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第一章绪论1课程简介【引题，作为整门课程的开始，开篇引题要能抓住学生兴趣】设计1：带几个机器人去教室，演示机器人功能，以其中一个机器人（排雷机器人）为例，提问：以这个排雷机器人为例，分析一下它具体实现了哪些功能？首先，当地面有雷的时候，它能够“看”到。
然后，它能将“看”到的信息，通过它的“神经”，也就是这些数据线，传达给它的“大脑”。
它的大脑就做出反应：此处有雷。
引出：这其实也就是我们这门课程中，主要研究的问题：怎样让一个系统去感知它周围的世界，然后，把它所感知到的信息，传递给它的大脑，来完成相应的系统任务。
（接课程内容）提到武器测试技术这个名词，我们可能都不陌生，我们在很多新闻、书籍、电影乃至动画片当中，都见到过关于武器测试技术的片段（图1.1 武器测试技术应用）。
如果我们把研究的对象放宽，那测试技术可以说遍布我们身边的方方面面（图1.2 测试技术的应用）。
仔细看一看这些系统我们能够发现，它们的基本任务大体一致：将研究目标的相关信息检测出来，再传输给系统，来完成相应的系统任务。
1.1课程内容也就是说，我们这门课当中的主要内容：1、是系统感知世界的感官，也就是传感器。
2、是我们怎样利用这些感官，以及这些感官所感知到的信息（测试技术）。
3、最后，我们一起来简单的了解一下这门学科当前的应用以及未来的发展趋势。
图1.3 课程内容及学时安排我们这门课的主要内容，就一起来学习一下，作为一个电气系统，它们用什么来感知外界的信息（传感器），又如何对感知到的信息加以处理，并应用到系统中去的（测试技术），最后，我们一起来简单的了解一下这门学科当前的应用以及未来的发展趋势。
1.1.1章节内容1.1.2学时安排1.2课程特点1.2.1涉及范围广传感器部分物理电路模拟电路测试技术部分信号与系统电路模拟电路自动控制原理单片机原理1.2.2知识点零散1.2.3贴近工程应用1.3学习要求1.3.1课上：认真听讲、记好笔记1.3.2课后：按时、独立完成作业1.3.3实验：充分预习，勇于实践1.4参考书目1.4.1《传感器与检测技术》魏学业主编人民邮电出版社1.4.2《传感器与自动检测技术》张玉莲主编机械工业出版社1.4.3《现代传感器技术》徐群和主编科学出版社1.4.4《传感器与的检测技术》李增国主编北京航空航天大学出版社1.4.5《MATLAB基础与应用教程》蔡旭晖等著人民邮电出版社1.4.6《LabVIEW程序设计基础》德湘轶主编清华大学出版社2产生背景【引题】这门学科是如何产生的呢？我们已经知道，这是一门主要研究传感器原理和使用方法的学科，那么，这门学科是怎样产生的呢？2.1生物能够感知外界信息人们从很早就知道，生物，可以通过视觉、听觉、味觉等形形色色的感官感知我们周围的世界（图1-4~图1-6）。
传感器与检测技术教案一、教学目标1. 了解传感器的概念、作用和分类。
2. 掌握常见传感器的原理、结构和应用。
3. 学会传感器信号的处理与分析方法。
4. 能够运用传感器解决实际工程问题。
二、教学内容1. 传感器的基本概念传感器的定义传感器的作用传感器的分类2. 常见传感器的原理与应用电阻式传感器电容式传感器电感式传感器霍尔传感器光电传感器热电偶传感器超声波传感器3. 传感器信号的处理与分析信号处理的基本方法信号滤波与降噪信号线性化与校准信号的检测与测量4. 传感器的选用与安装传感器的选用原则传感器的安装方法传感器的调试与校准5. 传感器在工程中的应用案例工业自动化技术汽车电子生物医学三、教学方法1. 讲授法：讲解传感器的基本概念、原理和应用。
2. 案例分析法：分析实际工程中的应用案例，加深对传感器技术的理解。
3. 实验法：进行传感器实验，掌握传感器信号的处理与分析方法。
4. 小组讨论法：分组讨论传感器选用与安装的问题，提高解决问题的能力。
四、教学资源1. 教材：传感器与检测技术相关教材。
2. 课件：传感器的基本概念、原理和应用的PPT课件。
3. 实验设备：传感器实验装置、信号处理器等。
4. 网络资源：传感器相关技术的学术论文、专利、企业产品介绍等。
五、教学评价1. 课堂参与度：评估学生在课堂上的发言、提问和讨论情况。
2. 课后作业：评估学生完成课后作业的质量。
3. 实验报告：评估学生在传感器实验中的操作技能和分析能力。
4. 小组项目：评估学生在小组讨论中的贡献和解决问题的能力。
5. 期末考试：评估学生对传感器与检测技术的综合掌握程度。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，包括16次课。
2. 授课方式：课堂讲授与实验相结合。
3. 授课时间：每次课2课时，共计4小时。
4. 实验时间：每次课后的实验环节，共计8小时。
七、教学进度计划1. 第1-4课时：介绍传感器的基本概念、作用和分类。
2. 第5-8课时：讲解常见传感器的原理、结构和应用。
!知识目标：掌握接近开关的基本工作原理，了解各种接近开关的环境特性及使用方法，掌握应用接近开 T丨关进行工业技术检测的方法教学■口h I能力目标：对不同接近开关进行敏感性检测，使用霍尔接近开关完成转动次数的测量。
目标！i素质目标：■ ■ ■ W ■・Fr・・T・・*教学重点.■该学…t 难点i接近开关的基本工作原理I---一一 ^—--十一- ——一一-一-一一--- —一-- . - —- - _-一- --- 教学］理实一体千輕丨实物讲解手段!小组讨论、协作接近开关的应用教学!学时丨10教学内容与教学过程设计1理论学习〗项目一开关量检测任务一认识接近开关一、霍尔效应型接近开关1.霍尔效应霍尔效应的产生是由于运动电荷在磁场作用下受到洛仑兹力作用的结果。
把N型半导体薄片放在磁场中，通以固定方向的电流i图1-2霍尔效应么半导体中的载流子（电子）将沿着与电流方向相反的方向运动。
如图1-2所示，i||（从a点至b点），那\I讲解霍尔效应基i本原理，及霍尔电I动势。
2.霍尔元件霍尔元件的结构简单，由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图1-3 所示。
图1-3 霍尔元件—H ■ — — = H H H — H ■ ■ H H H H — H I3. 霍尔原件的性能参数 1）额定激励电流 2） 灵敏度KH3） 输入电阻和输出电阻 4） 不等位电动势和不等位电阻 5） 寄生直流电动势 6） 霍尔电动势温度系数 4. 霍尔开关霍尔开关是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，可把磁输入 信号转换成实际应用中的电信号，同时具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
图1-6霍尔开关5. 霍尔传感器的应用 1）霍尔式位移传感器霍尔元件具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点， 有功功率及电能参数的测量，也在位移测量中得到广泛应用。
1-7 霍尔式位移传感器的工作原理图2）霍尔式转速传感器图1-8所示的是几种不同结构的霍尔式转速传感器。
传感器及检测技术教案全第一章：传感器概述教学目标：1. 了解传感器的定义、分类和作用。
2. 掌握传感器的性能指标和选用原则。
3. 了解传感器在自动化系统中的应用。
教学内容：1. 传感器的定义和分类。
2. 传感器的性能指标：灵敏度、线性度、重复性、稳定性等。
3. 传感器的选用原则：根据测量需求、工作条件等选择合适的传感器。
4. 传感器在自动化系统中的应用案例。
教学方法：1. 讲授：讲解传感器的定义、分类和作用。
2. 案例分析：分析传感器在自动化系统中的应用案例。
作业与练习：1. 了解并总结常用传感器的性能指标。
2. 根据实际测量需求，选择合适的传感器。
第二章：电阻式传感器教学目标：1. 了解电阻式传感器的原理和特点。
2. 掌握电阻式传感器的应用和优缺点。
教学内容：1. 电阻式传感器的原理：电阻变化的原因、测量方法。
2. 电阻式传感器的特点：线性度好、响应速度快等。
3. 电阻式传感器的应用：力、压力、位移等测量。
4. 电阻式传感器的优缺点：精度高、抗干扰能力强等。
教学方法：1. 讲授：讲解电阻式传感器的原理和特点。
2. 实验演示：观察电阻式传感器的工作原理和应用。
作业与练习：1. 了解并总结电阻式传感器的应用领域。
2. 分析电阻式传感器的优缺点。
第三章：电容式传感器教学目标：1. 了解电容式传感器的原理和特点。
2. 掌握电容式传感器的应用和优缺点。
教学内容：1. 电容式传感器的原理：电容变化的原因、测量方法。
2. 电容式传感器的特点：适用于微小量测量、抗干扰能力强等。
3. 电容式传感器的应用：位移、湿度、液位等测量。
4. 电容式传感器的优缺点：精度高、响应速度快等。
教学方法：1. 讲授：讲解电容式传感器的原理和特点。
2. 实验演示：观察电容式传感器的工作原理和应用。
作业与练习：1. 了解并总结电容式传感器的应用领域。
2. 分析电容式传感器的优缺点。
第四章：霍尔传感器教学目标：1. 了解霍尔传感器的原理和特点。
传感器与检测技术童敏明教案示例文章篇一：哎呀，这“传感器与检测技术”，一开始听到这名字，我感觉像是走进了一个神秘的魔法世界！你知道吗？传感器就像是我们的眼睛、耳朵和鼻子，能帮我们捕捉到各种各样的信息。
比如说，家里的空调能自动调节温度，就是因为有传感器在“工作”呢！它能感受到房间里的温度变化，然后告诉空调该怎么做。
这是不是很神奇？就像我们在学校里，老师能知道哪个同学在认真听讲，哪个同学在开小差，那是因为老师有“观察的眼睛”。
传感器也是这样，只不过它比老师的眼睛更厉害，能看到、听到、感觉到我们人类察觉不到的东西。
有一次，我跟着爸爸去工厂参观。
那里到处都是各种各样的机器，发出“轰隆隆”的声音。
爸爸指着一个机器上的小零件说：“看，这就是传感器，它能检测机器是不是在正常运转。
”我当时就瞪大了眼睛，心里想：“这么一个小小的东西，居然有这么大的作用！”再比如说，我们用的手机，能根据我们拿手机的姿势自动切换屏幕方向，这也是传感器的功劳呀！它就像一个聪明的小精灵，默默地为我们服务。
还有啊，医院里的那些检测仪器，能检测出我们身体里的各种问题。
就好像是一个超级侦探，不放过任何一个“坏蛋”（疾病）的蛛丝马迹。
你想想，如果没有传感器和检测技术，那我们的生活得多麻烦呀！汽车不知道什么时候会出故障，工厂里的生产可能会乱套，就连我们生病了，医生也没办法准确地知道到底是哪里出了问题。
那传感器到底是怎么工作的呢？这就像是一个谜题等待我们去解开。
它就像是一个小战士，时刻准备着接收各种“命令”和“情报”。
当周围的环境发生变化时，它会迅速做出反应，把收集到的信息传递出去。
我有时候就在想，要是我能发明一个超级厉害的传感器，那该多好呀！它能帮助人们解决更多的难题，让我们的生活变得更加美好。
总之，传感器与检测技术真的太重要啦！它就像一个默默付出的英雄，在我们看不到的地方发挥着巨大的作用，为我们的生活保驾护航。
示例文章篇二：《神奇的传感器与检测技术》嘿，同学们！你们知道吗？在我们的生活中，有一种超级神奇的东西，叫做传感器与检测技术！这可不是什么遥不可及的高科技，而是就在我们身边，默默发挥着大作用的“小能手”！比如说，咱们每天用的手机。
(完整版)传感器与检测技术教案
课时授课计划
科目传感器与检测技术授课时数共页
课题：绪论
授课目的: 通过本节课的学习使学生了解传感器概念,组成,分类以及今后的发展趋势
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：。
传感器与检测技术教案第一课时：传感器与检测技术概述一、教学目标：1.了解传感器与检测技术的基本概念和基本原理；2.熟悉传感器与检测技术在生活中的应用；3.学习传感器与检测技术的分类和特点。
二、教学内容：1.传感器与检测技术的基本概念和基本原理a.传感器的定义和作用；b.检测技术的定义和作用；c.传感器的基本原理：传感器的输入、输出和转换过程。
2.传感器与检测技术的应用a.生活中的传感器与检测技术应用案例介绍；b.传感器与检测技术在工业自动化、环境监测、医疗健康等领域的应用。
3.传感器与检测技术的分类和特点a.传感器的分类：按测量物理量分类、按传感原理分类；b.传感器的特点：灵敏度、精度、响应时间、线性度等。
三、教学过程：1.导入（5分钟）a.讲解传感器与检测技术在日常生活中的应用案例，如智能家居、智能手机等；b.引发学生对传感器与检测技术的兴趣和思考。
2.讲解传感器与检测技术的基本概念和基本原理（20分钟）a.定义传感器并解释其作用；b.定义检测技术并解释其作用；c.讲解传感器的基本原理，包括输入、输出和转换过程。
3.分组讨论传感器与检测技术的应用（15分钟）a.将学生分为小组，每组讨论一个特定领域的传感器与检测技术应用；b.每组汇报讨论结果，展示该领域中的应用案例。
4.传感器与检测技术的分类和特点（30分钟）a.解释传感器的分类，包括按测量物理量分类和按传感原理分类；b.介绍传感器的特点，如灵敏度、精度、响应时间、线性度等。
5.总结与小结（10分钟）a.综合讨论传感器与检测技术的基本概念、基本原理、应用、分类和特点；b.总结本节课的重点和要点；c.提出下节课的预习任务。
四、教学资源和工具：1.讲义或课件；2.动态模型或实物模型展示传感器与检测技术的应用案例；3.实验室或示范设备展示传感器的工作原理。
五、教学评价与反思：1.课堂讨论和案例分析教学评价；2.学生的课后作业评价；3.教师课堂教学反思和自我评价。
传感器与检测技术-教案第一章：传感器概述1.1 教学目标了解传感器的定义、分类和作用理解传感器的基本原理和特性掌握传感器的选用和安装方法1.2 教学内容传感器的定义和分类传感器的基本原理和特性传感器的选用和安装方法1.3 教学方法讲授传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解传感器的工作原理和特性动手实验，演示传感器的选用和安装方法1.4 教学评估课堂问答，检查学生对传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对传感器选用和安装方法的掌握程度第二章：温度传感器2.1 教学目标了解温度传感器的定义、分类和作用理解温度传感器的基本原理和特性掌握温度传感器的选用和安装方法2.2 教学内容温度传感器的定义和分类温度传感器的基本原理和特性温度传感器的选用和安装方法2.3 教学方法讲授温度传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解温度传感器的工作原理和特性动手实验，演示温度传感器的选用和安装方法2.4 教学评估课堂问答，检查学生对温度传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对温度传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对温度传感器选用和安装方法的掌握程度第三章：压力传感器3.1 教学目标了解压力传感器的定义、分类和作用理解压力传感器的基本原理和特性掌握压力传感器的选用和安装方法3.2 教学内容压力传感器的定义和分类压力传感器的基本原理和特性压力传感器的选用和安装方法3.3 教学方法讲授压力传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解压力传感器的工作原理和特性动手实验，演示压力传感器的选用和安装方法3.4 教学评估课堂问答，检查学生对压力传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对压力传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对压力传感器选用和安装方法的掌握程度第四章：流量传感器4.1 教学目标了解流量传感器的定义、分类和作用理解流量传感器的基本原理和特性掌握流量传感器的选用和安装方法4.2 教学内容流量传感器的定义和分类流量传感器的基本原理和特性流量传感器的选用和安装方法4.3 教学方法讲授流量传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解流量传感器的工作原理和特性动手实验，演示流量传感器的选用和安装方法4.4 教学评估课堂问答，检查学生对流量传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对流量传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对流量传感器选用和安装方法的掌握程度第五章：位移传感器5.1 教学目标了解位移传感器的定义、分类和作用理解位移传感器的基本原理和特性掌握位移传感器的选用和安装方法5.2 教学内容位移传感器的定义和分类位移传感器的基本原理和特性位移传感器的选用和安装方法5.3 教学方法讲授位移传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解位移传感器的工作原理和特性动手实验，演示位移传感器的选用和安装方法5.4 教学评估课堂问答，检查学生对位移传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对位移传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对位移传感器选用和安装方法的掌握程度第六章：光学传感器6.1 教学目标了解光学传感器的定义、分类和作用理解光学传感器的基本原理和特性掌握光学传感器的选用和安装方法6.2 教学内容光学传感器的定义和分类光学传感器的基本原理和特性光学传感器的选用和安装方法6.3 教学方法讲授光学传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解光学传感器的工作原理和特性动手实验，演示光学传感器的选用和安装方法6.4 教学评估课堂问答，检查学生对光学传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对光学传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对光学传感器选用和安装方法的掌握程度第七章：超声波传感器7.1 教学目标了解超声波传感器的定义、分类和作用理解超声波传感器的基本原理和特性掌握超声波传感器的选用和安装方法7.2 教学内容超声波传感器的定义和分类超声波传感器的基本原理和特性超声波传感器的选用和安装方法7.3 教学方法讲授超声波传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解超声波传感器的工作原理和特性动手实验，演示超声波传感器的选用和安装方法7.4 教学评估课堂问答，检查学生对超声波传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对超声波传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对超声波传感器选用和安装方法的掌握程度第八章：无线传感器网络8.1 教学目标了解无线传感器网络的定义、分类和作用理解无线传感器网络的基本原理和特性掌握无线传感器网络的选用和安装方法8.2 教学内容无线传感器网络的定义和分类无线传感器网络的基本原理和特性无线传感器网络的选用和安装方法8.3 教学方法讲授无线传感器网络的基本概念和分类分析实际案例，讲解无线传感器网络的工作原理和特性动手实验，演示无线传感器网络的选用和安装方法8.4 教学评估课堂问答，检查学生对无线传感器网络定义和分类的理解分析案例，评估学生对无线传感器网络工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对无线传感器网络选用和安装方法的掌握程度第九章：传感器信号处理与分析9.1 教学目标了解传感器信号处理与分析的基本概念、方法和作用理解传感器信号处理与分析的基本原理和特性掌握传感器信号处理与分析的方法和技巧9.2 教学内容传感器信号处理与分析的基本概念和方法传感器信号处理与分析的基本原理和特性传感器信号处理与分析的方法和技巧9.3 教学方法讲授传感器信号处理与分析的基本概念和方法分析实际案例，讲解传感器信号处理与分析的基本原理和特性动手实验，演示传感器信号处理与分析的方法和技巧9.4 教学评估课堂问答，检查学生对传感器信号处理与分析的基本概念和方法的理解分析案例，评估学生对传感器信号处理与分析的基本原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对传感器信号处理与分析的方法和技巧的掌握程度第十章：传感器在工程应用中的案例分析10.1 教学目标了解传感器在工程应用中的重要性理解传感器在不同工程领域的应用案例掌握传感器在工程应用中的选型和应用方法10.2 教学内容传感器在工程应用中的重要性传感器在不同工程领域的应用案例传感器在工程应用中的选型和应用方法10.3 教学方法讲授传感器在工程应用中的重要性分析实际案例，讲解传感器在不同工程领域的应用动手实验，演示传感器在工程应用中的选型和应用方法10.4 教学评估课堂问答，检查学生对传感器在工程应用中的重要性的理解分析案例，评估学生对传感器在不同工程领域应用的掌握程度实验报告，评估学生对传感器在工程应用中的选型和应用方法的掌握程度重点和难点解析1. 传感器的基本概念和分类：重点关注传感器定义和分类的理解，以及传感器的功能和作用。
《传感器与检测技术》教案项目七光电式传感器的应用一、教学目标1.了解光电效应。
2.了解各类光电元件。
3.掌握各类光电式传感器的工作原理。
4.掌握光电式传感器测量转速的方法。
二、课时分配本项目共2个任务，本项目安排4课时。
其中理论课时2课时，实践课时2课时。
三、教学重点通过本项目的学习，让学生理解能正确识别各类光电式传感器能根据任务要求，正确安装光电式传感器，正确完成光电式传感器测量转速的电路接线，正确测量转速并且读数正确。
的相关知识。
通过本项目的学习，新旧知识得以重新整合，使学生对传感器的认识更完整，更清晰。
四、教学难点1.能识别各类光电式传感器。
2.能根据任务要求，正确安装光电式传感器。
3.正确完成光电式传感器测量转速的电路接线。
4.正确测量转速并且读数正确。
五、教学内容任务一光电式传感器在转速检测中的应用知识链接一、光电效应用光照射某一物体，可以看作物体受到一连串具有能量（每个光子能量的大小等于普朗克常数h乘以光的频率γ，即E=hγ）的光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。
由于被光照射的物体材料不同，所产生的光电效应也不同，通常光照射到物体表面后产生的光电效应分为：外光电效应、内光电效应、光生伏特效应。
1.外光电效应在光线的作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，基于外光电效应的光电元件有紫外光电管、光电倍增管、光电摄像管等。
2.内光电效应半导体材料受到光照时，使其导电性能增强，光线越强，阻值越低，这种光照后电阻率发生变化的现象,称为内光电效应。
基于这种效应的光电器件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等。
3.光生伏特效应在光线作用下, 能使物体产生一定方向的电动势的现象，称为光生伏特效应。
具有光生伏特效应的光电器件有硅、硒、砷化镓、氧化铜、锗等材料做成的光电池。
二、光电元件1.基于外光电效应的光电元件（1）光电管光电管是基于外光电效应原理工作的光电元件。
传感器与检测技术传感器与检测技术第一章概述传感器：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。
1.1 机电一体化系统常用传感器1.1.1 传感器的组成传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。
①敏感元件：是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力、力矩转换为位移或应变输出）。
②转换元件：是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻、电感、电容）及电流或电压等电信号。
③基本转换电路：是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。
大多数传感器为开环系统，也有带反馈的闭环系统。
1.1.2 传感器的分类1．按被测量对象分类：（1）内部信息传感器：主要检测系统内部的位置、速度、力、力矩、温度以及异常变化。
（2）外部信息传感器：主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。
2．传感器按工作机理：（1）物性型传感器:利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。
（2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有电感式传感器、电容式传感器、光栅式传感器）。
3．按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。
4. 按工作原理分类可分为电阻式、电感式、电容式、光电式、磁电式、压电式、热电式、陀螺式、机械式、流体式。
有利于传感器的设计和应用：5. 按传感器能量源分类：（1）无源型：不需外加电源，而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转换型；（2）有源型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。
电阻式包括光敏电阻、热敏电阻、湿敏电阻等形式。
6. 按输出信号的性质分类：（1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）；（2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性；（3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比，加上计数器可对输入量进行计数；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。
其代码“1”为高电平，“0”为低电平。
①开关型（二值型）：包括接触型（微动开关、行程开关、接触开关）、非接触型（光电开关、接近开关）；②模拟型：包括电阻型（电位器、电阻应变片）、电压\电流型（热电偶、光电电池）、电容\电感型（电容、电感式位置传感器）；③数字型：包括计数型（脉冲或方波信号+计数器）、代码型（回转编码器、礠尺）。
静态特性和动态特性。
之间的关系，叫静态特性，简称静特性。
表征传感器静态特性的指标有线性度、灵敏度、重复性等。
3. 传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性，简称动特性。
取决于传感器的本身及输入信号的形式。
传感器按其传递、转换信息的形式可分为①接触式环节；②模拟环节；③数字环节，其中最薄弱环节的动态特性即为该传感器的动态特性。
：正弦周期信号、阶跃信号。
2）高灵敏度。
3）工作可靠。
4）稳定性好，应长期工作稳定，抗腐蚀性好；5）抗干扰能力强；6）动态性能良好。
7）结构简单、小巧，使用维护方便，通用性强，功耗低等。
1.2 传感检测技术的地位和作用1.地位传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术，是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。
2.作用能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。
应用：仪器设备、家用电器、计算机集成制造系统（CIMS ）、柔性制造系统（FMS ）、加工中心（MC ）、CNC 机床、计算机辅助制造系统（CAM ）。
1.3 基本特性的评价指标与选用原则1．测量范围：是指传感器在允许误差限内，其被测量值的范围； 量 程： 是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。
过载能力：一般情况下，在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下，传感器允许超过其测量范围的能力。
过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。
2. 灵敏度：是指传感器输出量的变化量Y ∆与引起此变化的输入量的变化X ∆之比。
系统总灵敏度K 等于各环节灵敏度k 的乘积，K k k k =。
越高越好，因为灵敏度越高，传感器所能感知的变化量越小，即被测量稍有微小变化，传感器就有较大输出。
K 值越大，对外界反应越强。
过高的灵敏度会影响其适用的测量范围。
放大噪声，信噪比要好。
灵敏度的量纲，灵敏度是否为常数；灵敏度的方向性，交叉耦合灵敏度越小越好。
3. 线性度：反映非线性误差的程度是线性度。
线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较，用其不一致的最大偏差△Lmax 与理论量程输出值Y （=ymax —ymin ）的百分比进行计算。
max100%L L Yδ∆=⨯4.重复性：是衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标；（分散范围小，重复性越好） 5.稳定性/输出特性不发生变化的能力，影响传感器稳定性的因素6、精确度：简称精度，它表示传感器的输出结果与被测量的实际值之间的符合程度，是测量值的精密程度与准确程度的综合反映。
7. 分辨力是指传感器能检出被测量的最小变化量。
8、动态特性：反映了传感器对于随时间变化的动态量的响应特性。
传感器的响应特性必须在所测频率范围内努力保持不失真测量条件，时间延迟越小越好。
一般地，利用光电效应、压电效应等物性型传感器，响应时间快，工作频率范围宽。
结构型传感器，固有频率低。
在动态测量中，响应特性对测试结果有直接影响。
频域内，采用正弦输入信号分析传感器检测系统的频率响应，包括幅频特性和相频特性；时域内，采用系统对阶跃信号的瞬态响应的超调量、响应时间、上升时间等来分析系统的动态特性。
9.环境参数指传感器允许使用的工作温度范围以及环境压力、环境振动和冲击等引起的环境压力误差、环境振动误差和冲击误差。
1.4 传感器的标定与校准1/输出变换关系的前提下，2必须对其3或被测非电量的标准测试系统；②待标定传感器；③它所配接的信号调节显示、记录器等。
4测出其输出，给出标定方对传感器进行静态标定时，首先要建立静态标定系统。
符合国家计量值传递的规定；②量程范围应与被标定传感器的量程相适应；③性能稳定可靠，使用方便，能适应多种环境。
5. 动态标定通过确定其线性工作范围、频率响应函数、幅频特性和相频特性曲线、阶跃响应曲线，来确定传感器的频率响应范围、幅值误差和相位误差、时间常数、常用的标准动态激励设备有激振器、激波管、周期与非周期函数压力发生器；（其中激振器可用于位移、速度、加速度、力、压力传感器的动态标定）。
振幅测量法为绝对标定法，精度较高，但所需设备复杂，标定不方便，故常用于高精度传感器与标准传感器的标定。
工程上采用比较法进行标定，俗称背靠背法: 与动态特性已知已知的标准传感器同时测量同一个被测量。
1.5 传感器与检测技术的发展方向1. 开发新型传感器。
①利用新材料制作传感器；②利用新加工技术制作传感器；③采用新原理制作传感器。
2. 传感检测技术的智能化：传感检测系统目前迅速地由模拟式、数字式向智能化方向发展。
功能：①自动调零和自动校准；②自动量程转换；③自动选择功能；④自动数据处理和误差修正；⑤自动定时测量；⑥自动故障诊断。
3. 复合传感器能同时检测几种物理量具有复合检测功能的传感器。
多信息融合技术。
4. 研究生物感官，开发仿生传感器。
目前研究的生物传感器中有酶传感器、微生物传感器等。
生物传感器与微电子技术相结合，将开创人造器官的新时代。
第二章 位移检测传感器1、位移可分两种。
测量位移常用的方法有：机械法，光测位移测试系统由传感器、变换电器、显示装置或记录仪器三部分组成。
测量位移常用的传感器有：电阻式、电容式、涡流式、压电式、光电式、感应同步器式、磁栅式等。
2、位移传感器的分类[A]：(1)参量型位移传感器：将被测位移转换为电参数,如电阻、电容、电感等； (2)发电型位移传感器: 将被测位移转换为电源性参量，如电动势、电荷等； (3)大位移传感器：2.1 参量型位移传感器2.1.1 电阻式位移传感器L R Sρ= 电位计：被测量使L 变化 应变片：被测量使三者均变化1.电位计1）工作原理[B]：由骨架、电阻元件（线绕电阻、薄膜电阻、导电塑料）、电刷等组成，电刷相对于电阻元件运动(直线运动、转动或螺旋运动)，将位移（直线位移、角位移）等转换为电阻。
（1）线性电位计：电阻与位移呈线性关系x R RR x K x l==R K ——电阻灵敏度，输出电阻与被测位移之比[A]； 输出空载电压[C]i o U UU x K x l==U K ——电压灵敏度，输出电压与被测位移之比[A]；理想线性电位计: R K 、U K 均为常数，空载输出特性为理想直线； 实际线性电位计：阶梯特性，存在阶梯误差；属于原理误差，限制了精度和分辨力（2）非线性电位计：电阻与位移呈非线性或函数关系有变骨架式、变节距式、分路电阻式、电位给定式等。
电阻灵敏度：K R =dR/dx 电压灵敏度：Ku=dU 0/dx 。
2) 选用[B]：（1）优点：结构简单，输出信号大，性能稳定，并容易实现任意函数关系； (2）缺点：是要求输入量大，电刷与电阻元件之间有干摩擦，容易磨损，产生噪声干扰。
(3) 应用：用于直线、角位移等测量。
2．电阻应变式位移传感器工作原理:被测位移引起应变元件产生应变，经后续电路变换成电信号，从而测出被测位移。
2.1.2 电容式位移传感器 1. 工作原理[B]S C εδ=被测量（线位移或角位移）使S εδ、、中任何一个参数变化，都会引起电容式传感器的电容量发生变化，再经过适当的变换电路，将电容量的变化转换为电信号，从而实现被测量的测量。
2. 特点：(1) 封闭形式或开放形式下工作；(2) 对输入能量的要求低，动态响应特性好；(3) 介质损耗小，本身发热影响小，而使其能在高频范围内工作； (4) 构件和连接电缆会引起泄露电容，造成测量误差； 3. 分类1) 变极距型的电容位移传感器灵敏度[C]2C SK εδδ∆==∆ 特点和应用[B](1)灵敏度高，但不为常数，即电容与极距变化间为非线性关系； (2) 用于小位移测量：K 近似为常数；(3) 差动电容：差动连接可改善线性度及提高灵敏度[A]； 2）变极板面积型电容位移传感器（1）特点和应用[B]输入输出具有线性特性即灵敏度为常数，常用于较大线位移、角位移的测量；(2) 分类：圆筒型电容位移传感器0C C x C K C l x l ∆∆=⇒== 角位移型平板电容位移传感器 00C C C K C θπθπ∆∆=⇒== 3）变介质型电容式传感器[C]被测量(液位、厚度、湿度、温度、位移等)使电容式传感器的工作介质的介电常数发生变化，从而实现测量。
