物联网感知技术（物联网技术课件）.pptx

物联网感知技术单元一传感器技术

引言在研究自然现象和规律时，人通过五官接受外界的信息（信息获取），经过大脑的思考（信息处理），做出反应动作（执行动作）。计算机控制自动化设备时也需要感知外部世界的信息，传感器则相当于计算机的五官，也称电五官。传感器是现代科学中负责感知的神经系统，完成机器的信息获取，与此同时也是人类对外部世界感知能力的一种延伸。感知是物联网的重要特征。

一传感器概述1.感知层功能传感器定义为“能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号的输出器件或装置”。传感器实际上是一种功能块，是一种检测装置，其作用是能感受到被测量的信息，并将外界的各种信号转换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。同时，传感器所检测的信号形式多种多样，为了对各种信号进行检测和控制，就必须获得尽量简单和易于传输、处理的信号。由于电信号具有容易传输、放大、反馈、滤波、存储和控制的特性，因此一般将检测的信息按照一定规律变化成电信号。

一传感器概述Subtitletext12）转换元件3）信号转化电路Subtitle1）敏感元件传感器组成

一传感器概述传感器属于信息采集系统，位于检测和控制之前，是感知、获取和检测的最前端。传感器技术在工业自动化、军事国防等重要领域应用广泛，同时，医疗卫生、环境保护、生物工程、安全防范、家用电器、网络家居等与人们生活密切相关的方面也都与传感器紧密相连。传感器技术正在向高精度、高集成、智能化方向发展，新型传感器层出不穷、日新月异，并将伴随物联网技术的应用而不断发展。

二传感器的分类1.按照工作原理分类

二传感器的分类工作原理传感器举例变电阻电位器式、应变式、压阻式、光敏式、热敏式变电容电容式、湿敏式变磁阻电感式、差动变压器式、涡流式变电荷压电式变电势霍尔式、感应式、热电偶式变谐振频率振动膜式表2-1传感器按工作原理分类表

二传感器的分类1）电阻应变式传感器将被测的非电量转换成电阻值的变化，再经过转换电路变成电量输出，实现方法是将电阻应变片粘贴在弹性元件表面上，当力、扭矩、速度、加速度等物理量作用在弹性元件上时，会导致弹性元件和粘贴的电阻应变片发生应变效应，进而引起电阻应变片电阻的变化。原理

二传感器的分类2）压电式传感器压电式传感器是利用某些物质的压电效应制作的，当被测量物因为受力而产生变化时，传感器能够产生静电电荷或电压变化。压电效应是指某些介质，当沿着一定方向施加力使之变形，介质内部产生极化现象，同时在表面上产生符号相反的电荷，外力去掉后恢复不带电状态的现象。原理

二传感器的分类2）热电式传感器热电式传感器是一种将温度的变化转换成电量变化的装置，它利用敏感元件的电参数随温度变化的特性，对温度和与温度有关的参量进行测量，是众多传感器中应用最广泛、发展最快的传感器之一。热电式传感器所基于的物理原理主要包括热电效应、热阻效应、热辐射、导磁率随温度变化的特性等。原理

二传感器的分类

二传感器的分类（2）电阻阻值随温度的上升而增加的正温度系数热敏电阻（positivetemperaturecoefficient，PTC），主要材料是掺杂的半导体陶瓷。（3）临界温度系数热敏电阻（criticaltemperaturecoefficient，CTR），它的电阻阻值在特定的温度范围内随温度升高而降低3~4个数量级，主要材料是二氧化钒并添加一些金属氧化物，可组成理想的控制开关。按照电阻的阻值随温度变化的情形，可将热敏电阻分为以下三类。（1）电阻阻值随温度的上升而减小的负温度系数热敏电阻（negativetemperaturecoefficient，NTC），它的主要材料是过渡金属氧化物半导体陶瓷。

二传感器的分类4）光电式传感器光电式传感器是利用光电器件把光信号转换成电信号的装置。光电式传感器工作时首先把被测量的变化转换成光量的变化，然后通过光电器件再把光量的变化转换为相应电量的变化，从而实现非电量的测量。光电式传感器的敏感元件是光电器件。光电式传感器的工作原理基于光电效应。光电效应是指物体吸收了光能后，光能转换为该物体中某些电子的能量，从而产生的电效应。原理

二传感器的分类光敏电阻是利用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器，表面涂有防潮树脂，具有光电导效应。光敏电阻对光线十分敏感，在无光照时，电阻值（暗电阻）很大。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小,这种特性可以应用在光控器件，实现对设备的自动化控制。光敏电阻

二传感器的分类5）磁电式传感器霍尔元件的工作原理是基于霍尔效应。霍尔效应是指磁场作用于载流