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1.3 传感器的构成
2. 传感器的构成方法
（6）环境敏感元件补偿型：由两个原理性质不 同的敏感元件为核心组成。
输入
环境 影响
敏感元件
输出
敏感元件
转换电路
电源
如：采用热敏元件的温度补偿、压电的温度
2020和/5/4加速度干扰补偿等
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1.3 传感器的构成
2. 传感器的构成方法
(7)反馈型：传感器敏感元件同时兼做反馈元件，使 传感器输入处于平衡状态，也称为平衡式传感器。
力140、信号501、遥控142）飞船P：1218：离散信号 392 “整个宇宙飞船就是一个高性能传感器的集合体”， 耗资300亿、40万人参加。 资源调查：大气污染、水质检测，噪声
1.4传感器的地位和作用
2.基础科学领域：
宏观上千光年宇宙→微观 10-13 cm微粒 时长数十亿年天→ 10-24 秒瞬变 温度1亿度等离子→0.01k超导体？ 压力3000↑大气压→ 10-15 mmHg真空 从宏观到微观的测试，均离不开传感器
3.生活领域：
家用领域（饭、洗、报警…） 交通领域（汽、火、飞、船）、高速动车
1.4传感器的地位和作用
二、信息社会的两大支柱
1、从第一次产业革命说起… （1） 动力→体力 （2）信息（感知、控制）→脑力 2、电脑与电五官 笨拙的“人——机”联系“人——传感器——计算机” ➢ “大脑发达、五官迟钝”被动局面 计算机核心、芯片运算记忆功能↑1倍∕年 电路密度还可增100倍↑、价格↓↓ ➢ 战略重点的转移 八十年的技术革新的主角是传感器 我国2012年开始关注先进仪器仪表的研制：国内研究人员的研究
输出
敏感元件
转换电路
电源
如：应变式、固态压阻式等传感器
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1.3 传感器的构成
2. 传感器的构成方法
（5）推挽型：测量时输入信号同时加到原理 相同、性能一致的两个敏感元件上，通过测 量电路，使有用的输出量增加，干扰相减。
输入
敏感元件
输出
敏感元件
环境 影响
转换电路
电源
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流量；
声: 声压，噪声。
磁: 磁通，磁场。
温度: 温度、热量、比热。
光： 亮度、色彩。
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1.2. 传感器的分类
3.按传感器工作原理分类: 机械式,电气式,光学式,流体式等.
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线速度型传感器
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1.2. 传感器的分类
4.按信号变换特征分类:
物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来 实现信号变换.如:水银温度计.压电测力计
现代传感器设计及应用
崔云先 2014.3
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1.1传感器的概念与定义
1. 传感器概念
传感器是一种能把特定的被测量信息按一定 规律转换成某种可用信号输出的器件或装置，以 满足信息的传输、处理、记录显示和控制的要求。
借助检测元件将一种形式的信息转换成另一 种信息的装置。
物理量
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压敏二极管 霍尔元件
触觉（皮）：热→电
热电偶压电元件 热敏电阻
嗅觉（鼻）：
湿 气
电 电
味觉（舌）：酸度传感器、盐度传感器、离子传感器
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1.2. 传感器的分类
2.按被测物理量分类
机械量:长度、厚度、位移、速度、加速度、
旋转角、转数、质量、重量、力、
压力、真空度、力矩、风速、流速、
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1.1传感器的概念与定义
以上均为传感器的狭义定义，综合国内外 传感器的定义可得到其广义定义：可感知 信息并能进行转换的器件和装置。
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1.2 传感器的分类
1.按功能分类
视觉（眼）：光→电（电→光 ）
光电池（太阳能） 发光二极管、光电晶体 半导体计数器
半导体应变计
听觉（耳）：位移→电
为“能感受规定的物理量并按照一定规律转化成可
用信号的装置叫传感器，通常由敏感元件和转换元
件组成” 。
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1.1传感器的概念与定义
2. 传感器定义
国外：美国仪器仪表协会（ISA）定义：传感
器是把被测量变换为有用信号的一种装置。包 括敏感元件、变换电路以及把这些元件和电路 传感器的概念与定义
2. 传感器定义
定义 ：（国际、国内尚未有统一）
国内：原机械工业部在所指定的《过程检测控制仪
表术语》中对传感器的定义是：“借助于检测元件
接受物理量形式的信息，并按一定规律转换成同样
或别种物理量的信息仪表”。
国家标准GB/T7665-1987 《传感器通用术语》中
结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变. 例如:电容式和电感式传感器.
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1.2. 传感器的分类
5.按敏感元件与被测对象之间的能量关系: 分为：能量转换型和能量控制型
能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作. 无源传感器 例如:热电偶温度计,压电式加速度计.
能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部 有源传感器 供给能量的变化.例如:电容、电感型
输入
输出
敏感元件
如：热电偶传感器，压电传感器等。
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1.3 传感器的构成
2. 传感器的构成方法
(2) 有源型：采用辅助能源使敏感元件的工作点稳 定。不需要变换电路即可有较大的电量输出。
输入
输出
敏感元件
辅助能源
如光电管、霍尔式传感器等。
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1.3 传感器的构成
2. 传感器的构成方法
成果均用国外的先进仪器设备测试。
本课程的要求：
一、外文翻译：新型传感器 二、自学内容：分为8个小组，每组选择一个
方向形成报告，并制作精美PPT，课堂讲述。 三、参考资料：
传感器及应用手册：大连理工大学孙宝元 测试技术基础：清华大学王伯雄 工程测试与信号处理: 华中科技大学蔡共宣 林富生
转换元件：将敏感元件输出的非电物理量（如 应变、位移、应力等）转换为电学量的元件。
测量电路：能把转换元件输出的电信号转换为 便于显示、记录、控制和处理的有用电信号的 电路。
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1.3 传感器的构成
2. 传感器的构成方法
（1）基本型：基本型是最简单、最基本的传感 器构成形式，也叫自源型，只由敏感元件单独 组成。输出量多为力学量输出量一般为电学量 。特点：不需要外能源，敏感元件可直接从被 测对象获得能量，并转换成电量。
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目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲， 传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。
非电量电测法
定义：通过传感器把被测的非电量（如压力、 流量、温度等）转换成电信号（电压、电流、 电阻、电感等）输出，再经过二次仪表测量出 电信号的大小，然后根据电信号与非电量之间 的关系，最后得到非电量的数值。这类仪表称 为电测仪表。这种方法称为非电量电测法。
目前主要有力反馈型和热反馈型。
输出
输入
敏感元件 敏感元件
非电量
反向敏感元件
电量
如：差动电容力平衡式加速度传感器、热线
热反馈型流速传感器等。
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1.4传感器的地位和作用
支撑现代文明的传感器 1.工程领域中的应用：
机电工程：从数控机床到机器人 宇宙开发：阿波罗10飞船：火箭P：2077（温559、压
传感器.
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1.3 传感器的构成 1. 传感器的基本构成
敏感元件 转换元件 测量电路
显示器 记录仪
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辅助电源
数据处理仪器
传感器的构成框图
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1.3 传感器的构成 1. 传感器的基本构成
敏感元件：直接感受被测量（一般为非电量） ，并输出与被测量成确定关系的其他量（也包 括电量）的元件。
(3)有源变换型：在有源型基础上加上转换电路 而构成。
输入
输出
敏感元件
转换电路
辅助能源
如：电阻应变式、电感位移式、电涡流位移式等。
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1.3 传感器的构成
2. 传感器的构成方法
（4）双敏感元件补偿型：采用原理相同，性能 一致的的两个敏感元件加辅助电路构成。
输入
敏感元件
环境 影响