§3.1.3 传感器的发展趋势
发展趋势 三新
四化
传感器的“三新四化”发展趋势是相互交叉、渗透 和相辅相成的。事实上，这远远不能完全描述传感器 的前景。虽然传感器只是一个小小的装置，但它涉及 的学科非常广泛，如物理、化学、生物、医学、电子， 材料、工艺等等。随着在任何一个领域中研究的深入， 都会对传感器的发展起到推进作用。
第3章 常用传感器的工作原理
被测对象 传感器
信号 调理 电路
分析 与记 录装置
传感器在检测系统中处于前端，它的性能如何将 直接影响整个系统的工作状态与质量。传感器在信 息社会中的作用非同一般。
第3章 常用传感器的工作原理
传
光
感 器 的 基 本 概 念
电 阻 式 传 感 器
电 容 式 传 感 器
学习内容
§3.1.2 传感器的基本组成
转换元件
F
敏感元件
应变效应：金属导体或半 导体在受到外力作用时会 产生相应的应变，其电阻 也会随之发生变化。
§3.1.2 传感器的一般构成
转换元件
应变片电阻改变
敏感元件
膜片形变（应变）
压力作用
应变式压力传感器结构简图
§3.1.2 传感器的一般构成
被测信息 敏感元件
▪ 网络传感器
将网络接口芯片与智能传感器集成起 来并使通信协议固化到智能传感器的ROM中时， 就产生了网络传感器。
智能压力网络 传感器
IC总线 数字温 度传感
器
§3.1.3 传感器的发展趋势
三新
新材料、新工艺、新效应：
目前发展最迅速的新材料是：半导体、陶 瓷、光导纤维、磁性材料和“智能材料”， 使众多非电量的测量成为可能。
振动传感器 霍尔元件
集成化、多维化、多功能化和智能化
四化
将传感器、微处理器和信号处理电路集成 在同一芯片上，结构一般是三维器件，即 立体器件。目前该类传感器正在起飞。
21世纪是信息时代，而传 感器技术是信息技术的源 头技术，其应用遍及当今
社会的任何一个角落
20世纪80年 代日本急需 发展的十大 技术之首 美国专家称： 20世纪80年代 是传感器时代
我国在20世纪80年 代，利用863高新 技术计划，开发了 一系列“高、精、
尖”的传感器
§3.1.1 传感器的重要性
三 大
通信技术
神经系统
支 柱
技
术
传感器技术
被誉称为“电
五官”,是人类
五官的补充和
扩展
§3.1 传感器的基本概念
学习内容
• 传感器的定义 • 传感器的基本组成 • 传感器的分类 • 传感器的性能参数及要求 • 传感器的标定与校准
§3.1.1 传感器的定义
• 广义上说：能感知某一物理量、化学量、生物量等的信息， 并能按一定规律将其转化为可以加以利用的信息的装置。
ensor）相结合，产生了具有一定数据处理能力，并 能自检、自校、自补偿的新一代传感器——智能传 感器（Intelligent Sensor或Smart Sensor），智能传感器的出 现给传统工业测控带来了巨大的进步，在工业生产 、国防建设和其他科技领域发挥着重要的作用。
振动传感 器
§3.1.3 传感器的发展趋势
转换元件
信号调理电路 输出信息
有些被测非电量 可以直接被变换 为电量，这时候 传感器中的敏感 元件和转换元件 就合二为一了。
辅助电源
有些国家和有些学科 领域，将传感器称为变换
器、探测器或换能器等
§3.1.3 传感器的分类
1)按信号变换的特征分类
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。 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
§3.1.3 传感器的分类
5)按测量方式分类
接触式:接触式传感器与被测物体接触，如:电阻应变式 传感器和压电式传感器。 非接触式:非接触式传感器与被测物体不接触。如:光电 式传感器和红外线传感器等。
6)按输出信号的形式分类
模拟式:模拟式传感器输出信号是连续变化的模拟量。如: 电容式传感器。 数字式:数字式传感器输出的信号是数字量。如:光栅。
2)按用途分类
力传感器、加速度传感器、温度传感器、流量传感器等
3)按工作的物理基础分类
电气式传感器、光学式传感器、机械式传感器等
§3.1.3 传感器的分类
4)按能量关系分类
无源传感器:无源传感器本身不能换能，被测非电量仅 对传感器中的能量起控制或调节作用，所以必须具有辅 助能源，故又称为能量控制型传感器。例如:电阻式、 电容式和电感式传感器都属于此类传感器。 有源传感器:有源传感器能将非电能量转换为电能量， 也称为能量转换型传感器。通常配有电压测量和放大电 路。例如:光电式传感器、热电式传感器。
嵌入式计算机
智能压力网络 传感器
智能传感器 是将传感器与微 型计算机集成在 一块芯片上，其 主要特征是将敏 感技术和信息处 理技术相结合， 使其除了具有感 I温C度总传线感数知具器字的有本认能知外能，力还。
§3.1.3 传感器的发展趋势
▪ 智能传感器 微处理器（Microprocessor）与传统传感器（Dumb S
家用电器
电子体温 计
烟雾报警 器
酒精测试 计
麦克 风
条形码识别 器
§3.1.1 传感器的重要性
机械手
§3.1.2 传感器的基本组成
被测信息 敏感元件
转换元件
信号调理电路 输出信息
辅助电源
通常传感器由敏感元件和转换元件 组成。其中敏感元件(Sensing elem ent)是指传感器中能直接感受被测 量的部分；转换元件(Transition e lement)是指传感器中能将敏感元件 输出量转换为适于传输和测量的电
• 狭义上说：传感器就是能感知被测量，并能按一定规律将其 转化为电量的装置。
物理量
电量
• 根据中华人民共和国国家标准(GB7665.87)《传感器通用术 语》，传感器(Transducer/Sensor)的定义是：能感受规定 的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置 。
§3.1.1 传感器的重要性
电
感 式 传 感 器
电 涡 流 式 传 感 器
压 电 式 传 感 器
磁 电 式 传 感 器
光
热 电 式 传 感
电 式 传 感 器
器
霍 尔 式 传 感 器
纤 式 传 感 器
§3.1 传感器的基本概念
传感器是IT时代三 大支柱技术之一。 （IT行业人士）
§3.1 传感器的基本概念
IT
行
计算机技术
业
பைடு நூலகம்
的