡那封勋爵一年前曾进入埃及法老图坦哈蒙的陵墓，于是“法老的诅 咒”流传开来。

第1章 传感器的基本概念(绪论 一般特性) 金字塔密室信道的容积很小，一般人无法进去， 所以考古学家们只有动用微型机械人 “金字塔漫 游者”,从胡夫金字塔入口处沿着一条向上的信道 爬行大约六十四米，来到一间几千年来从未使用过 的房间——“皇后墓室”,然后，机械人将沿着墓 室内两个秘密信道继续前行，到达一扇带着两个铜 把手的石门处，那里曾是十多年前科学家们无奈止 步的地方。机械人将用高清晰摄影探头，探究石门 背后的秘密。“金字塔漫游者”总重量只有 2.7千克，13厘米高，全长也不过30 厘米，具有多种探测手段：超声波 传感器、地面探测雷达系统、力度 测量仪、精密光纤镜头、导电传感 器。能测出石头的厚度，穿透3英寸 宽的混凝土和更远距离的金字塔渗 水石灰石。