行业常用传感器类型及工作原理汇总.67页PPT

西门子 Senaco AS100 声传感器
目录
1 传感器的基本概念 2 常用传感器 3 公司产品介绍 4 产品应目方案分析
项目评估 工艺流程图
沈阳某电视台网管中心空调自控工程
一、项目背景 通常现代建筑中的中央空调系统冷冻主机的负荷能 随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹 配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，不仅造 成电能的极大耗费，同时也恶化了中央空调的运行 环境和运行质量。 随着新技术、新设备在电视台的 广泛应用，数字化、网络化、智能化有效的提高了 电视信号的播出水平。沈阳某电视台网管中心集中 着电视的大部分关键设备，使用空调自控系统对设 备的安全起到保障作用。因此，这对电视台网管中 心的空调系统自动控制改造提出了更高要求。沈阳 新华控制系统有限公司成功中标沈阳某电视台网管 中心的空调自控系统的设计、安装与调试工程。
常用传感器—霍尔传感器
概念：霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁
场传感器。
分类：霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型
霍尔传感器两种。
结构：霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、
霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。
应用：测量电流、位移、转速、风速、流速、自
动电路。
常用传感器—温度传感器
概念：是指能感受温度并转换成可用输出信号的
SITRANS FM MAG 1100 F电 磁流量传感器是 特地为食品、饮 料和制药工业而 设计的，配置各 种卫生型快速接 头。
公司产品介绍—西门子工业业务
西门子 SITRANS P ZD 系列压力测量仪表可 配置的压力变送器， 测量气体、液体和蒸 汽的表压和绝压。带 数字显示，量程比10 ︰1，数字显示与过程 连接的可选经向或轴 向两种方式。

区别
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18
铁磁材料裂纹检测
N
S
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19
三、霍尔接近传感器和接近开关
在霍尔器件背后偏置一块永久磁体，并将它们和相应的处 理电路装在一个壳体内，做成一个探头，将霍尔器件的输 入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来，构成霍尔 接近传感器。 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数，黑色 金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速 调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、 角度检测等。
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26
❖ (2)电动车到达B点以后进人“弯道区”，沿 圆 弧引导线到达C点。C点下埋有边长为 15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点 检测到薄铁片后在C点处停车5秒，停车期间 发出断续的声光信息; (3)电动车在光源的引导下，通过障碍区进人 停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍 物之间通过且不得与其接触; (4)电动车完成上述任务后应立即停车。停车 后，能准确显示电动车全程行驶时间。
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【电涡流传感器应用】
一：电涡流涂层厚度仪
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6
电涡流涂层厚 度仪原理
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7
二、电涡流式通道安全检查门
安检门的内部设置有发射线
圈和接收线圈。当有金属物体通
过时，交变磁场就会在该金属导
体表面产生电涡流，会在接收线
圈中感应出电压，计算机根据感
应电压的大小、相位来判定金属
霍尔接近传感器的外形图
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当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应 而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而 控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。 霍尔接 近开关主要用于各种自动控制装置，完成所需的位置控制，加工尺寸控 制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测 等等。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点， 内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。

湿度传感器
湿度传感器能够监测室内湿度变化，与加湿器、除湿器等设备配合，保持室内湿度在适宜 范围内，避免潮湿或干燥对家居环境和人体健康的影响。
光照传感器
光照传感器能够感知室内光线强弱，与照明设备联动，实现室内光线的自动调节。同时， 还可用于窗帘、百叶窗等设备的自动控制，提高室内采光效果。
未来发展趋势预测
传感器应用领域
医疗领域
用于监测人体生理参数，如体 温、血压、心率等，以及医疗 设备中的控制和检测。
智能家居
用于实现家庭环境的智能化控 制，如温度控制、照明控制等。
工业自动化
用于检测和控制生产过程中的 各种参数，如温度、压力、流 量等。
环保领域
用于监测大气、水质等环境参 数，为环境保护提供数据支持。
传感器与通信接口的电路 设计
介绍传感器与通信接口之间的 电路设计，包括信号调制、解 调、编码、解码等。
接口电路设计的实例分析
通过具体案例，分析接口电路 设计的实现过程及效果。
06 传感器在物联网和智能家 居中应用展望
物联网中传感器作用及发展趋势
物联网中传感器的作用
物联网中的传感器是实现万物互联的基础， 它们能够感知和测量各种物理量，如温度、 湿度、压力、光照等，并将这些数据转换为 可处理和传输的数字信号，为物联网应用提 供实时、准确的数据支持。
新型传感器的研发
针对特定应用场景和需求，未来将研发更多新型传感器。例如，柔性传感器、生物传感器、化学传感器 等，它们将具有更高的灵敏度、选择性和稳定性，为物联网和智能家居等领域的发展提供有力支持。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
牌和型号。
注意传感器的尺寸、重量、 安装方式等是否符合应用场

第一章
传感器原理
Principle of the Sensors
本章要点
传 • 1、常用传感器的分类及其参数特点。
感
器 原
• 2、温度传感器工作原理及其结构；
理
与 应
• 3、光敏传感器工作原理及其结构；
用
（ • 4、压力传感器工作原理及其结构；
2013
物
联 网
• 5、磁敏传感器工作原理及其结构；
）
传
感
器
原
理
与
应
用 （
传
2013
感
物 联
器
网
）原
理
• 1.4.2 电阻应变计：
• 1.4.2.2 半导体应变片 • 二、压阻系数
其中πii(i为1、2、3)为纵向压阻系数-----沿着晶轴方向的应力 对此方向电阻率的影响，立方晶系的x、y、z方向的纵向压阻系数相等。
πij (i≠j；i,j为1、2 、3)横向压阻系数----沿某晶轴方向的应 力对沿与其垂直的另一晶轴方向电阻率的影响，立方晶系的横向压阻 系数都相同，用π12 代替之。
粘合剂
r
3覆盖层
1敏感栅
2基底
4引线
l
L
1.4 力/压力敏传感器
传
感
器
原
理
与
应
用 （
传
2013
感
物 联
器
网
）原
理
• 1.4.2 电阻应变计：
• 1.4.2.1 金属应变片
• • 二、金属应变片的结构和分类 • 金属应变片分类：
• 1．丝式应变片（回线式和短接式）
① 回线式应变片
直线金属丝受单向拉伸时，每段电阻都增加，总电阻的增加为各段电阻

中的性能。
阶跃响应
传感器对阶跃输入信号的响应 特性，反映传感器的动态跟踪
能力。
阻尼比
描述传感器动态系统阻尼特性 的参数，影响传感器的动态稳
定性。
固有频率
传感器动态系统的固有振动频 率，反映传感器对动态信号的
响应速度。
环境适应性指标评价
温度稳定性
传感器在不同温度下的输出稳 定性，反映传感器对温度变化
降低传感器制造成本，提高可靠性和 寿命是当前面临的挑战。
未来发展感器研究
探索新型传感材料，提高传感器的灵敏度 和响应速度。
借鉴生物感知机制，研发仿生传感器，拓 展应用领域。
多传感器融合技术
智能化传感器网络
利用多传感器融合技术，提高测量精度和 可靠性。
构建智能化传感器网络，实现传感器之间 的协同工作和自组织能力。
、电阻等。
测量电路对转换元件输出的电信 号进行放大、滤波、转换等处理 ，以便于后续的数据采集、传输
和处理。
信号转换与处理
信号转换
将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以便于计算机等数字设备进行处理。常见的信 号转换方式有A/D转换和V/F转换等。
信号处理
对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的信噪比和抗干扰能力 。常见的信号处理方式有放大电路、滤波电路和线性化电路等。
分类
根据输入物理量可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、 加速度传感器、光线传感器等。
发展历程及现状
发展历程
传感器的历史可以追溯到20世纪初，当时主要应用于军事领域。随着科技的不断进步，传感器逐渐应 用于民用领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备等。近年来，随着物联网、人工智能等技术的快 速发展，传感器技术也取得了巨大的进步。

电感式传感器
总结词
利用电磁感应原理检测物理量的传感器
缺点
灵敏度较低，需要进行温度补偿和湿度补 偿。
优点
结构简单、稳定性好、可靠性高。
工作原理
通过改变线圈的自感系数或互感系数来检 测位移、角度、重量等物理量变化，从而 输出相应的电信号。
应用领域
广泛应用于位移、角度、重量测量等领域 。
压电式传感器
工作原理
详细描述
传感器可以监测温度、压力、流量、物位、重量等参数，控制机器设备的运行状 态，实现自动化生产。例如，压力传感器可以监测液压系统的压力，温度传感器 可以监测冷却水的温度，流量传感器可以监测流体的流量。
环境监测
总结词
传感器在环境监测领域的应用主要是对大气、水质、土壤等环境因素进行实时监测，为环境保护和治理提供数据 支持。
交通工具
总结词
传感器在交通工具领域的应用主要是用于监测车辆的运行状态和路况信息，提高行车安 全和交通效率。
详细描述
传感器可以监测车辆的发动机参数、车速、油量等参数，以及路面状况、天气状况等信 息。这些数据可以帮助驾驶员及时了解车辆和路况状况，采取相应的行车措施，提高行 车安全和效率。同时，还可以用于智能交通系统的建设，实现交通信号灯的自适应控制
多功能化与集成化发展
多功能化
传感器正朝着多功能化方向发展，一个传感 器可以同时检测多种参数，如温度、湿度、 压力等，减少了系统的复杂性和成本，提高 了测量效率。
集成化
传感器集成化是未来发展的重要趋势，通过 将多个传感器集成在一个芯片上，可以实现 多参数同时检测和测量，提高了系统的可靠 性和稳定性。同时，集成化传感器也有利于 实现小型化、微型化发展，满足各种便携式

原理。
例题：（新教材 2003天津理综）如图，当电键K断开时，用光
子能量为的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，
调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表读数仍不为零；
当电压表读数大于或等于时，电流表读数为零。由此可知阴极材料
的逸出功为 (
)
A
A. 1.9eV B. 0.6eV
解：反向截止电压为，
解：a=2kS/m
10
0
10
∴ S=ma/2k
U=U0 Rx / R = U0 S / L
P
=maU0 / 2kL
U
=mU0 a / 2kL∝a
U0
（3）测 力
例题：（风力测定仪）如图所示为一种测定风作用力的仪器原
理图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点， R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金 属丝始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此 时电路中的电流为I，有风时细金属丝将偏转一角度θ（θ与风力大 小有关），细金属丝与电阻丝在C/点接触，已知风力方向水平向左， OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，电源 内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ角时，电流表的示数
1、干簧管 是一种能感知磁场的传感器 2、光敏电阻 电阻随光照的增强而减小 （半导体材料） 3、热敏电阻 一般随温度升高电阻减小 （半导体材料） 4、金属热电阻 温度升高电阻增大 5、电容式位移传感器 6、霍尔元件
如图所示，R1为定值电阻，R2为热敏电阻， L为小灯泡，当温度降低时（ C ）
A、R1两端的电压增大 B、电流表的示数增大 C、小灯泡的亮度变强 D、小灯泡的亮度变弱

传感器的分类
根据检测的物理量分类，传感器 可分为温度传感器、压力传感器 、位移传感器、速度传感器等。
根据工作原理分类，传感器可分 为电阻式传感器、电感式传感器 、电容式传感器、磁敏式传感器
、光电式传感器等。
根据输出信号分类，传感器可分 为模拟输出传感器和数字输出传
感器。
传感器的作用和重要性
传感器在自动化控制系统中起着至关重 要的作用，它们能够感知并测量各种物 理量，如温度、压力、位移等，并将这 些信息转换为电信号或其他形式的输出
压电式传感器由压电材料制成，当受到外力作用时， 压电材料会产生电压信号。通过测量电压信号的变化 ，可以确定振动的幅度和频率。
基于磁敏式传感器的位置检测系统设计
总结词
磁敏式传感器利用磁场的变化来检测位置。
详细描述
磁敏式传感器由一个磁铁和一个或多个磁敏元件组成。 当磁铁移动时，磁场会发生变化，从而引起磁敏元件的 输出变化。通过测量输出变化，可以确定磁铁的位置。
详细描述
电阻式传感器由敏感元件、转换元件和测量电路组成。敏感元件能够感知被测 物理量的变化，转换元件将敏感元件的输出转换为电阻值的变化，测量电路则 将电阻值的变化转化为电信号输出。
电容式传感器
总结词
电容式传感器是通过测量电容值来感知和转换被测物体的位 移、速度、压力等物理量的变化。
详细描述
电容式传感器由固定电极和可动电极组成，当可动电极相对 于固定电极移动时，电容值会发生变化。这种变化通过测量 电路转换为电信号输出。
详细描述
压电式传感器由压电材料和测量电路组成。当压电材料受到外力作用时，其内部电荷会发生变化，这 种变化通过测量电路转换为电信号输出。
磁敏式传感器
总结词

05
环境传感器
温度传感器
总结词
温度传感器是一种用于测量温度的装置，其 原理是将温度转换为电信号。
详细描述
温度传感器通常由敏感元件和转换电路组成 ，敏感元件用于感受温度变化，转换电路则 将感受到的温度变化转换为电信号输出。常 见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和集成 温度传感器等。
湿度传感器
总结词
生物化学反应元件
要点一
微生物细胞
微生物细胞具有代谢功能，可以转化各种底物。微生物细 胞识别元件通过固定化微生物膜实现，当底物与微生物膜 接触时，底物被微生物细胞转化产生电信号或光信号，从 而实现对底物的检测。
要点二
人工合成受体
人工合成受体是模拟生物分子识别功能的物质，可以识别 各种分子。人工合成受体识别元件通过固定化人工合成受 体膜实现，当目标分子与人工合成受体膜接触时，产生电 信号或光信号，从而实现对目标分子的检测。
感谢观看
磁性传感器
磁性原理
磁性传感器利用了磁铁和线圈之间的相 互作用来测量位移或速度。当磁铁与线 圈相对运动时，线圈中会产生感应电势 ，该电势与磁铁的位置或速度成正比。
VS
应用场景
磁性传感器广泛应用于磁场、转速、位置 等测量，具有高精度、高稳定性等优点。
03
光学传感器
光纤传感器
01
02
03
干涉型光纤传感器
利用光的干涉原理，将光 纤中的光干涉现象用于测 量位移、压力、温度等物 理量。
反射型光纤传感器
利用光的反射原理，通过 测量反射光的强度或相位 变化来测量物理量。
光纤光栅传感器
利用光纤中的光栅效应， 将光波衍射为不同波长的 光谱，用于测量温度、压 力、位移等物理量。