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1、第四章信號檢出技術(shù)本章學(xué)習(xí)要求:1.了解傳感器的分類2.掌握常用傳感器測量原理1、傳感器的定義一、傳感器概述能夠感受被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。電渦流式傳感器超聲波傳感器傳感器名稱:發(fā)送器、傳送器、變送器、檢測器、探頭傳感器功用:一感二傳,即感受被測信息,并傳送出去。①傳感器是測量裝置,能完成檢測任務(wù);②輸入量是某一被測量,可能是物理量,也可能是化學(xué)量、生物量等;③輸出量是某種物理量,便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等,可以是氣、光、電物理量,主要是電物理量;④輸出輸入有對應(yīng)關(guān)系,且應(yīng)有一定的精確程度。2、傳感器的地位和作
2、用人的五官:眼睛、耳朵、鼻子、舌頭、皮膚視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺傳感器是人類五官的延長,又稱之為電五官。傳感器是獲取信息的主要途徑與手段。沒有傳感器,現(xiàn)代化生產(chǎn)就失去了基礎(chǔ)。傳感器是邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。傳感器已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其廣泛的領(lǐng)域。從茫茫的太空到浩瀚的海洋,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),幾乎每一個現(xiàn)代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟、推動社會進步等方面起著重要作用。3、傳感器的構(gòu)成傳感器由敏感器件與輔助器件組成。敏感器件的作用是感受
3、被測物理量,并對信號進行轉(zhuǎn)換輸出。輔助器件對敏感器件輸出的電信號進行放大、阻抗匹配,以便于后續(xù)儀表接入。4、傳感器的分類分類法型式說明按基本效應(yīng)分類物理型化學(xué)型生物型采用物理效應(yīng)進行轉(zhuǎn)換采用化學(xué)效應(yīng)進行轉(zhuǎn)換采用生物效應(yīng)進行轉(zhuǎn)換按構(gòu)成原理分類結(jié)構(gòu)型物性型以轉(zhuǎn)換元件結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換以轉(zhuǎn)換元件物理特性變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換按能量關(guān)系分類能量轉(zhuǎn)換型能量控制型傳感器輸出量直接由被測量能量轉(zhuǎn)換而來傳感器輸出量能量由外部能源提供,但受輸入量控制按工作原理分電阻式電容式電感式壓電式磁電式熱電式光電式光纖式利用電阻參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用電容參數(shù)變化實現(xiàn)信
4、號轉(zhuǎn)換利用電感參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用壓電效應(yīng)實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用熱電效應(yīng)實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用光電效應(yīng)實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換利用光纖特性參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換按輸入量分類長度、角度、振動、位移、壓力、溫度、流量、距離、速度等以被測量命名(即按用途分類)按輸出量分類模擬式數(shù)字式輸出量為模擬信號(電壓、電流、……)輸出量為數(shù)字信號(脈沖、編碼、……)化學(xué)傳感器:它是由膜電極和電解液灌封而成。氣體濃度信號將電解液分解成陰陽帶電離子,通過電極將信號傳出。它的優(yōu)點是:反映速度快、準確,穩(wěn)定性好、能夠定量檢測,但壽命較短(大于等于兩年)。它主要
5、適用于毒性氣體的檢測,目前國際上絕大部分毒氣檢測采用該類型傳感器。連云港出動200余人舉行液氯泄漏反恐預(yù)習(xí)演練120名消防員防范火情安保使用毒氣檢測儀旅客安檢要照鞋底機場實行雙重安檢雙重安檢,即進入候機樓的所有人都要接受安全檢查,旅客在登機前再進行一次安檢。實行雙重安檢后,需要增加的是進入候機樓時的安檢,最慢只需要40秒左右,并不會耽誤乘客登機的很長時間。記者來到桃仙國際機場,準備從一樓進入候機樓。剛進入候機樓大門,迎面就看見一位機場安檢人員手拿一塊白色薄綿紙,在每一位進入候機樓的乘客的手上或隨身攜帶的行李上輕輕擦拭一下。隨后,記者和其他旅
6、客排隊等候在事先攔好的警戒區(qū)域內(nèi),不過十幾秒,記者就被告知可以通過。機場實行雙重安檢安檢人員告訴記者,白色薄綿紙是用于檢測易燃易爆物品的“試紙”?!斑@種‘試紙’可以探測出人體、物品上是否有易燃易爆物品的成份,檢查結(jié)果在7、8秒內(nèi)就可以得出。行李則接受X光檢查。被發(fā)現(xiàn)的危險品則要放在防爆罐內(nèi),保證絕對安全?!爆F(xiàn)場有三種安檢儀器可謂安檢中的“法寶”,除了前面提到用來放置危險品的防爆罐外,還有兩個奇怪的“盒子”。一個是放射物體檢測儀,一個是生化毒氣檢測儀。這兩個儀器通過空氣就可以檢測出幾十米范圍內(nèi)的人體或物品是否含上述成份。其中生化毒氣檢測儀還是
7、首次在桃仙國際機場使用。生物傳感器:對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進行檢測的儀器。傳統(tǒng)的傳感器中,信號感受器完全是由非生命物質(zhì)組成的。而生物傳感器與傳統(tǒng)的各種物理傳感器和化學(xué)傳感器的最大區(qū)別,在于生物傳感器的感受器中含有生命物質(zhì)。例如,將一定的植物細胞或動物細胞作為感覺器,可以制成各種細胞傳感器;用生物組織作感受器可制成組織傳感器(或稱為組織電極);將一些特定的細胞器從細胞里分離出來作為感受器,可制成細胞器傳感器;將微生物作為感受器可制成生物傳感器;而將生物分子如蛋白質(zhì)、核酸等作為感受器,更成為當(dāng)代生物傳感器發(fā)展的主流。乙醇傳感器生物
8、傳感器可廣泛用于食品工業(yè)生產(chǎn)中,如對食品原料、半成品和產(chǎn)品質(zhì)量的檢測,發(fā)酵生產(chǎn)中在線監(jiān)測等。利用氨基酸氧化酶傳感器可測定各種氨基酸(包括谷氨酸、L-天冬氨酸、L-精氨酸等十幾種氨