电子信息工程导论论文

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专业：电子信息科学与技术

1１特色实验班

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(一)研究课题题目：传感器技术

(二)摘要：在人类进入信息时代的今天，人们的一切社会活动

都是以信息获取和信息转换为中心的，传感器作为信息获取与信息转换的重要手段，是信息科学最前端的一个阵地，是实现信息化的基础技术之一。以传感器为核心的监测系统就像神经和感官一样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人类认识自然 ，改造世界的有力工具。从科学技术层面来讲，到底什么是传感器，传感器有哪些分类、特性与应用····这些都引导着我们对传感器做出更进一步的探索，去揭传感器神秘的面纱。

(三)关键字：获取信息与信息传递

一、 传感器的概念

1、广义概念

传感器是人体“五官”的工程模拟物。国家标准把它定义为：能感受规定的被测量（包括物理量、化学量、生物量等）并按一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换原件和型号调节转换电路等部件组成。

（1） 敏感元件是直接感受被测非电量并按一定规律转换成与被测量

有确切关系的其它量的元件；

（2） 转换元件是将敏感元件感受到的非电量直接转换成电量的器件； （3） 信号调节与转换电路则是把传感与案件输出的电信号转换为便

于显示、记录、处理和控制的电路。 2、狭义定义

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当今电信号最易于处理和便于传输，因此，可传感器狭义的定义

为：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置。 二、 传感器的作用

作为模拟人体感官的“电五官”,传感器是系统对外界猎区信息的“窗口”。从广义上讲，传感器是系统之间实现信息交流“接口”，他为系统提供着赖以进行处理和决策所必需的对象信息，它是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的关键组成部分。现代传感器即使高科技的结晶，又在高科技中起着举足轻重的作用。传感器的发明极大地推动科学向高尖端领域的研究。

美国“阿波罗”登月飞行器，其上所安装的各种传感器多大3200个。现代的飞机、汽车、甚至家用电器也是如此。一辆现代化的汽车，其所用的传感器种类达数十种。

在工业国防领域，传感器更有它的用武之地。在以高技术对抗和信息站为主要特征的现代战争中，可以说是传感器的大集合地。例如：工厂自动化中的柔性制造系统或计算机集成制造系统，几十万千瓦的大型发电机组；连续生产的轧钢生产线，无人驾驶的自动化汽车，大型基础设施工程，多功能武备攻击指挥系统等均需要配置大量的、数以千计的传感器，用以检测各种各样的工况或对象性息，已达到识别目标和运行监控的目的。

当传感器技术在工业自动化、军事挂放何以宇宙开发、海洋开发为代表的尖端科学与工程等重要领域广泛应用的同时 ，它正以自己的巨大潜力，向着与人们生活密切相关的各方面渗透。生物工程、医疗卫生、环境保护、安全防范、家用电器、网络家居等方面的传感器已层出不穷，传感器的应用可谓广矣。

三、传感器的分类

分类法 按基本效应分 类型 物理型、化学型、生物型 说明 分别以转换中的物理效应、化学效应等命名 3

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按能量关系分 能量转换型 能量控制型 输出能量直接由被测量转换而得 输出能量由外源给，但受被测输入量控制 按传感机理分 结构型 以敏感元件结构参数变化实现信号转换 物性型 以敏感元件物性效应实现信号转换 按作用原理分 应变式、电容式、压电式、热电式应变式、电容式、压电式、热电式 按功能性质分 力敏、热敏、磁敏、光敏、气敏 以被测量的敏感性质命名 按功能材料分 固态、光纤、膜、超导 以敏感功能材料的名称或类别命名 按输入量分 位移、压力、温度、流量、气体 以被测量命名 按输出量分 模拟式、数字式 输出量为模拟信号或数字信号 四、传感器的基本特性

1、线性度

线性度指输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度 （1）理想的线性特性 （2）仅有偶次非线性项 （3）仅有奇次非线性项

2、灵敏度

灵敏度是传感器静态特性的一个重要特性指标。其定义是输出量增量与相应输入量增量的相应输入量增量之比。灵敏度越大，传感器越灵敏。 3、重复性

重复性只输入量按同一方做全程多次测试时，所得的曲线不一致的

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程度

4、迟滞（回差滞环）特性

迟滞特性表明传感器在正向行程和反向行程期间，输入与输出曲线不重合的程度 5、分辨率与阈值

分辨率指传感器规定的范围类所能检测的输入量的最小变化量。阈值是使传感器的输出端产生可测变化量的最小被测输入量值。 6、稳定性

稳定性旨在室温条件下，经过相当长的时间间隔，传感器的输出与起始标定时输出之间的差异 7、漂移

漂移指在外界干扰下，输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。漂移包括零点漂移和灵敏度漂移。零点漂移和灵敏浮漂已有分时间漂移和温度漂移。时间漂移是指在规定的条件下，零点或灵敏度随时间的缓慢变化；温度漂移为环境温度变硬气的灵敏度或零点漂移 8、静态误差（精度）

静态误差指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论输出值的偏离程度

五、传感器的应用

传感器的应用十分广泛，包括力传感器、磁电式传感器、温度传感器、光传感器、红外线传感器等。以力传感器和磁电式传感器为例。

力传感器最常用的就是应变片。 1、

工作原理：将应变片粘贴在装备的受压形变部位，当装备受压后，七星便部位会产生一定的形变，而附帖在其上的应变片也会本质发生性变。应变片发生性后会发生阻值的变化，阻值的变化又会影响到连接应变片的电路的电压或电流的变化，而根据电压或电流的变化的大小就可以推算出受到压力的大小，从而得出待测量 2、

优缺点：结构简单，可靠性高，使用方便，价格低廉，读数直观，

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但也有待改进，如弹性形变不宜过大，否则会产生线性误差等；此外，由于放大和值怎环节多为机械传动，不仅受间隙的影响，而且惯性大，固有频率低，之一用于检测湖岸边或静态被测量。 3、

典型应用：用于测力或称重的环性测力计、弹簧秤等；用于测量流体压力的波纹膜片、波纹管等；用于测量温度的双金属片等。 在大型场所或会所，人们总是喜欢拿着话筒讲话，以是自己的声音足够洪亮。我们知道话筒会讲讲话者的声音信号转换成电信号传递给扩音器，然后扩音器将电流信号放大，再经扬声器发出放大的声音。这其实用到了磁电式传感器。 1、

工作原理：磁电式传感器是利用电磁感应原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。 2、

优缺点：她不需要辅助电源就能把被测对象的机械量转换成易于侧量的电信号，是有源传感器。另一方面它输出功率大且性能稳定，具有一定的工作宽带。 3、

典型应用：日常生活中一个比较间的磁电式传感器的应用就是智能验钞机，其工作原理是：在印刷纸币时使用了能感应此行的特性磁性油墨，在验钞机的磁场中，放置磁阻原件，则随着纸币的移动磁阻原件的限值依次发生变化，因而检测这个变化波形就能测定纸币的真伪。另外磁电式传感器典型应用还有：用于振动感测的动铁式振动传感器、圈式振动传速度感器等；用于测量扭矩的磁电式扭矩传感器。用于测量转速的磁电式转速传感器。

结束语：随着人类探知领域和空间的拓展，信息采集——传感器

技术正不断的与其他学科相结合，逐步形成自己的发展方向，孕育自己的新技术。传感器技术已成为重要的现代科学领域，传感器系统的生产以成为重要的新兴产业。

参考文献：电子信息工程概论

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