第一篇：傳感器的軍事應(yīng)用

傳感器在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

什么是傳感器：

傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的裝置；簡單說傳感器是將外界信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。所以它由敏感元器件（感知元件）和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成，有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號(hào)，本身就構(gòu)成傳感器。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講，可分為：①物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。②化學(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。③生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識(shí)別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。傳感器的分類：

一 溫度傳感器

溫度傳感器主要由熱敏元件組成。熱敏元件品種教多，市場上銷售的有雙金屬片、銅熱電阻、鉑熱電阻、熱電偶及半導(dǎo)體熱敏電阻等。以半導(dǎo)體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應(yīng)用廣泛，這是因?yàn)樵谠试S工作條件范圍內(nèi)，半導(dǎo)體熱敏電阻器具有體積小、靈敏度高、精度高的特點(diǎn)，而且制造工藝簡單、價(jià)格低廉。

二 光傳感器

光傳感器主要由光敏元件組成。目前光敏元件發(fā)展迅速、品種繁多、應(yīng)用廣泛。市場出售的有光敏電阻器、光電二極管、光電三極管、光電耦合器和光電池等。

光敏電阻器

光敏電阻器由能透光的半導(dǎo)體光電晶體構(gòu)成，因半導(dǎo)體光電晶體成分不同，又分為可見光光敏電阻（硫化鎘晶體）、紅外光光敏電阻（砷化鎵晶體）、和紫外光光敏電阻（硫化鋅晶體）。當(dāng)敏感波長的光照半導(dǎo)體光電晶體表面，晶體內(nèi)載流子增加，使其電導(dǎo)率增加（即電阻減?。?。

三 氣敏傳感器

由于氣體與人類的日常生活密切相關(guān)，對氣體的檢測已經(jīng)是保護(hù)和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少手段，氣敏傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。例如生活環(huán)境中的一氧化碳濃度達(dá)0.8～1.15 ml/L時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)呼吸急促，脈搏加快，甚至?xí)炟实葼顟B(tài)，達(dá)1.84ml/L時(shí)則有在幾分鐘內(nèi)死亡的危險(xiǎn)，因此對一氧化碳檢測必須快而準(zhǔn)。利用SnO2金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料，通過顆粒超微細(xì)化和摻雜工藝制備SnO2納米顆粒，并以此為基體摻雜一定催化劑，經(jīng)適當(dāng)燒結(jié)工藝進(jìn)行表面修飾，制成旁熱式燒結(jié)型CO敏感元件，能夠探測0.005%～0.5%范圍的CO氣體。還有許多易爆可燃?xì)怏w、酒精氣體、汽車尾氣等有毒氣體的進(jìn)行探測的傳感器。常用的主要有接觸燃燒式氣體傳感器、電化學(xué)氣敏傳感器和半導(dǎo)體氣敏傳感器等。接觸燃燒式氣體傳感器的檢測元件一般為鉑金屬絲（也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層），使用時(shí)對鉑絲通以電流，保持300℃～400℃的高溫，此時(shí)若與可燃性氣體接觸，可燃性氣體就會(huì)在稀有金屬催化層上燃燒，因此鉑絲的溫度會(huì)上升，鉑絲的電阻值也上升；通過測量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。電化學(xué)氣敏傳感器一般利用液體（或固體、有機(jī)凝膠等）電解質(zhì)，其輸出形式可以是氣體直接氧化或還原產(chǎn)生的電流，也可以是離子作用于離子電

極產(chǎn)生的電動(dòng)勢。

目前國產(chǎn)的氣敏元件有2種。一種是直熱式，加熱絲和測量電極一同燒結(jié)在金屬氧化物半導(dǎo)體管芯內(nèi)；旁熱式氣敏元件以陶瓷管為基底，管內(nèi)穿加熱絲，管外側(cè)有兩個(gè)測量極，測量極之間為金屬氧化物氣敏材料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。

四 力敏傳感器

力敏傳感器的種類甚多，傳統(tǒng)的測量方法是利用彈性材料的形變和位移來表示。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)（即對其某一方向施加壓力，其電阻率就發(fā)生變化）和良好的彈性，已經(jīng)研制出體積小、重量輕、靈敏度高的力敏傳感器，廣泛用于壓力、加速度等物理力學(xué)量的測量。

五 磁敏傳感器

目前磁敏元件有霍爾器件（基于霍爾效應(yīng)）、磁阻器件（基于磁阻效應(yīng)：外加磁場使半導(dǎo)體的電阻隨磁場的增大而增加。）、磁敏二極管和三極管等。以磁敏元件為基礎(chǔ)的磁敏傳感器在一些電、磁學(xué)量和力學(xué)量的測量中廣泛應(yīng)用。

在一定意義上傳感器與人的感官有對應(yīng)的關(guān)系，其感知能力已遠(yuǎn)超過人的感官。例如利用目標(biāo)自身紅外輻射進(jìn)行觀察的紅外成像系統(tǒng)（夜像儀），黑夜中可1000米發(fā)現(xiàn)人，2000米發(fā)現(xiàn)車輛；熱像儀的核心部件是紅外傳感器。1991年海灣戰(zhàn)爭中，伊拉克的坦克配置的夜視儀探測距離僅800米，還不及美英聯(lián)軍的一半，黑暗中被打得慘敗是必然的。目前世界各國都將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)的重點(diǎn)。為了大幅度提供傳感器的性能，將不斷采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝，向小型化、集成化和智能的方向發(fā)展。

傳感器在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事中的應(yīng)用優(yōu)勢:

(1)可快速部署。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)單個(gè)體積較小，通過飛機(jī)或炮彈就能直接將傳感器節(jié)點(diǎn)播撒到敵方陣地內(nèi)部，或者是敵我雙方的公共隔離帶，在部署之后節(jié)點(diǎn)之間可以快速進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)鏈接，在獲基站所下任務(wù)命令后，迅速收集戰(zhàn)場信息，并及時(shí)將所得作戰(zhàn)信息反饋給指揮中心。

(2)可自組織性。傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的隨機(jī)分機(jī)的節(jié)點(diǎn)組成的，即使一部分傳感器節(jié)點(diǎn)被敵方破壞，剩下的節(jié)點(diǎn)依然能夠自組織地形成網(wǎng)絡(luò)。而這一點(diǎn)是獨(dú)立的衛(wèi)星和地面雷達(dá)偵察系統(tǒng)所不能比擬的。傳感器網(wǎng)絡(luò)還可以借助個(gè)別具有移動(dòng)能力的節(jié)點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到有效消除探測區(qū)域內(nèi)盲點(diǎn)和陰影的效果。

(3)強(qiáng)隱蔽性。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)體積微小，可悄無聲息地發(fā)送到敵人內(nèi)部，于無聲息處收集戰(zhàn)場信息?！爸悄軌m?！笔巧鲜兰o(jì)90 年代末由美國國防部提供資金、加州大學(xué)伯克利分校實(shí)施的一項(xiàng)課題，其中所做的傳感器節(jié)點(diǎn)已達(dá)到沙粒級(jí)別，但是它卻包含了從信息收集、信息處理到信息發(fā)送所必需的全部部件。未來的智能微塵甚至可以懸浮在空中幾個(gè)小時(shí)，搜集、處理和發(fā)射信息，它能夠僅靠電池工作多年。智能微塵的遠(yuǎn)程傳感器芯片能夠跟蹤敵人的軍事行動(dòng)，可以把大量智能微塵裝在宣傳品、子彈或炮彈中，在目標(biāo)地點(diǎn)撒落下去，形成嚴(yán)密的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，敵國的軍事力量和人員、物資的流動(dòng)自然一清二楚。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用情況

1)戰(zhàn)場偵察與監(jiān)視。

在敵方陣地附近、道路、橋梁、港口等關(guān)鍵地區(qū)部署各種類型的傳感器，了解敵方動(dòng)向，以及武器裝備的部署情況。分布式傳感器在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用已有幾

十年的歷史。在20 世紀(jì)60 年代的越南戰(zhàn)爭期間，美軍就使用了當(dāng)時(shí)被稱為“熱帶樹”的無人值守傳感器網(wǎng)絡(luò)來對付北越的“胡志明小道”。所謂“熱帶樹”實(shí)際上是一個(gè)震動(dòng)傳感器和聲傳感器組成的系統(tǒng)，它由飛機(jī)投放，落地后插入泥土中，僅露出偽裝成樹枝的無線電天線。當(dāng)人員、車輛等目標(biāo)在其附近行進(jìn)時(shí)，“熱帶樹”便探測到目標(biāo)產(chǎn)生的震動(dòng)和聲信息，并立即將信息數(shù)據(jù)通過無線電通信發(fā)送給指揮中心。指揮管理中心對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，得到行進(jìn)人員、車輛等目標(biāo)的地點(diǎn)位置、規(guī)模和行進(jìn)方向等信息，然后進(jìn)行指揮決策。“熱帶樹”越戰(zhàn)中的成功應(yīng)用，促使許多國家戰(zhàn)后紛紛研制和裝備各種無從值守的地面?zhèn)鞲衅飨到y(tǒng)(Unattended Ground Sensors,UGS)。美軍的遠(yuǎn)程戰(zhàn)場監(jiān)視傳感器系統(tǒng)(Remotely Mnitorored BattlefieldSensors System,REMBASS)項(xiàng)目已經(jīng)為UGS 的成功使用進(jìn)行了驗(yàn)證。REMBASS 使用了遠(yuǎn)距離監(jiān)視傳感器，由人工放置在敵人可能經(jīng)過的道路。這些傳感器可以對敵人的活動(dòng)兩句引起的信號(hào)做出響應(yīng)，記錄下諸如地面震動(dòng)、聲音、紅外和磁場變化等物理量。REMBASS 可以在本地節(jié)點(diǎn)處理傳感器獲取的數(shù)據(jù)，以直接或通過無線中繼設(shè)備把探測、分類的信息傳輸?shù)絺鞲衅鞅O(jiān)視設(shè)備。傳感器監(jiān)視設(shè)備對收到的信息進(jìn)行解調(diào)、解碼、顯示和記錄，提供敵方活動(dòng)的完整時(shí)間記錄。此外用于戰(zhàn)場偵察監(jiān)視的還有美軍C4KISR計(jì)劃中的Smart Sensor Web、靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信、戰(zhàn)場環(huán)境偵察與監(jiān)視系統(tǒng)等項(xiàng)目；用于對付狙擊手的槍聲定位系統(tǒng)；用于探測低空飛行器的DSN 系統(tǒng)；用于對電磁信號(hào)進(jìn)行偵察與干擾的“狼群”系統(tǒng)等。

2)戰(zhàn)場態(tài)勢感知。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭被人們喻為“感知者的勝利”，在新的軍事競爭背景下，掌控“透明戰(zhàn)場”既是軍事信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，也是當(dāng)今各軍事強(qiáng)國的建設(shè)重點(diǎn)。美國空軍已經(jīng)在戰(zhàn)略計(jì)劃制定部門中組建了態(tài)勢感知特別工作組，提高部隊(duì)的傳感器分析和數(shù)據(jù)整合能力，并先后研制了快速攻擊識(shí)別、探測和報(bào)告系統(tǒng)、戰(zhàn)場感知廣域視界傳感器等感知系統(tǒng)。美軍的未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)為士兵提供全天候、全天識(shí)別目標(biāo)的功能。美軍開展的其他類似項(xiàng)目還包括陸軍“無人值守地面?zhèn)鞲衅魅骸?、海軍“傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)”等。特別是自從阿富汗和伊拉克戰(zhàn)爭以來，戰(zhàn)爭樣式具有了更多的網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)成分，即大量采用IP 和WEB 技術(shù)。美國近年來強(qiáng)調(diào)的“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”、“行動(dòng)中心戰(zhàn)”和“傳感器到射手”等作戰(zhàn)模式，都特別突出傳感器組網(wǎng)來提高態(tài)勢感知能力，將傳感技術(shù)探測獲得的目標(biāo)信息通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸給武器裝備，為武器裝備射擊提供及時(shí)的信息，例如，美軍開始研制的“戰(zhàn)場感知與數(shù)據(jù)分發(fā)”系統(tǒng)就是用來演示和實(shí)踐新型作戰(zhàn)模式。

3)戰(zhàn)場目標(biāo)跟蹤

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有微型化終端探測的功能以及自組網(wǎng)的特點(diǎn)，因而在目標(biāo)跟蹤應(yīng)用中的優(yōu)勢越來越明顯，其中：跟蹤更精細(xì)，密集部署的微型化傳感器節(jié)點(diǎn)可以對移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行精確探測、位置跟蹤和控制，從而可以詳細(xì)顯示出移動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況；跟蹤更可靠，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自治、自組織和高密度部署，當(dāng)節(jié)點(diǎn)失效或新的節(jié)點(diǎn)加入，可以在惡劣的環(huán)境中自動(dòng)配置容錯(cuò)，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在跟蹤目標(biāo)時(shí)具有較高的可靠性、容錯(cuò)性和魯棒性；跟蹤更及時(shí)，多種傳感器的同步監(jiān)控，使得移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)更及時(shí)，也更容易實(shí)現(xiàn)分布的數(shù)據(jù)處理、多種異構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)相互之間協(xié)同工作，使得目標(biāo)的跟蹤過程更加全面；跟蹤更隱蔽，由于傳感器節(jié)點(diǎn)體積小，無線傳輸功率小，不易被敵方發(fā)現(xiàn)，因而可以對目標(biāo)實(shí)現(xiàn)更隱蔽的跟蹤，同時(shí)也方便部署應(yīng)用。

4)核、生、化監(jiān)測

借助于生物和化學(xué)傳感器，可以及旱發(fā)現(xiàn)已方陣地上的生、化污染，可以較為安全地獲取一些核、生、化爆炸現(xiàn)場的詳細(xì)數(shù)據(jù)，為已方組織防護(hù)提供快速反應(yīng)時(shí)間從而減少損失。2002 年5 月，美國Sandia 國家實(shí)驗(yàn)室與美國能源部合作，共同研究能夠盡早發(fā)現(xiàn)以地鐵、車站等場所為目標(biāo)的生化武器襲擊，并及時(shí)采取防范對策的系統(tǒng)。它屬于美國能源部恐怖對策項(xiàng)目的重要一環(huán)。該系統(tǒng)集檢測有毒氣體和化學(xué)傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體。安裝在車況的傳感器一旦檢測到某種有害物質(zhì)，就會(huì)自動(dòng)向管理中心通報(bào)，自動(dòng)進(jìn)行引導(dǎo)旅客避難的廣播，并封鎖有關(guān)入口等。該系統(tǒng)除了能夠在專用管理中心進(jìn)行監(jiān)視外，還可以通過Internet 進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視。

自己的想法：

上課提到小型傳感器后我就在想，可以用他們建成傳感器網(wǎng)絡(luò)，用來檢測一定范圍的敵軍機(jī)械化部隊(duì)的數(shù)量，該系統(tǒng)能夠散射網(wǎng)到各個(gè)地方, 甚至覆蓋整個(gè)戰(zhàn)場,運(yùn)用傳感器檢測金屬或者磁場以偵測運(yùn)動(dòng)的高金屬含量目標(biāo), 可用于偵察和定位敵軍坦克和車輛。給予遠(yuǎn)程作戰(zhàn)部隊(duì)精確坐標(biāo)，可以在較少傷亡的情況下進(jìn)行精確打擊。如果換成熱感應(yīng)傳感器的話，可以精確定位狙擊手或敵方小股部隊(duì)的位置，可以有效防止?jié)B透和刺殺的發(fā)生，好像在伊拉克戰(zhàn)場上美軍已經(jīng)用到了相關(guān)的傳感器來打擊伊拉克的狙擊手。至于課上討論的能源問題，我認(rèn)為采用老師所說的利用地震波來轉(zhuǎn)化為能源的方式可能成本略高，其實(shí)就用生物電池就可以了，生物電池也有較強(qiáng)的續(xù)航性，而且成本不高，所以應(yīng)該比較合適。

課后感：

《傳感器》是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，在老師的講述過程中，讓我們很有感想，老師通俗易懂的講課方式，使我們更容易的接受了這一門新課程和一個(gè)新的領(lǐng)域?！秱鞲衅鳌返慕虒W(xué)方式也注定了能更好的被我們掌握，理論與實(shí)習(xí)相結(jié)合的方式，我們更全面的認(rèn)識(shí)了傳感器。傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，尤其是軍事方面，對于身為國防生的我們，深深的吸引了我的注意，在學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)的過程中更有興趣更加主動(dòng)的去接受這方面的知識(shí)。我不僅在上課和實(shí)習(xí)期間努力的去學(xué)習(xí)傳感器方面的知識(shí)，在課余時(shí)間，通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館，在傳感器的理論和應(yīng)用方面有了更加的深刻的認(rèn)識(shí)。當(dāng)然，這些都離不開老師的教導(dǎo)，是老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的教授態(tài)度和通俗易懂的講課方式，讓我進(jìn)入了這一全新的領(lǐng)域。老師不僅在上課期間關(guān)心我們，課余也付出心力去幫助我們學(xué)習(xí)這門課程，耐心的給我們講解不易理解的方面和難題，老師同樣關(guān)心我們的生活，課余的交流也讓我明白了很多為人處世的道理，我明白大學(xué)不僅是學(xué)習(xí)知識(shí)的地方，更是學(xué)習(xí)做人的地方，而老師們豐富的閱歷對我們來說更是不可多得的財(cái)富，與老師的每一次交流我都受益匪淺。使我在做人做事方面更加成熟老練?？傊?，感謝老師耐心的教導(dǎo)和關(guān)心，謝謝！

第二篇：傳感器應(yīng)用總結(jié)

傳感器應(yīng)用總結(jié)

信息社會(huì)高速發(fā)展的今天，人們對信息的提取、處理、傳輸以及綜合等要求愈加迫切。作為信息提取的功能器件——傳感器同人們的關(guān)系越來越密切。小到智能手機(jī)，大到地震海嘯預(yù)警，傳感器廣泛應(yīng)用于社會(huì)發(fā)展及人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。傳感器種類繁多，其原理也各種各樣。傳感技術(shù)是一門知識(shí)密集型技術(shù)，它與許多學(xué)科相關(guān)，傳感器技術(shù)已經(jīng)成為各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是電子信息工程、電氣工程、自動(dòng)控制工程、機(jī)械工程等領(lǐng)域中不可缺少的技術(shù)。傳感技術(shù)與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)并列稱為支撐現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。下面，我將對所學(xué)傳感器的應(yīng)用做一個(gè)簡要的總結(jié)。

傳感器是在非電量測量中，能夠?qū)崿F(xiàn)非電量轉(zhuǎn)化為電量的裝置。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成，有時(shí)還需要加輔助電源。（如圖1）在自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制環(huán)節(jié)，傳感器是必不可少的，沒有傳感器對數(shù)據(jù)的精確測量，必然不會(huì)實(shí)現(xiàn)對信號(hào)的控制及顯示。因此，傳感器在工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中應(yīng)用廣泛。非電量 敏感元件

非電量

傳感元件

電量

轉(zhuǎn)換電路

電量 熱電偶傳感器

圖1

1.1 N型熱電偶在主蒸汽溫度測量中的應(yīng)用

近年來，N型熱電偶在火電廠得到了廣泛的應(yīng)用。N型熱電偶在中子輻射環(huán)境下具有良好的穩(wěn)定性, 是因?yàn)镹型熱電偶去除了易蛻變元素Mn、Co等。因此,N型熱電偶具有很好的耐核輻射的能力。在一個(gè)機(jī)組主蒸汽管道上放一個(gè)溫度保護(hù)套管，將N型熱電偶放入其內(nèi)部，測量的溫度將其轉(zhuǎn)化為電動(dòng)勢，通過控制電動(dòng)勢來控制溫度。

1.2 熱電偶對爆炸產(chǎn)物的熱響應(yīng)應(yīng)用

在炸藥的爆炸過程中，溫度變化極快，數(shù)值極高，且為非穩(wěn)態(tài)傳熱，沖擊波的傳播速度遠(yuǎn)大于熱流的傳播速度，熱電偶技術(shù)的迅速發(fā)展為研究瞬態(tài)熱作用提供了簡便可靠的測試方法。熱電偶溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)直 流電壓放大器放大后通過A/D 轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。采集系統(tǒng)將給出電壓值，其變化反映熱電偶溫度值的變化。數(shù)據(jù)采集后對信號(hào)加以濾波處理，然后根據(jù)分度表進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換。

1.3 薄膜熱電偶傳感器測高溫物體表面溫度

薄膜熱電偶(T F T C)作為固體表面溫度傳感器具有許多優(yōu)點(diǎn)，其很小的質(zhì)量使其對表面熱傳導(dǎo)的干擾極小，對于大多數(shù)實(shí)際測量而言，被測點(diǎn)的這一熱變化是微乎其微的；由于厚度僅為1um 的薄膜對于多數(shù)對流換熱應(yīng)用來說尺寸很小，所以薄膜熱電偶與被測表面之間的對流換熱變化也極其微小。另一方面，由于自身構(gòu)造上的特點(diǎn)，薄膜熱電偶傳感器可以貼在某些需要測量溫度但又不方便直接測溫的物件上。壓電傳感器

2.1 車輛行駛稱重

壓電傳感器檢測經(jīng)過輪胎施加到傳感器上的壓力，產(chǎn)生成正比的模擬電壓、信號(hào),輸出壓力信號(hào)的周期與輪胎停留在傳感器上的時(shí)間相同。每當(dāng)一個(gè)輪胎經(jīng)過傳感器時(shí)，傳感器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的電子脈沖,壓電傳感器在行駛中稱重(WMI)的檢測原理是對受力產(chǎn)生的信號(hào)積分。2.2 實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)系統(tǒng)的頻率自動(dòng)跟蹤

在振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中加入壓電傳感片，壓電傳感片保持與系統(tǒng)諧振。由于壓電效應(yīng)，諧振時(shí)壓電傳感片兩端會(huì)產(chǎn)生電荷，形成感應(yīng)電壓。這種電壓大小與振動(dòng)強(qiáng)弱成正比，通過檢測電壓值就能知道振動(dòng)幅值的大小。感應(yīng)電壓最大值的頻率點(diǎn)即為系統(tǒng)諧振點(diǎn)，通過搜尋感應(yīng)電壓最大值就能實(shí)現(xiàn)頻率自動(dòng)跟蹤。2.3 環(huán)境監(jiān)測

2.3.1壓電石英晶體微天平(QCM)壓電傳感器

當(dāng)一層外來物沉積于石英晶體表面時(shí),晶體的表面質(zhì)量增加,從而引起諧振頻率的變化。

2.3.2 表面聲波(S∧W)壓電傳感器

S∧W壓電傳感器是利用表面聲波原理實(shí)現(xiàn)質(zhì)量測定的。當(dāng)ST切型石英晶體中電極的交叉陣列產(chǎn)生局部形變時(shí),后者以機(jī)械波傳遞至接受器陣列,發(fā)出的波與任何表面材料的相互作用均能改變S∧W的速度和振幅,于是能定量測定沉 積物的質(zhì)量。

2.4 確保刀具工作在安全振幅范圍內(nèi)

通過壓電傳感片返回的電壓值大小,系統(tǒng)可以推算出刀具的工作振幅。預(yù)先設(shè)定安全振動(dòng)幅值,限制輸出功率的大小,就能起到保護(hù)刀具的作用。實(shí)際采用這種措施以后,刀具的工作壽命得到明顯提高。這主要是因?yàn)榈毒叩洱X造成應(yīng)力高度集中,如不限制振幅,空載或輕載時(shí)刀具振幅過大,刀齒的應(yīng)力超過了安全許可界限,在超高周疲勞情況下很快就達(dá)到疲勞極限,引起刀具斷裂。電阻傳感器

3.1應(yīng)變式壓力傳感器

這種傳感器可以測量氣體或液體壓力。當(dāng)氣體或液體壓力作用在薄板承壓面上時(shí)，薄板變形，粘貼在另一面的電阻應(yīng)變片隨之變形，并改變阻值。這時(shí)測量電路中電橋平衡被破壞，產(chǎn)生輸出電壓。此外，它還可以用來制造測量高度、密度、速度的儀表。應(yīng)變式壓力傳感器常見的結(jié)構(gòu)有筒式、膜片式和組合式等。3.2 應(yīng)變式加速度傳感器

這種傳感器的基本結(jié)構(gòu)由懸臂梁、應(yīng)變片、質(zhì)量塊、機(jī)座外殼組成。懸臂梁（等強(qiáng)度梁）自由端固定質(zhì)量塊，殼體內(nèi)充滿硅油，產(chǎn)生必要的阻尼。當(dāng)殼體與被測物體一起作加速度 a 運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊因?yàn)樵趹T性作用下保持相對靜止，從而給懸臂梁一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的作用力，使梁體發(fā)生形變，粘貼在梁上的應(yīng)變片阻值發(fā)生變化，電橋平衡被破壞，電橋輸出電壓。通過測量阻值的變化求出待測物體的加速度。3.3 熱電阻式溫度傳感器 3.3.1 金屬熱電阻傳感器

對于金屬導(dǎo)體而言，在一定的溫度下，物質(zhì)的電阻隨電阻率的變化而變化，可以把溫度對電阻率的影響反映到電阻上，即溫度變化會(huì)導(dǎo)致電阻變化，從而測出溫度變化。

3.3.2 半導(dǎo)體熱電阻傳感器

半導(dǎo)體是一種晶態(tài)固體，其原子結(jié)構(gòu)較為特殊，外層的電子運(yùn)動(dòng)時(shí)既不像金屬導(dǎo)體那樣容易脫離原軌跡，也不像絕緣體那樣束縛的很緊，這就決定了它的導(dǎo)電特性介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間。其導(dǎo)電機(jī)理與材料內(nèi)價(jià)電子以及摻人的雜質(zhì) 有關(guān)。電阻取決于摻雜的種類和濃度，并隨溫度而變化，通過測量電阻的變化而得到溫度的改變。電感式傳感器

4.1 自感式傳感器

自感式傳感器是利用自感量隨氣隙變化而改變的原理制成的，用來測量位移。自感式傳感器主要有閉磁路變隙式和開磁路螺線管式，它們又都可以分為單線圈式與差動(dòng)式兩種結(jié)構(gòu)形式。

線圈的自感量等于線圈中通入單位電流所產(chǎn)生的磁鏈數(shù)，只要被測非電量能夠引起空氣隙長度或等效截面積發(fā)生變化，線圈的電感量就會(huì)隨之變化。自感式傳感器的測量電路用來將電感量的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓或電流信號(hào)，以便供放大器進(jìn)行放大，然后用測量儀表顯示或記錄。自感式傳感器用于測量位移，還可以用于測量振動(dòng)、應(yīng)變、厚度、壓力、流量、液位等非電量。4.2 差動(dòng)變壓器式傳感器

差動(dòng)變壓器式傳感器是把差動(dòng)變壓器的兩個(gè)次級(jí)輸出電壓分別整流，然后將整流的電壓或電流的差值作為輸出，這樣二次電壓的相位和零點(diǎn)殘余電壓都不必考慮。

差動(dòng)整流電路同樣具有相敏檢波作用，兩組（或兩個(gè)）整流二極管分別將二次線圈中的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電，然后相加。由于這種測量電路結(jié)構(gòu)簡單，不需要考慮相位調(diào)整和零點(diǎn)殘余電壓的影響，且具有分布電容小和便于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，因而獲得廣泛的應(yīng)用。但是，二極管的非線性影響比較嚴(yán)重，而且二極管的正向飽和壓降和反向漏電流對性能也會(huì)產(chǎn)生不利影響，只能在要求不高的場合下使用。

一般經(jīng)相敏檢波和差動(dòng)整流后的輸出信號(hào)還必須經(jīng)過低通濾波器，把調(diào)制的高頻信號(hào)衰減掉，只允許銜鐵運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的有用信號(hào)通過。

差動(dòng)變壓器不僅可以直接用于位移測量，而且還可以測量與位移有關(guān)的任何機(jī)械量，如振動(dòng)、加速度、應(yīng)變、壓力、張力、比重和厚度等。4.3 渦流式傳感器

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，這種現(xiàn) 象稱為電渦流效應(yīng)。

根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。按照電渦流在導(dǎo)體內(nèi)的貫穿情況，此傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類，但從基本工作原理上來說仍是相似的。電渦流式傳感器最大的特點(diǎn)是能對位移、厚度、表面溫度、速度、應(yīng)力、材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量，另外還具有體積小、靈敏度高、頻率響應(yīng)寬等特點(diǎn)，應(yīng)用極其廣泛。

線圈阻抗的變化完全取決于被測金屬導(dǎo)體的電渦流效應(yīng)。

而電渦流效應(yīng)既與被測體的電阻率ρ、磁導(dǎo)率μ以及幾何形狀有關(guān)，又與線圈幾何參數(shù)、線圈中激磁電流頻率?有關(guān)，還與線圈與導(dǎo)體間的距離x有關(guān)。因此，傳感器線圈受電渦流影響時(shí)的等效阻抗Z的函數(shù)關(guān)系式為Z=F（ρ，μ，R，x）。

渦流式傳感器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，易于進(jìn)行非接觸的連續(xù)測量，靈敏度較高，適用性強(qiáng)。利用位移x作為變換量，可以做成測量位移、厚度、振幅、振擺、轉(zhuǎn)速等傳感器，也可做成接近開關(guān)、計(jì)數(shù)器等。利用材料電阻率?作為變換量，可以做成測量溫度，材質(zhì)判別等傳感器。利用導(dǎo)磁率?作為變換量，可以做成測量應(yīng)力，硬度等傳感器；利用變換量x、?、?等的綜臺(tái)影響，可以做成探傷裝置。電容傳感器

5.1電容式位移傳感器

電容式位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，用來測量各種導(dǎo)電材料的間隙、長度、尺寸或位置、振動(dòng)位移等。CapaNCD(非接觸電容位移傳感器)測量原理的基礎(chǔ)在于理想平板電容的構(gòu)成，兩個(gè)平板電極由傳感器和相對應(yīng)的被測體組成，當(dāng)恒定的交流電加在傳感器電容上時(shí)，傳感器產(chǎn)生的交流電壓與電容電極之間的距離成正比，交流電壓經(jīng)檢波器，與一個(gè)可設(shè)置的補(bǔ)償電壓疊加，經(jīng)放大，作為模擬信號(hào)輸出。capaNCDT610是一個(gè)精密的單通道系統(tǒng),它由電容位移傳感器，傳感器電纜和處理信號(hào)的前置器組成，用戶可以在現(xiàn)場用二點(diǎn)線性化方法校準(zhǔn)。這種傳感器的特點(diǎn)是工作時(shí)無磨損，免維修、對被測體沒有作用力、具有高的零點(diǎn)穩(wěn)定性和精度、與被測體導(dǎo)電性能以及導(dǎo)電性能變化無關(guān)而且?guī)缀醪皇軠囟扔绊憽apaNCDT610可輸出0～10V的電壓，在犧牲精度的情況下，測量范圍還可 以擴(kuò)大2～3倍。5.2電容式物位傳感器

電容式物位傳感器有兩個(gè)導(dǎo)電極板(通常把容器壁作為一個(gè)電極)，由于電極間是氣體、液體或固體而導(dǎo)致靜電容發(fā)生變化，因而可以敏感物位。它的敏感元件有三種形式,即棒狀、板狀和線狀,其工作溫度、壓力主要受絕緣材料的限制。電容式物位傳感器可以采取微機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整靈敏度,并具有自診斷功能,同時(shí)能夠檢測敏感元件的破損、絕緣性的降低、電纜和電路的故障等，并可以自動(dòng)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)高可靠性的信息傳遞。由于電容式傳感器無機(jī)械可動(dòng)部分，且敏感元件簡單，操作方便，是目前應(yīng)用最廣的一種物位傳感器。5.3固態(tài)電容式指紋傳感器

傳感器技術(shù)的發(fā)展，人們利用電容式傳感器對指紋進(jìn)行識(shí)別，從而識(shí)別人的身份，可靠性大大提高，廣泛應(yīng)用于養(yǎng)老金領(lǐng)取、人事工資管理、銀行柜員身份確認(rèn)等很多場合。目前市場上有兩種固態(tài)指紋傳感器，第一種是單次觸摸型傳感器，要求手指在采集區(qū)進(jìn)行可靠的觸摸；第二種則需要用手指在傳感器表面擦過，傳感器會(huì)采集一套特定的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析和認(rèn)證。這兩種指紋傳感器都是利用指紋中凸起的部分置于傳感器電容像素電極時(shí)電容量會(huì)有所增加，從而通過檢測增加的電容來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的。目前這兩種指紋傳感器都得到了廣泛的應(yīng)用。

6光電傳感器

6.1 煙塵濁度監(jiān)測儀

為了消除工業(yè)煙塵污染，首先要知道煙塵排放量，因此必須對煙塵源進(jìn)行監(jiān)測、自動(dòng)顯示和超標(biāo)報(bào)警。煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的。如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加，到達(dá)光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號(hào)的強(qiáng)弱便可反映煙道濁度的變化。

6.2感煙傳感器(火災(zāi)報(bào)警器的一部分)由紅外發(fā)光二極管及光電三極管組成，但二者不在同一平面上(有一定角度)。在無煙狀態(tài)時(shí)，光電三極管接收不到紅外線；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，產(chǎn)生大量煙霧，煙霧粒子進(jìn)入感煙傳感器時(shí)，由于紅外線受煙霧粒于折射作用，光電三極管接收到紅外線，給出煙霧報(bào)警信號(hào)。6.3 光控大門

光控大門需要要用到一種電子元件——干簧繼電器，它由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成。當(dāng)線圈內(nèi)有電流時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁場使密封在干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化，兩個(gè)簧片在磁力作用下由原來的分離狀態(tài)變成連接狀態(tài)，線圈內(nèi)沒有電流時(shí)，磁場消失，瓷片在彈力的作用下，回復(fù)到分離狀態(tài)。把光敏電阻裝在大門上汽車燈光能照到的地方，把帶動(dòng)大門的電動(dòng)機(jī)接在干簧管的電路中，那么夜間汽車開到大門前，燈光照射光敏電阻時(shí)，干簧繼電器接通電動(dòng)機(jī)電路，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，大門打開。6.4 液位檢測

在液體未升到發(fā)光二極管及光電三極管平面時(shí)，紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線不會(huì)被光電三極管接收；當(dāng)液位上升到發(fā)光二極管及光電三極管平面時(shí)，出于液體的折射，光電三極管接收到紅外信號(hào)由此獲得液位信號(hào)。6.5電影放音

拍攝電影時(shí)的配音，是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，用明暗不同的條紋記錄在膠片邊緣的聲帶上。在放映電影時(shí)，光源發(fā)出的光通過移動(dòng)的聲帶后發(fā)生了強(qiáng)弱的變化，并被光電管所接收，光電管把強(qiáng)弱變化的光相應(yīng)地轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱變化的電流，經(jīng)放大器放大后，由揚(yáng)聲器放出聲音。6.6 轉(zhuǎn)速測量

在工業(yè)生產(chǎn)中，對轉(zhuǎn)速的檢測應(yīng)用的非常多，尤其是在電機(jī)控制領(lǐng)域，將光電傳感器應(yīng)用到轉(zhuǎn)速測量里是運(yùn)用將轉(zhuǎn)速變換成光通量的變化，再經(jīng)過光電元件轉(zhuǎn)換成電量的變化即可得到轉(zhuǎn)速的原理。

首先在被測的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上裝上光電編碼器，它是由光柵盤和光電檢測裝置組成，編碼器隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)光線通過編碼器的夾縫時(shí)，光電檢測裝置就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，光電元件就輸出一列與轉(zhuǎn)速成正比的電脈沖數(shù)。在孔X或齒Y數(shù)一定時(shí)，脈沖數(shù)就和轉(zhuǎn)速成正比。如果調(diào)制盤上的孔數(shù)為x，測量的時(shí)間為t 秒，脈沖數(shù)為N，此時(shí)被測轉(zhuǎn)速為n(r/min)為：n=60N/xt。

7霍爾傳感器

7.1 霍爾式汽車點(diǎn)火器

這種點(diǎn)火器與傳統(tǒng)點(diǎn)火器不同,具有點(diǎn)火能量高、高速點(diǎn)火可靠、故障率低、耗油省等優(yōu)點(diǎn)?；魻柺诫娮狱c(diǎn)火系統(tǒng)主要由點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器、電子點(diǎn)火組件、點(diǎn)火線圈、點(diǎn)火開關(guān)和蓄電池等組成。點(diǎn)火信號(hào)是由分電器中的霍爾傳感器提供的。將開關(guān)型霍爾傳感器固定在分電器外殼內(nèi)側(cè)，當(dāng)分電器的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),就帶動(dòng)葉片一起轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片里面有磁鐵,且葉片上開有窗口,因此霍爾器件所處磁場的磁場強(qiáng)度大小是突變的，其輸出電壓也突變,輸出為脈沖信號(hào)。當(dāng)汽車氣缸中的活塞運(yùn)行到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，霍爾電路輸出低電平，從而改變了電流方向而流入霍爾電路，故晶體管截止。儲(chǔ)存在電感中的磁能就在電路中振蕩起來,形成200V以上的交流電壓。此電壓經(jīng)點(diǎn)火線圈升壓后產(chǎn)生高壓電送至相應(yīng)氣缸的火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃?xì)飧字械娜加?。隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),上述過程周而復(fù)始。7.2磁場的測量

由霍爾效應(yīng)可知，當(dāng)控制電流I0保持不變時(shí),霍爾電勢UH與所感受到的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成比例關(guān)系，所以，霍爾傳感器所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同,輸出的電壓值就不同。根據(jù)輸出電壓的大小可測出磁感應(yīng)強(qiáng)度的值。將霍爾傳感器放置在不同的位置，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度不同，將輸出不同的電壓信號(hào)。7.3位移的測量

霍爾電勢與位移量x成線性關(guān)系，并且霍爾電勢的極性反映了元器件位移方向。同時(shí)還表明,當(dāng)x=0時(shí)，U=0。利用這一特點(diǎn)可把作微量移動(dòng)的物體與霍爾傳感器固定在一起，當(dāng)物體在均勻變化的磁場中相對B=0的位置(磁場的中心)發(fā)生x的位移量時(shí)霍爾傳感器輸出一定的電壓信號(hào),根據(jù)信號(hào)的大小和方向可測出物體移動(dòng)的大小和方向。7.4不等位電勢測量

測量不等位電勢時(shí),按照不等位電勢的概念進(jìn)行,使得霍爾元件位于同極性相對放置兩塊永久磁鋼的正中間,不使用電氣零位(RW1為零),直接測量霍爾元件的輸出電壓,約40mV。

第三篇：傳感器的應(yīng)用論文

文獻(xiàn)檢索與科技論文寫作

結(jié) 課 作 業(yè)

姓名：安 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 濱

2013級(jí)本科三班

201315110101

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

論文分析：

意義：光纖傳感技術(shù)是一門新興的應(yīng)用物理技術(shù)，它在石油、通信、化工檢測以及各種參量測量方面具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，光纖技術(shù)已逐漸滲透到各研究領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍日漸廣泛。隨著光纖傳感系統(tǒng)在國防軍事、航空航天、工礦企業(yè)、土木建筑、能源環(huán)保、生物醫(yī)學(xué)、計(jì)算測量、自動(dòng)控制等各領(lǐng)域的應(yīng)用，對光纖傳感系統(tǒng)的性能也不斷提出新的要求。光纖溫度傳感器特別適用于易燃易爆的工作環(huán)境，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的點(diǎn)溫度傳感器的不足。主要內(nèi)容及研究思路：本文從光纖的基礎(chǔ)入手，首先介紹了光纖的基礎(chǔ)知識(shí)，然后結(jié)合傳感器引入了光纖溫度傳感器的定義，分類及工作原理。本課題研究的是一種非功能性光纖溫度傳感器，它是利用高度敏感的雙金屬片作為感溫元件，金屬片的變化改變了光纖的通光強(qiáng)度。

目標(biāo)：光纖溫度傳感器可以達(dá)到不但測溫對象廣，從監(jiān)測相對低溫的生物過程到監(jiān)測高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)零件，而且測量準(zhǔn)確度、靈敏度高，抗電磁能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，使用壽命長，價(jià)格相對低廉，使用更加經(jīng)濟(jì)。今后光纖溫度傳感器研究方向?qū)?huì)進(jìn)一步提高傳感器的精度、可靠性；提高抗干擾能力、穩(wěn)定性，并簡化器件結(jié)構(gòu)，降低成本。

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

目 錄

第1章 前 言

1.1選題背景及研究意義 1.2光纖傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3光纖傳感器及其組成與分類 1.4本論文的主要內(nèi)容 第2章 光纖溫度傳感器理論 2.1光纖基礎(chǔ)知識(shí)介紹 2.2熱敏元件雙金屬片工作原理 2.3光纖探頭的原理

2.4纖端光場的光強(qiáng)分布函數(shù)選取

2.5光纖溫度傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用 第3章 光纖溫度傳感器系統(tǒng)組成與實(shí)驗(yàn)步驟 3.1 實(shí)驗(yàn)原理

3.2實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備和材料 3.3實(shí)驗(yàn)搭建與調(diào)試 第4章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 位移光強(qiáng)曲線的測定及其與理論曲線的對比 4.2 溫度光強(qiáng)曲線的測定及出現(xiàn)的問題和解決辦法 4.3 測溫曲線的選取及傳感器測溫范圍的確定 第5章 結(jié)論與展望

5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

5.2光纖溫度傳感器存在的不足和展望 參考文獻(xiàn) 致謝

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

第1章 前言

1.1 選題背景及研究意義

1.2光纖傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.2.1 國外研究現(xiàn)狀

1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

1.3 光纖傳感器及其組成與分類

1.4 本論文的主要內(nèi)容

本文所采用的溫度變換器為U型雙金屬片，依據(jù)雙金屬片的位置隨溫度的變化而變化的原理，利用雙金屬片的縱向位置改變來調(diào)制光纖探頭接收到的光強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)溫度對光強(qiáng)的間接調(diào)制。與傳統(tǒng)的指針式雙金屬片溫度計(jì)相比，本傳感器具有快速、靈敏、便于實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)接口連接等優(yōu)點(diǎn)。研究從基本的概念入手。

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

第2章 光纖溫度傳感器理論

2.1光纖基礎(chǔ)知識(shí)介紹

2.1.1 光纖的結(jié)構(gòu)和分類

2.1.2 光纖的傳輸原理

2.2熱敏元件雙金屬片工作原理

2.2.1 雙金屬片彎曲機(jī)理及其選取

2.2.2 雙金屬片得到選取及其補(bǔ)償和調(diào)制機(jī)理

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

2.2.3雙金屬片溫度變換對位移的補(bǔ)償機(jī)理及其位移的計(jì)算

2.3光纖探頭的原理

2.3.1 光纖反射式調(diào)制原理及與光強(qiáng)分布的關(guān)系

2.3.2 光纖傳輸信號(hào)準(zhǔn)共路理論

2.4纖端光場的光強(qiáng)分布函數(shù)選取

2.5光纖溫度傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

第3章 光纖溫度傳感器系統(tǒng)組成與實(shí)驗(yàn)步驟

3.1 實(shí)驗(yàn)原理

3.2實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備和材料

3.3實(shí)驗(yàn)搭建與調(diào)試

3.3.1 LED光源I-P特性曲線測試

3.3.2 反射式光纖位移傳感實(shí)驗(yàn)

3.3.3 光纖溫度傳感器實(shí)驗(yàn)

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

第4章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 位移光強(qiáng)曲線的測定及其與理論曲線的對比

4.2 溫度光強(qiáng)曲線的測定及出現(xiàn)的問題和解決辦法

4.3 測溫曲線的選取及傳感器測溫范圍的確定

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

第5章 結(jié)論與展望

5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

5.2光纖溫度傳感器存在的不足和展望

光纖溫度傳感器的設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

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致 謝

第四篇：傳感器的應(yīng)用教案

傳感器的應(yīng)用教案

【教學(xué)目標(biāo)】 1.知識(shí)與技能:(1)、了解傳感器應(yīng)用的一般模式;(2)、理解應(yīng)變式力傳感器的應(yīng)用――電子秤的工作原理。(3)、理解聲傳感器的應(yīng)用――話筒的工作原理。

4、理解溫度傳感器的應(yīng)用――電熨斗的工作原理(5)、會(huì)設(shè)計(jì)簡單的有關(guān)傳感器應(yīng)用的控制電路。2.過程與方法: 通過實(shí)驗(yàn)結(jié)合物理學(xué)的知識(shí),探究電子秤、話筒、電熨斗等的工作原理,從而了解力傳感器、聲傳感器和溫度傳感器的一般應(yīng)用,進(jìn)一步總結(jié)出傳感器應(yīng)用的一般模式。

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)動(dòng)手能力,提高創(chuàng)新意識(shí),提高物理理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合的綜合實(shí)踐能力。

【教學(xué)重點(diǎn)】:各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】:各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)?！窘虒W(xué)方法】:PPT課件,演示實(shí)驗(yàn),講授

【教學(xué)用具】:小型電子秤,話筒,電熨斗、示波器?！窘虒W(xué)過程】

一、引入新課

師:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了傳感器及其工作原理。傳感器是能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量,并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)化為電路通斷的一類元件。請大家回憶一下光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件各是把什么物理量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的元件? 學(xué)生思考后回答:光敏電阻將光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量。熱敏電阻將溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量?；魻栐汛鸥袘?yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量。這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)傳感器的應(yīng)用

二、進(jìn)行新課

1、傳感器應(yīng)用的一般模式

師:閱讀教材開頭幾段,然后合上書,在練習(xí)本上畫出傳感器應(yīng)用的一般模式示意圖。提示:一般情況下,傳感器產(chǎn)生的信號(hào)非常微弱,要想觸發(fā)控制電路,此信號(hào)必須進(jìn)一步放大才可以,所以需要放大電路,即放大器。

生:閱讀教材并在練習(xí)本上畫出傳感器應(yīng)用的一般模式示意圖。

師:下面學(xué)習(xí)幾個(gè)傳感器應(yīng)用的實(shí)例。2.力傳感器的應(yīng)用----電子秤

師:閱讀教材61頁最后一段,思考并回答問題。

(1)電子秤使用的測力裝置是什么?它是由什么元件組成的?(2)簡述力傳感器的工作原理。

(3)應(yīng)變片能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)量? 生:閱讀教材,思考并回答問題。

生1:電子秤的測力裝置是力傳感器,它是由一個(gè)金屬梁和兩個(gè)應(yīng)變片一起組成了測力部分。

生2:在金屬梁沒有力的情況下,金屬梁處于水平狀態(tài),梁的上下應(yīng)變片的長度沒變且相等,兩應(yīng)變片的電阻大小也相等,當(dāng)給金屬梁施加豎直向下的力時(shí),金屬梁會(huì)向下彎曲,使得金屬梁上面的應(yīng)變片被拉長,電阻變大,兩端電壓也變大,而下邊的應(yīng)變片被擠壓收縮,電阻變小,兩端的電壓也減小,使得兩應(yīng)變片兩端電壓值不相等,存在差值,控制電路就通過這個(gè)差值,經(jīng)過放大電路將差值信號(hào)放大,再在顯示器上顯示出數(shù)字,即力F的大小。生3:應(yīng)變片能夠?qū)⑿巫冞@個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量。

師:總結(jié)點(diǎn)評,結(jié)合板畫強(qiáng)調(diào)講解應(yīng)變片測力原理。3.聲傳感器的應(yīng)用-----話筒

師:閱讀教材62頁有關(guān)內(nèi)容,思考并回答問題。(1)話筒的作用是什么?(2)說明動(dòng)圈式話筒的工作原理和工作過程。

(3)說明電容式話筒的工作原理和工作過程。這種話筒的優(yōu)點(diǎn)是什么?(4)駐極體話筒的工作原理是什么?有何優(yōu)點(diǎn)? 生:閱讀教材,思考并回答問題。

生1:話筒的作用是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

生2:動(dòng)圈式話筒的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。膜片接收到聲波后引起振動(dòng),連接在膜片上的線圈隨著一起振動(dòng),線圈在永磁體的磁場里振動(dòng)從而產(chǎn)生感應(yīng)電流(電信號(hào)),感應(yīng)電流的大小和方向都變化,振幅和頻率的變化都由聲波決定,這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器,從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音。

生3:電容式話筒的工作原理:利用電容器充放電形成的充放電電流。薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器,被直流電源充電.當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí),電容發(fā)生變化,電路中形成變化的電流,于是電阻R兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓.優(yōu)點(diǎn):保真度好。

生4:駐極體話筒的原理同電容式話筒,只是其內(nèi)部感受聲波的是駐極體塑料薄膜.優(yōu)點(diǎn):體積小,重量輕,價(jià)格便宜,靈敏度高,工作電壓低。

師:指出:駐極體話筒利用了電介質(zhì)的極化現(xiàn)象:將電介質(zhì)放入電場中,在前后兩個(gè)表面上會(huì)分別出現(xiàn)正電荷與負(fù)電荷的現(xiàn)象.某些電介質(zhì)在電場中被極化后,去掉外加電場,仍然會(huì)長期保持被極化的狀態(tài),這種材料稱為駐極體.師:演示實(shí)驗(yàn): 按照如圖所示的連接駐極體話筒的工作電路,話筒的輸出端經(jīng)過隔直電容接到示波器。對著話筒喊話,觀察示波器的熒光屏上的波形,再用另外一人同樣對話筒喊話,比較兩次聲音產(chǎn)生的波形有什么不一樣。上述過程,就是話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過程。生:觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。現(xiàn)象:不同的聲波信號(hào),熒光屏上顯示的波形不同。說明話筒產(chǎn)生的電信號(hào)是由接收到的聲波控制的。4.溫度傳感器的應(yīng)用---電熨斗

師:溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛的傳感器之一,它能把溫度的高低轉(zhuǎn)變成電信號(hào),通常是利用物體的某一物理性質(zhì)隨溫度的變化而改變的特性制成的.電熨斗就是靠溫度傳感器來控制溫度的。實(shí)驗(yàn):取一個(gè)報(bào)廢的日光燈啟輝器,去掉外殼,敲碎氖泡的玻璃,可以看到一個(gè)U型的雙金屬片,雙金屬片的旁邊有一根直立的金屬絲,兩者構(gòu)成一對觸點(diǎn),常溫下觸點(diǎn)是分離的,用火焰靠近金屬片,可以看到雙金屬片的形狀變化,與金屬絲接觸,熄滅火焰,雙金屬片逐漸恢復(fù)原狀,兩個(gè)觸點(diǎn)分離。把這個(gè)啟動(dòng)器用到溫控開關(guān),可以控制小燈泡的亮和滅。生:做實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

師:電熨斗就裝有雙金屬片溫度傳感器。這種傳感器的作用是控制電路的通斷。

投影:電熨斗結(jié)構(gòu)圖(如圖所示)思考與討論:(1)常溫下,上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是分離的?當(dāng)溫度過高時(shí),雙金屬片將怎樣起作用?(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度,這是如何使用調(diào)溫旋鈕來實(shí)現(xiàn)的? 參考答案:(1)常溫下,上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的,但溫度過高時(shí),由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同,上部金屬膨脹大,下部金屬膨脹小,則雙金屬片向下彎曲,使觸點(diǎn)分離,從而切斷電源,停止加熱.溫度降低后,雙金屬片恢復(fù)原狀,重新接通電路加熱,這樣循環(huán)進(jìn)行,起到自動(dòng)控制溫度的作用.(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度,此時(shí)可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲,升降螺絲帶動(dòng)彈性鋼片升降,從而改變觸點(diǎn)接觸的難易,達(dá)到控制在不同溫度的目的.拓展:溫度傳感器的另一應(yīng)用----電冰箱的溫控裝置

如圖所示是某種電冰箱內(nèi)溫度控制器的結(jié)構(gòu),銅質(zhì)的測溫泡1,細(xì)管2和彈性金屬膜盒3連成密封的系統(tǒng),里面充有氯甲烷盒它的蒸汽,構(gòu)成一個(gè)溫度傳感器,膜盒3為扁圓形,右表面固定,左表面通過小柱體與彈簧片4連接,盒中氣體的壓強(qiáng)增大時(shí),盒體就會(huì)膨脹,測溫泡1安裝在冰箱的冷藏室中。

5、6分別是電路的動(dòng)觸點(diǎn)盒靜觸點(diǎn),控制制冷壓縮機(jī)的工作,拉簧7的兩端分別連接到彈簧片4盒連桿9上。連桿9的下端是裝在機(jī)箱上的軸。凸輪8是由設(shè)定溫度的旋鈕控制的,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)凸輪連桿上端右移,從而加大對彈簧7的拉力。自動(dòng)控溫原理:如圖所示是某種電冰箱內(nèi)溫度控制器的結(jié)構(gòu),銅制的測溫泡

1、細(xì)管2和彈性金屬膜盒3連通成密封的系統(tǒng),里面充有氯甲烷和它的蒸汽,構(gòu)成了一個(gè)溫度傳感器,膜盒為扁圓形,右表面固定,左表面通過小柱體與彈簧片4連接,盒中氣體的壓強(qiáng)增大時(shí),盒體就會(huì)膨脹,測溫泡1安裝在冰箱的冷藏室中。

5、6分別是電路的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn),控制制冷壓縮機(jī)的工作,拉簧7的兩端分別連接到彈簧片和連桿9上,連桿9的下端裝在機(jī)箱上的軸,凸輪8是由設(shè)定溫度的旋鈕控制的,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)凸輪連桿上端右移,從而加大對彈簧7的拉力。當(dāng)冷藏室里的溫度升高時(shí),1、2、3中的氯甲烷受熱膨脹,彈性金屬膜盒3的左端膨脹,推動(dòng)彈簧片4向左轉(zhuǎn)動(dòng),使5、6接觸,控制的壓縮機(jī)電路開始工作制冷,當(dāng)溫度下降到一定程度,氯甲烷受冷收縮,5、6又分開,制冷結(jié)束,直到下次溫度升高再重復(fù)上述過程。溫度設(shè)定原理:將凸輪8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),凸輪將連桿9向右頂,使得彈簧7彈力增大,此時(shí)要將5、6觸點(diǎn)接通,所需要的力就要大些,溫度要高一些,即溫控?fù)鯌?yīng)低一些(例如1級(jí)),順時(shí)針旋轉(zhuǎn)凸輪8,控制的溫度低一些,控溫?fù)跻咭恍?/p>

(三)典型例題 例1.用如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度.該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器.用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0 kg的滑塊可無摩擦滑動(dòng),兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上,其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出.現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上,傳感器b在前,傳感器a在后.汽車靜止時(shí),傳感器a、b在的示數(shù)均為 10 N(取g10 m/s2).(1)若傳感器a的示數(shù)為 14 N、b的示數(shù)為6.0 N,求此時(shí)汽車的加速度大小和方向.(2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器a的示數(shù)為零.分析:傳感器上所顯示出的力的大小,即彈簧對傳感器的壓力,據(jù)牛頓第三定律知,此即為彈簧上的彈力大小,亦即該彈簧對滑塊的彈力大小.解:(1)如圖所示,依題意:左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力 F114N,右側(cè)彈簧對滑塊的向左的推力 F26.0 N.滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1,根據(jù)牛頓第二定律有 得4 m/s2 a1與F1同方向,即向前(向右).(2)a傳感器的讀數(shù)恰為零,即左側(cè)彈簧的彈力,因兩彈簧相同,左彈簧伸長多少,右彈簧就縮短多少,所以右彈簧的彈力變?yōu)镹?；瑝K所受合力產(chǎn)生加速度,由牛頓第二定律得,a210m/s2,方向向左.例

2、如圖5是電容式話筒的示意圖,它是利用電容制作的傳感器,話筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層,膜后距膜幾十微米處有一金屬板,振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極,在兩極間加一電壓U,人對著話筒說話時(shí),振動(dòng)膜前后振動(dòng),使電容發(fā)生變化,導(dǎo)致話筒所在電路中的其它量發(fā)生變化,使聲音信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào),其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是容器兩板間的(A)(A)距離變化(B)正對面積變化(C)介質(zhì)變化(D)電壓變化

【課堂總結(jié)】 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題: 力傳感器的應(yīng)用---電子秤

聲傳感器的應(yīng)用---話筒

溫度傳感器的應(yīng)用---電熨斗 力傳感器是把力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);聲傳感器是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),而溫度傳感器往往是用來進(jìn)行自動(dòng)控制.【布置作業(yè)】課本P58-59 1、2、3 【板書設(shè)計(jì)】 第二節(jié):傳感器的應(yīng)用

一、傳感器應(yīng)用的一般模式示意圖

二、力傳感器的應(yīng)用---電子秤

三、聲傳感器的應(yīng)用----話筒

四、溫度傳感器的應(yīng)用---電熨斗

【教學(xué)反思】

思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng),物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。

第五篇：傳感器原理與應(yīng)用

傳感器原理與應(yīng)用（專業(yè)限選課）

Principle and Application of Sensor

【課程編號(hào)】XZ260111

【學(xué)分?jǐn)?shù)】2

【學(xué)時(shí)數(shù)】24+6+9（實(shí)驗(yàn)課時(shí)）【課程類別】專業(yè)限選 【編寫日期】2010.3.30 【先修課程】電路分析、模電、數(shù)電

【適用專業(yè)】電子信息工程類

一、教學(xué)目的、任務(wù)

《傳感器原理和應(yīng)用》是電子及自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)課。它有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。通過學(xué)習(xí)本課程使學(xué)生掌握各類傳感器的基本原理、主要性能及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；能合理地選擇和使用傳感器； 掌握常用傳感器的工程設(shè)計(jì)方法和實(shí)驗(yàn)研究方法；了解傳感器的發(fā)展動(dòng)向。

二、課程教學(xué)的基本要求

現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱是傳感器技術(shù)﹑通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，它們分別構(gòu)成了信息系統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”。在機(jī)械工程中,傳感器對于機(jī)械電子、測量、控制、計(jì)量等領(lǐng)域都是必不可少的獲取信息的關(guān)鍵部件。

鑒于上述認(rèn)識(shí)并考慮學(xué)科特色,在本課程有限學(xué)時(shí)內(nèi),要求學(xué)生重點(diǎn)掌握下列幾方面的知識(shí)：⑴傳感器的基本概念﹑術(shù)語和特性；⑵常用傳感器的原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；⑶傳感器測量電路；⑷傳感器的典型應(yīng)用。

三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配

第1章 傳感與檢測技術(shù)的理論基礎(chǔ)自學(xué)

主要內(nèi)容：

1.1測量概論

1.2測量數(shù)據(jù)的估計(jì)和處理

教學(xué)要求：

了解測量的基本概念，測量系統(tǒng)的特性，測量誤差及數(shù)據(jù)處理的各種方法。

第2章 傳感器概述2學(xué)時(shí)

2.1傳感器的組成與分類

2.2傳感器的基本特性

教學(xué)要求：

熟悉傳感器的輸出--輸入特性與內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的外部特性，掌握其靜態(tài)特性，動(dòng)態(tài)特性的分析方法。

第3章 應(yīng)變式傳感器4學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

3.1 工作原理

3.2 應(yīng)變片的種類、材料及粘貼

3.3 電阻應(yīng)變片的特性

3.4 電阻應(yīng)變片的測量電路

3.5 應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

熟悉應(yīng)變片傳感器的工作原理及外部特性，了解其應(yīng)用范圍，掌握測量電路的分析方法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)一應(yīng)變片性能測試實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：金屬箔式應(yīng)變片性能——單臂電橋、半橋和全橋。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：掌握使用金屬箔式應(yīng)變片組成單臂電橋、半橋和全橋的方法，了解在不同電路

形式時(shí)電路的輸出特性。

注意要點(diǎn)：確保接線正確，電源電壓不能用錯(cuò)。

第4章 電感式傳感器3 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

4.1自感式電感傳感器

4.2差動(dòng)變壓器式傳感器

4.3電渦流式傳感器

教學(xué)要求：

了解電感式傳感器的應(yīng)用范圍，工作特點(diǎn)，掌握其組成的各種測量電路的分析方法及組成特點(diǎn)。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)二電渦流式傳感器的靜態(tài)位移性能3學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：電渦流式傳感器的工作原理和工作情況，動(dòng)手自制一個(gè)渦流探頭，利用實(shí)驗(yàn)室放大器

及振蕩器對不同被測材料（即混料）進(jìn)行分選。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：研究電渦流傳感器特性，被測材料（物質(zhì)）對傳感器的特性的影響以及電渦流

傳感器的應(yīng)用。

注意要點(diǎn)：確保接線正確，激勵(lì)、響應(yīng)線圈不能用錯(cuò)。

第5章電容式傳感器3 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

5.1電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)

5.2電容式傳感器的靈敏度及非線性

5.3電容式傳感器的等效電路

5.4電容式傳感器的測量電路

5.5電容式傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

熟悉電容式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)，掌握其在非電量測量與自動(dòng)檢測中的應(yīng)用。

其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)三 變面積式電容傳感器的性能1學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：變面積式電容傳感器的工作原理和工作情況。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：熟悉變面積式電容傳感器的工作原理和工作情況；研究差動(dòng)式電容傳感器特性。注意要點(diǎn)：確保接線正確，電源電壓不能用錯(cuò)。

第6章 壓電式傳感器3 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

6.1壓電效應(yīng)及壓電材料

6.2 壓電式傳感器測量電路

6.3 壓電式傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

了解壓電式傳感器具有的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍，掌握其組成的測量電路分析及應(yīng)用。

第7章 磁電式傳感器4學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

7.1磁電感應(yīng)式傳感器

7.2 霍爾式傳感器

教學(xué)要求：

掌握磁電式傳感器的各種不同類型及應(yīng)用范圍。

其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)四 霍爾傳感器特性研究及應(yīng)用2學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：霍爾傳感器在交、直流信號(hào)激勵(lì)下的特性。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：了解霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理；實(shí)驗(yàn)研究霍爾傳感器在交、直流信號(hào)激勵(lì)

下的特性；掌握霍爾傳感器測量振幅和稱重應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法。

注意要點(diǎn)：確保接線正確，電源電壓不能超出規(guī)定值。

第8章 光電式傳感器3 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

8.1光電器件

8.2光纖傳感器

教學(xué)要求：

熟悉典型的光電器件的特性和應(yīng)用，了解光纖傳感器及其技術(shù)發(fā)展方向，掌握紅外傳感器的應(yīng)用。

第9章 半導(dǎo)體傳感器2學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

9.1半導(dǎo)體氣敏傳感器

9.2濕敏傳感器

9.3色敏傳感器

9.4半導(dǎo)體式傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

了解以半導(dǎo)體材料組成的各種傳感器及其它們的工作原理，掌握氣敏、濕敏、色敏傳感器在測量電路中的應(yīng)用及其電路分析。

第10章 超聲波傳感器2學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

10.1超聲波及其物理性質(zhì)

10.2超聲波傳感器

10.3超聲波傳感器應(yīng)用用

教學(xué)要求：

熟悉超聲波傳感器的工作原理及其物理性質(zhì)，掌握超聲波傳感器的應(yīng)用。

第11章 微波傳感器1學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

11.1微波概述

11.2微波傳感器的原理和組成11．3微波傳感器的應(yīng)用

教學(xué)要求：

了解壓電式傳感器具有的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍，掌握其組成的測量電路分析及應(yīng)用。

第12章 輻射式傳感器1 學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

12.1紅外傳感器

12.2核輻射傳感器

教學(xué)要求：

了解輻射式傳感器的特性及應(yīng)用。

第13章 數(shù)字式傳感器自學(xué)

主要內(nèi)容：

13.1光柵傳感器

13.2編碼器

13.3感應(yīng)同步器

教學(xué)要求：

了解數(shù)字式傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用。

第14章 智能式傳感器自學(xué)

主要內(nèi)容：

14.1概述

14.2傳感器的智能化

14.3集成智能傳感器

教學(xué)要求：

了解集成智能感器的特性及應(yīng)用。

第15章 傳感器在工程檢測中的應(yīng)用4學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容：

15.1溫度測量

15.2壓力測量

15.3流量測量

15.4物位測量

教學(xué)要求：

了解熱電偶的結(jié)構(gòu)和原理、熱電效應(yīng)的構(gòu)成成份。掌握熱電偶的基本定律、冷端補(bǔ)償方法、測量計(jì)算方法。了解熱電阻的工作原理、結(jié)構(gòu)，掌握應(yīng)用方法。了解傳感器在工程檢測中的作用及其應(yīng)用。

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法

重點(diǎn)：各種常見的、應(yīng)用廣泛的傳感器的基本原理、基本特性、轉(zhuǎn)換電路以及工程應(yīng)用，及分析、設(shè)計(jì)方法。以課堂講授為主，通過實(shí)驗(yàn)加深對所學(xué)各類傳感器的性能及工作原理理解。

難點(diǎn)：各種傳感器的特性分析。

五、考核方式及成績評定方式：

考核方式：考查，六、教材及參考書目

推薦教材：

《傳感器原理及工程應(yīng)用》（第三版），郁有文等編著，西安科技大學(xué)出版社，2008年參考書：

1．王化祥，《傳感器原理與應(yīng)用》，天津大學(xué)出版社，第七版，2003

3．劉君華，《智能傳感器系統(tǒng)》，西安電子科技大學(xué)出版社，第一版，1999

4．單成祥，《傳感器的理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其應(yīng)用》，國防工業(yè)出版社，1999

4．趙負(fù)圖，《現(xiàn)代傳感器集成電路》，人民郵電出版社，2000

修（制）訂人：審核人：

2010年 3 月30日