第七章 生物量传感器 与检测技术,内容简介,生物传感器,生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)作为敏感基元构成分子识别系统,对被测物进行高选择性的识别,通过各种化学和物理换能器捕捉目标物与敏感基元之间的作用,并将作用程度用离散或连续信号表达出来,从而得出被测物的种类和
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1、第七章 生物量传感器 与检测技术,内容简介,生物传感器,生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)作为敏感基元构成分子识别系统,对被测物进行高选择性的识别,通过各种化学和物理换能器捕捉目标物与敏感基元之间的作用,并将作用程度用离散或连续信号表达出来,从而得出被测物的种类和含量的装置。,生物传感器的构成,一是生物敏感膜(分子识别元件),是具有分子识别能力的生物活性物质,是生物传感器的关键部分,直接决定传感器的功能和质量; 二是物理或化学转换器(换能器),将各种生物的、化学的和物理的信号。
2、1,是以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面上产生电荷,从而实现非电量测量。压电传感元件是力敏感元件,所以它能测量最终能变换为力的那些物理量,例如力、压力、加速度等。压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。近年来,由于电子技术的飞速发展,随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现,使压电传感器的使用更为方便。因此,在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。,第5章 压电式传感器,2,。
3、第8章 热电式传感器,8.1 热电偶传感器8.2 热电阻传感器8.3 热敏电阻传感器,教学基本要求和重点,掌握有关热电偶、热电阻和热敏电阻的基本概念 掌握三类热电式传感器的基本工作原理 掌握热电偶的基本定律、基本类型、温度补偿方法、使用热电偶的测温方法 掌握热电阻的内部引线方式及其适用场合 掌握热敏电阻的电阻温度特性 会使用分度表,8.1 热电偶传感器1. 热电偶测温原理 热电效应:两种不同材料的导体(或半导体)组成一个闭合回路,当两接点温度T和T0不同时,则在该回路中就会产生电动势的现象。,热电势、热电偶、热电极 热端(测量端或。
4、1传感器与测试技术一、判断题1、 传感器是与人感觉器官相对应的原件。B 错误2、 敏感元件,是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。A 正确3、信息革命的两大重要支柱是信息的采集和处理。A 正确4、传感元件把各种被测非电量转换为 R,L,C 的变化后,必须进一步转换为电流或电压的变化,才能进行处理,记录和显示。A 正确5、弹性敏感元件在传感器技术中有极重要的地位。A 正确6、敏感元件加工新技术有薄膜技术和真空镀膜技术。B 错误2、传感器动态特性可用瞬态响应法和频率相应法分析。A 正确4、传感器的输出-输入校准曲线与理论拟合直。
5、一、选择题。1.【传感器与检测技术】 【第四章】 【第一节】 【难】已知变磁通式转速传感器的测速齿轮的齿数为 20,若测得感应电动势的频率为 300Hz,则被测轴的转速为 ( )A.300/分 B.600 转/ 分 C.900 转/分 D.6000 转/ 分答案:C2. 【传感器与检测技术】 【第四章】 【第一节】 【难】极对数为 4 的永磁式交流测速发电机,当其轴与转速为 600(转/分) 的被测轴相连接时,则其输出交变电动势的频率为( )A.40Hz B.300HzC.600Hz D.2400Hz答案:A3. 【传感器与检测技术】 【第五章】 【第一节】 【中】视觉传感器的扫描部的主作用是( )A.聚。
6、,3.1 自感式传感器,3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例,3.1.5 自感式传感器测量电路,1. 调幅电路 2. 调频电路 3. 调相电路 4. 自感传感器的灵敏度,1.调幅电路,(1) 变压器电路,输出空载电压,初始平衡状态,Z1=Z2=Z,。
7、传感器的分类_传感器的原理与分类_ 传感器的定义和分类传感器的分类方法很多主要有如下几种:(1)按被测量分类,可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。这种分类有利于选择传感器、应用传感器(2)按照工作原理分类,可分为电阻式、电容式、电感式,光电式,光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。这种分类有利于研究、设计传感器,有利于对传感器的工作原理进行阐述。(3)按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感。
8、传感器技术1基于 MEMS技术的 PCR、CE 生物芯片2离子敏场效应管型 pH/mV计3微结构热偶型微波功率传感器4表面等离子体谐振(SPR)生化分析仪5微结构气敏传感器与电子鼻基于 MEMS 技术的 PCR、CE 生物芯片微电子机械系统(MEMS)技术是在微电子器件制造工艺技术基础上进一步融入微机械加工技术,并把两者结合起来的微制造技术;加工尺度在微米、纳米级。基于 MEMS技术把传统的生物、化学反应实验过程在硅片或玻璃片上实现,即芯片上的实验室,是当今研究和开发的一个热门。中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室采用最先进的 MEMS制造。
9、 传感器技术习题解答第二章 应变式传感器 作者:黄小胜2-1 答:1)金属材料在受到外力作用时产生机械变形导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。 2)半导体材料在受到应力作用后其电阻率发生明显变化这种现象称为压阻效应。 相同点:它们都是在外界力作用下产生机械变形从而导致材料的电阻发生变化。不同点:金属材料的应变效应以机械形变为主 材料的电阻率相对变化为辅;而半导体材料则正好相反 其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主 而机械形变为辅。 2-3 答: 金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属。
10、3-7 光电式传感器,目 录 7.1 概述 7.2 光电效应 7.3 光电器件 光电管、光电倍增管、光敏电阻、 光电晶体管、光电池、其他光电器件、 电荷耦合器件,3-7 光电式传感器,1、定义: 光电传感器是将被测量的变化通过光信号变化转换成电信号,具有这种功能的材料称为光敏材料,做成的器件称光敏器件。在计算机、自动检测、控制系统应用非常广泛。 2、种类:光敏器件种类很多,常见光敏器件如下: 光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管、光电池、光电耦合器、光纤等。,光信号,光电传感器,电信号,7.1 概 述,3-7 光电式传感器,指纹。
11、温差热电偶(简称热电偶)是目前温度测量中使用最普遍的传感元件之一。它除具有结构简单,测量范围宽、准确度高、热惯性小,输出信号为电信号便于远传或信号转换等优点外,还能用来测量流体的温度、测量固体以及固体壁面的温度。微型热电偶还可用于快速及动态温度的测量。,7-1 热电偶温度传感器,热电偶的工作原理 热电偶回路的性质 热电偶的常用材料与结构 冷端处理及补偿,两种不同的导体或半导体A和B组合成如图所示闭合回路,若导体A和B的连接处温度不同(设TT0),则在此闭合回路中就有电流产生,也就是说回路中有电动势存在,这种现象。
12、传感器与传感器技术计算题答案第 1章 传感器的一般特性15 某传感器给定精度为 2%FS,满度值为 50mV,零位值为10mV,求可能出现的最大误差 (以 mV计)。当传感器使用在满量程的 1/2和 1/8时,计算可能产生的测量百分误差。由你的计算结果能得出什么结论? 解:满量程(FS)为 5010=40(mV)可能出现的最大误差为:m402%=0.8(mV)当使用在 1/2和 1/8满量程时,其测量相对误差分别为: %410248.16.216 有两个传感器测量系统,其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述,试求这两个系统的时间常数 和静态灵敏度 K。(1) Tydt510.30式中, y 输出电。
13、第三章 电容式传感器电容测量技术近几年来有了很大进展,它不但广泛用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量,而且,还逐步扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。由于电容式传感器具有一系列突出的优点:如结构简单,体积小,分辨率高,可非接触测量等。这些优点,随着电子技术的迅速发展,特别是集成电路的出现,将得到进一步的体现。而它存在的分布电容、非线性等缺点又将不断地得到克服,因此电容式传感器在非电测量和自动检测中得到了广泛的应用。第一节 电容式传感器的工作原理和结构一、基本工作原理电。
14、谐振式传感器是直接将被测量变化转换为物体谐振频率变化的装置,故也称为频率式传感器。谐振式传感器因输出为频率信号而具有高精度、高分辨率、高抗干扰能力、适于长距离传输、能直接与数字设备相连接的优点;又因无活动部件而具有高稳定性和高可靠性,并可能制造出精度极高的传感器(目前可以做到精度超过万分之一)。,第九章 谐振式传感器,它的缺点是,要求材料质量较高,加工工艺复杂,所以生产周期长,成本较高;另外,其输出频率与被测量往往是非线性关系,需进行线性化处理才能保证良好的精度。谐振式传感器的种类很多,按照它们谐振。
15、第二节 电感式传感器(变磁阻),自感式传感器 气隙型自感传感器 螺管型自感传感器 自感线圈的等效电路 测量电路 差动变压器 结构原理与等效电路 误差因素分析 测量电路 应用 电涡流式传感器,定义:是一种利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的装置。 感测量:位移、振动、压力、应变、流量、比重等。 种类:根据转换原理,分自感式和互感式两种;根据结构型式,分气隙型、面积型和螺管型。 优点: 结构简单、可靠,测量力小 衔铁为0.520010-5N时,磁吸力为(110)10-5N。 分辨力高 机械位移:0.1m,甚至更小;角位移:0.1角秒。 输出信。
16、传感器技术及其信号处理方法第一章 传感器概述1.1 传感器技术基础传感器(sensor)是一种把物理量转换成电信号的器件。可以说,传感器代表了物理世界与电气设备(如计算机)世界接口的一部分。这种接口的另一部分由把电信号转换成物理量的执行器(actuator) 表示。为什么我们这么关心这个接口?近年来,电子行业拥有了巨大的信息处理能力。其中最明显的例子是个人计算机。此外,价格低廉的微处理器的使用对汽车、微波炉、玩具等嵌入式计算产品的设计产生了重大影响。最近几年,使用微处理器进行 功能控制的产品越来越多。在汽车行业,为满足。
17、1第 1 章 传感器与检测技术基础思考题答案l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 被 测 量 传 感 器 测 量电 路电 源 指 示 仪记 录 仪数 据 处理 仪 器检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置,显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的。
18、第3章 传感器、传感网与无线传感器网络技术的发展,1,第3 章 知 识 点 结 构,2,物联网大爆炸,据市场研究机构IDC 预测,到2020 年时,全球物联网设备安装量将达到281 亿台。 软银董事长兼CEO孙正义预测未来20年,物联网设备的数量将会超过人口数,物联网芯片的发货量会超过1万亿。 联网可以让物体变得智能,这便是物联网的本质。,3,感知层,1、RFID2、传感器,4,传感器具有突出的地位,传感器技术作为现代科技的前沿技术,同计算机技术与通信技术组成现代信息技术的三大基础,是物联网在工业领域应用的关键。 从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至。
19、传感器与传感器技术考试重点传感器与传感器技术考试题型:1、选择题 20 分2、填空题 20 分3、简答题 20 分4、综合体(计算和设计) 20 分传感器与传感器技术每章考试重点绪论:传感器的定义、组成、分类(第 2-3 页)第一章 传感器的一般特性1、传感器的静态特性指标2、传感器的动态特性指标3、传感器的线性度4、习题 1-1、2、3、4第二章 电阻应变式传感器1、金属导体的电阻-应变效应2、应变片的工作原理3、金属应变片的结构、主要参数、特性4、温度误差原因及补偿办法5、直流电桥的主要特性6、两臂或四臂差动工作电桥比单臂差动工作电桥。