传感器与检测技术教案Word格式.docx

传感器与检测技术教案Word格式.docx

《传感器与检测技术教案Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器与检测技术教案Word格式.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

授课重点：

传感器的概念和组成

授课难点：

对传感器概念的理解

教学类型：

讲授教具与挂图：

复习提问：

引入新课：

如果将人的大脑比作CPU，那么感觉器官便是敏感元件，

大脑是转换元件，那么四肢根据大脑转换的信息去处理事件，就是一个

完整的传感器的模型了。

今天我们来学习一个新的设备传感器。

讲授新课（附后）：

本课小结：

通过本节课的学习，学生初步了解传感器的一般概念和组成。

作业布置：

改进措施：

教学过程

绪论

[一]组织教学

1、师生问好；

2、清点人数，做好考勤记录；

[二]复习提问

[三]引入新课

如果将人的大脑比作CPU，那么感觉器官便是敏感元件，大脑是转

换元件，那么四肢根据大脑转换的信息去处理事件，就是一个完整的传

感器的模型了。

[四]讲授新课

传感器的概念

传感器：

把特定的被测信息（包括物理量、化学量、生物量等）按一定

规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。

这里“可用信号”是指便于处理、传输的信号。

当今电信号最易于

处理和便于传输，因此，可以把传感器狭义地定义为：

传感器（狭义定义）：

能将外界非电信号转换成电信号输出的器件。

当人类进入光子时代，光信息成为更便于快速、高效地处理与传输

的可用信号时，传感器的概念也可以变为：

能把外界信息转换成光信号

输出的器件。

１、传感器技术：

是涉及传感（检测）原理、传感器设计、传感器开

发和应用的综合技术。

传感技术的含义则更为广泛，它是传感器技术、敏感功能材料科学、

细微加工技术等多学科技术相互交叉渗透而形成的一门新技术学科——

传感器工程学。

２、传感（检测）原理：

是指传感器工作所依据的物理、化学和生物

效应，并受相应的定律和法则所支配。

如：

物理基础的基本定律包括：

守恒定律（能量、动量、电荷等），场的定律（包括动力场运动定律、电

磁场的感应定律等，其作用与物体在空间的位置及分布有关。

），物质定

律（如虎克定律、欧姆定律、半导体材料的各种效应等，表示本身内在

性质的定律），统计法则（它把微观系统与宏观系统联系起来的物理法则，

它们常与传感器的工作状态有关）。

二、传感器的组成

传感器一般由三部分组成：

敏感元件、转换元件、测量电路组成。

非电量电量

敏感元件转换元件测量电路

辅助电源

图0-1传感器的组成

其中，能把非电信息转换成电信号的转换元件，是传感器的核心。

敏感元件是传感器预先将被测非电量变换为另一种易于变换成电量的非

电量，然后再变换为电量，如弹性元件。

因此，并非所有传感器都包含

这两部分，对于物性型传感器，一般就只有转换元件；

而结构型传感器

就包括敏感和转换元件两部分。

测量电路，将转换元件输出的电量变成便于显示、记录、控制和处

理的有用电信号的电路。

传感器的测量电路，经常采用电桥电路、高阻

抗输入电路、脉冲调宽电路、振荡电路等特殊电路。

三、传感器的分类

按基本效应分：

物理型、化学型、生物型等。

按构成原理分：

结构型、物性型。

按测量原理分：

应变式、电容式、压电式、热电式等。

按能量关系分：

能量转换型（自源型）、能量控制型（外源型）。

按输入量分：

位移、温度、压力、流量、加速度等。

按输出量分：

模拟式、数字式。

传感器，作为测量与控制系统的首要环节，必须具有快速、准确、

可靠、经济实现信息转换的基本要求：

１、足够的容量――工作范围或量程足够大、有一定的过载能力。

２、与测量或控制系统匹配性好，转换灵敏度高。

３、精度适当，且稳定性高。

４、反应速度快、工作可靠性好。

５、适用性和适应性强。

对被测对象的状态影响小，不易受外界干

扰的影响，使用安全。

６、使用经济，成本低，寿命长，且易于使用、维修和校准。

四、传感器的发展趋势

1、开发新型传感器

进一步探索具有新效应的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理

的新型物性型传感器件，物性型传感器亦称固态传感器，它包括半导体、

电解质和强磁性体三类。

其中利用量子力学诸效应研制的高灵敏阈传感

器，用来检测微弱信号，是传感器技术发展的新趋势，例如，利用核磁

共振吸收效应的磁敏传感器，可将检测限扩展到地磁强度的10的7次方，

利用约瑟夫逊效应的热噪声温度传感器，可测量10的负6次方的超低温；

以及由于光子滞后效应的利用，出现了响应速度极快的红外传感器。

目

前最先进的固态传感器，在一块芯片上可同时集成差压、静压、温度三

个传感器，使差压传感器具有温度和压力补偿功能。

2、传感器的集成化和多功能化

所谓集成化，就是将敏感元件、信息处理或转换单元以及电源等部

分利用半导体技术将其制做在同一芯片上；

多功能化则意味着传感器具

有多种参数的检测功能，如半导体温湿敏传感器、多功能气体传感器等。

进一步探索具有新效应的敏感功能材料，并以此研