上海交通大学：《智能传感器系统》课程教学资源（PPT课件）绪论 Intelligent Sensor System（主讲：栾楠）

智能传感器系统 Intelligent Sensor System 栾楠nluan(@sjtu.edu.cn

智能传感器系统 Intelligent Sensor System 栾楠 nluan@sjtu.edu.cn

主要参考 《智能传感器系统》刘君华西安电子科大 《集成化智能传感器原理与应用》沙占友 《传感器与检测技术》彭军西安电子科大

主要参考 《智能传感器系统》刘君华 西安电子科大 《集成化智能传感器原理与应用》沙占友 《传感器与检测技术》彭军 西安电子科大

传感器技术发展的重要意义 传感器是： 国民经济的“倍增器” 科学研究的“先行官 ” 现代战争的“战斗力” 法庭审判的“物化法官” 传感器是信息之源

传感器技术发展的重要意义

传感器的定义 国家标准GB7665~87对传感器下的定义是：“能感 受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器 件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。 从定义中可见，传感器是一种检测装置，能感受到被 测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变 换成为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、记录和控制等要求。 传感器的重要性集中体现在它是自动化、科学测试、 计量核算、监测诊断等系统的基础环节

传感器的定义 国家标准GB7665～87对传感器下的定义是： “能感 受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器 件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成” 。 从定义中可见，传感器是一种检测装置，能感受到被 测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变 换成为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、记录和控制等要求。 传感器的重要性集中体现在它是自动化、科学测试、 计量核算、监测诊断等系统的基础环节

现代工业对传感器的典型需求 大型电站：5000台 大型钢铁厂：20000台 大型石化厂：6000台 汽车：30N100台 大型客机：3600台

现代工业对传感器的典型需求 大型电站：5000台 大型钢铁厂：20000台 大型石化厂：6000台 汽车：30~100台 大型客机：3600台

传感器的发展 ●第一代为指针式（或模拟式)仪器仪表 ●第二代为数字式仪器仪表 ●第三代就是智能式仪器仪表 2764

●第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表 ●第二代为数字式仪器仪表 ●第三代就是智能式仪器仪表 传感器的发展

传感器技术与信息系统的关系 作为获取信息的工具，传感器总是位于信息系统 的最前端 人类现代化历史可以归结为自动化技术发展的历 史，而自动化技术的三个核心环节：执行、控制、 感觉。 目标 控制 执行 对象 感知

传感器技术与信息系统的关系 作为获取信息的工具，传感器总是位于信息系统 的最前端。 人类现代化历史可以归结为自动化技术发展的历 史，而自动化技术的三个核心环节：执行、控制、 感觉

传感器技术与信息系统的关系 以蒸汽机为代表的执行装置的自动化引发了第一 次工业革命，解放了人的体力。 控制技术和信息技术的发展引发了第二次工业革 命，一定程度上解放了人类的脑力。 与计算机技术和信息处理技术的飞速发展相比， 传感器技术的发展明显落后，与其广阔的市场和强 烈的社会需求不相符合

传感器技术与信息系统的关系 以蒸汽机为代表的执行装置的自动化引发了第一 次工业革命，解放了人的体力。 控制技术和信息技术的发展引发了第二次工业革 命，一定程度上解放了人类的脑力。 与计算机技术和信息处理技术的飞速发展相比， 传感器技术的发展明显落后，与其广阔的市场和强 烈的社会需求不相符合

传感器技术与自动化的关系 木桶盛水的能力取决于最短的一块桶板，而在自动化 领域的三大基础环节中，传感器技术可是说是最短的一 块，严重影响了整个自动化技术的发展。在过去的三十 年中，传感器的性能价格比提升最慢。 上世纪70年代至上世纪末： 执行器的发展1->10 计算机的发展1->1000 传感器的发展1->3

传感器技术与自动化的关系 木桶盛水的能力取决于最短的一块桶板，而在自动化 领域的三大基础环节中，传感器技术可是说是最短的一 块，严重影响了整个自动化技术的发展。在过去的三十 年中，传感器的性能价格比提升最慢。 上世纪70年代至上世纪末： 执行器的发展 1 -> 10 计算机的发展 1 -> 1000 传感器的发展 1 -> 3

传统传感器的不足 传统传感器的特点： 结构尺寸大，不便于安装使用 动态响应特性差，适用范围窄； 非线性问题严重，存在零漂等： 参数易受到环境、条件变化的影响； 信噪比低，容易受到干扰： 存在交叉灵敏度，选择性、分辨率不高

传统传感器的不足 传统传感器的特点： 结构尺寸大，不便于安装使用； 动态响应特性差，适用范围窄； 非线性问题严重，存在零漂等； 参数易受到环境、条件变化的影响； 信噪比低，容易受到干扰； 存在交叉灵敏度，选择性、分辨率不高