《电子式传感器》课件

电子式传感器感知世界的电子眼睛探索传感技术的奥秘什么是传感器？定义功能作用能感受信息并转换为电信号的装置将物理量转化为可测量的电信号是人类感官的延伸传感器的基本工作原理感知检测物理量变化转换将物理量转为电信号输出产生可测量电气信号传感器分类方式按能量转换方式按测量参数12主动式与被动式温度、压力、位移等按输出信号按工作原理模拟量、数字量电阻式、电容式、电感式等43电子式传感器概述直接输出电信号集成电子元件无需机械中间环节含信号调理与处理电路与传统区别更高精度、更快响应电子式传感器的优势精度高测量精确度达微米级响应快响应时间可达微秒级易集成可与微控制器直接连接成本低批量生产降低单价电子式传感器的核心组成输出端口信号传输接口转换电路信号调理与放大敏感元件直接感知物理量电子式传感器的应用领域工业自动化环境监测医疗健康生产线监控与控制空气质量与污染检生命体征与疾病监测测智能交通车辆定位与安全系统电阻式传感器简介热敏电阻温度变化影响电阻值光敏电阻光照强度影响电阻值应变片机械变形影响电阻值热敏电阻传感器正温度系数负温度系数PTC NTC温度升高电阻增大温度升高电阻减小应用过热保护应用精确温度测量光敏电阻传感器10kΩ100Ω暗态电阻明态电阻无光照时典型值强光照下典型值1ms响应时间光变化到稳定输出应变片传感器机械形变转化为电信号测量压力、重量和形变电容式传感器简介基本结构优点两电极间的电介质高灵敏度、低功耗缺点易受环境干扰电容式湿度传感器电介质变化实际应用精准控制吸湿材料介电常数随湿度变化气象站、空调系统温室大棚湿度调节电容式位移传感器压电式传感器原理压力施加材料变形外力作用于晶体晶格结构发生形变信号输出电荷产生形成可测量电压正负电荷分离声波传感器（麦克风）电容式麦克风动圈式麦克风压电式麦克风声波振动电容膜片声波振动线圈产生电流声波振动压电晶体高保真音质适合高强度场合结构简单坚固电感式传感器自感式互感式线圈内铁芯位移改变电感两线圈间耦合系数变化涡流式金属导体接近改变阻抗涡流式传感器线圈产生交变磁场线圈通以交流电金属靠近产生涡流导体切割磁力线涡流生成反磁场阻碍原磁场变化改变线圈阻抗检测线圈参数变化磁敏传感器检测磁场强度和方向应用于位置检测、电流测量霍尔传感器实例车轮转速曲轴位置电机控制测量轮毂转动速度发动机点火控制无刷电机换相控制光电式传感器发射光源发射特定波长光线被测物体反射或阻挡光线光敏接收器接收光线生成电信号光电开关对射式反射式漫反射式发射器与接收器分离发射器与接收器集成检测物体本身反射物体阻挡光束触发物体反射光线触发无需反光板红外传感器原理主动红外被动红外1发射红外光并检测反射仅检测物体发射红外2测温红外调制红外43测量物体发射热辐射采用特定频率抗干扰红外传感器应用安防监控地暖控制遥控系统红外人体探测器红外测温调节温度红外遥控器与接收器自动门感应人员靠近开门超声波传感器发射超声波发射器产生高频声波声波传播通过空气传至目标反射回波目标物体反射声波时间测量计算发射到接收时间气体传感器概述半导体式电化学式红外吸收式气体吸附改变电阻气体氧化还原产生电流气体吸收特定波长光检测可燃性气体高精度有毒气体检测等气体浓度测量CO₂燃气泄漏检测用气体传感器家用燃气报警器检测天然气、液化气浓度工业气体监测石油化工厂可燃气监测车用气体传感器车载空气质量监测隧道通风控制浓度监测换气控制CO生物电子传感器简介纳米生物传感器单分子检测蛋白质传感器DNA/特定生物分子检测血糖传感器血液成分分析传感器与应用pH监测溶液酸碱度应用于实验室、水处理、农业压力传感器类型电阻式电容式压电式压力使电阻值变化压力改变电容极板距离压力产生电荷输出振动与加速度传感器加速度传感器实例手机姿态感应屏幕方向自动旋转汽车安全气囊碰撞检测触发展开工业设备振动监测预测性维护运动追踪计步器、运动手环温度传感器对比传感器类型测量范围精度响应时间热敏电阻秒-50~300℃±

0.1℃5-30热电偶秒-200~1800℃±1℃1-3热敏秒IC-55~150℃±

0.5℃5-10湿度与温度综合传感器智能家居仓储环境农业大棚空调系统自动调节货物储存条件监控精准农业环境控制数据中心设备运行环境监测液位与流量传感器浮球式液位计超声波液位计涡轮流量计浮子随液面升降声波测量距离流体推动叶轮旋转结构简单可靠非接触式测量计数脉冲测流量位置与距离传感器霍尔传感器磁场检测物体位置电容传感器无接触测量微小距离超声波传感器声波测量中距离激光测距光时差测量远距离图像传感器原理传感器传感器CCD CMOS电荷耦合器件互补金属氧化物半导体高品质低噪点低功耗高集成度功耗较高智能手机主流选择图像传感器在智能设备中的应用手机拍照、机器视觉、人脸识别智能制造中的传感器网络数据采集通信传输多类型传感器实时监测工业网络连接设备智能分析数据存储算法预测与决策云平台收集历史数据AI医疗电子传感器应用案例可穿戴心电监测连续血糖监测血氧监测实时监测心率与心律糖尿病患者血糖管理无创测量血氧饱和度汽车电子传感器应用案例系统ADAS摄像头与雷达辅助驾驶发动机控制氧传感器优化燃油效率环境控制温湿度传感器自动空调主动安全碰撞传感器触发气囊智能家居中的传感器集成门窗传感器温湿度传感器开关状态监测气候舒适度控制2光照传感器灯光自动控制声音传感器人体传感器语音控制系统存在感知与安防环境监测系统案例工业机器人中的多传感器融合智能决策综合判断最优动作数据融合多源信息综合分析多传感器层视觉、力觉、触觉结合城市物联网传感器应用智慧交通、智能照明、环境监测智能手机与传感器加速度计屏幕方向自动调整陀螺仪游戏姿态精确控制GPS位置导航服务指纹传感器生物识别安全解锁电子式传感器最新发展趋势智能化集成处理与决策AI微型化尺寸功耗大幅降低无线化无线通信能力增强自供能环境能量收集供电传感器面临的挑战与未来展望技术挑战未来展望提高精度与稳定性柔性可穿戴传感器••降低功耗与成本纳米生物传感器••抗干扰能力增强全场景物联网覆盖••总结与交流传感器基础了解各类传感器工作原理应用领域掌握典型应用案例发展趋势把握未来技术方向实践与创新在项目中灵活应用。