傳感器技術(shù),現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一
引言:信息技術(shù)的三大支柱分別有傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。本文主要介紹關(guān)于傳感器技術(shù)的知識(shí)。
傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)。在測(cè)試系統(tǒng)中,被作為一次儀表定位,其主要特征是能準(zhǔn)確傳遞和檢測(cè)出某一形態(tài)的信息,并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。傳感器種類及品種繁多,原理也各式各樣。
傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能;其水平越高,系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高。
傳感器技術(shù)的發(fā)展
第1代是結(jié)構(gòu)型傳感器。它利用結(jié)構(gòu)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號(hào)。例如:電阻應(yīng)變式傳感器,它是利用金屬材料發(fā)生彈性形變時(shí)電阻的變化來轉(zhuǎn)化電信號(hào)的。
![傳感器技術(shù)](/uploads/allimg/201014/1-201014125R1R6.jpg)
第2代傳感器是70年代開始發(fā)展起來的固體傳感器,這種傳感器由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成,是利用材料某些特性制成的。如:利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng),分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。
第3代傳感器是80年代剛剛發(fā)展起來的智能傳感器。所謂智能傳感器是指其對(duì)外界信息具有一定檢測(cè)、自診斷、數(shù)據(jù)處理以及自適應(yīng)能力,是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。80年代智能化測(cè)量主要以微處理器為核心,把傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電路微計(jì)算機(jī)、存貯器及接口集成到一塊芯片上,使傳感器具有一定的人工智能。90年代智能化測(cè)量技術(shù)有了進(jìn)一步的提高,在傳感器一級(jí)水平實(shí)現(xiàn)智能化,使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測(cè)量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等。
傳感器技術(shù)的應(yīng)用
傳感器是左右機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)發(fā)展的重要技術(shù)之一,廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化產(chǎn)品之中。
1、工業(yè)機(jī)器人用傳感器
工業(yè)機(jī)器人之所以能夠準(zhǔn)確操作,是因?yàn)樗軌蛲ㄟ^各種傳感器來準(zhǔn)確感知自身、操作對(duì)象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),包括:其自身狀態(tài)信息的獲取通過內(nèi)部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對(duì)象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實(shí)現(xiàn),這個(gè)過程非常重要,足以為機(jī)器人控制提供反饋信息。
![傳感器技術(shù)](/uploads/allimg/201014/1-201014125S52P.jpg)
2、機(jī)械加工過程的傳感檢測(cè)技術(shù)
切削過程和機(jī)床運(yùn)行過程的傳感技術(shù)。切削過程傳感檢測(cè)的目的在于優(yōu)化切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測(cè)的目標(biāo)有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時(shí)切屑的狀態(tài)及切削過程辨識(shí)等,而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過程振動(dòng)、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機(jī)的功率等。對(duì)于機(jī)床的運(yùn)行來講,主要的傳感檢測(cè)目標(biāo)有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、軸承與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測(cè)與控制及安全性等,其傳感參數(shù)有機(jī)床的故障停機(jī)時(shí)間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機(jī)床狀態(tài)與冷卻潤滑液的流量等。
3、汽車自動(dòng)控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù)
隨著傳感器技術(shù)和其它新技術(shù)的應(yīng)用 , 現(xiàn)代化汽車工業(yè)進(jìn)入了全新時(shí)期。汽車的機(jī)電一體化要求用自動(dòng)控制系統(tǒng)取代純機(jī)械式控制部件,這不僅體現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)上,為更全面地改善汽車性能,增加人性化服務(wù)功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安全性、可靠性、操作方便和舒適性,先進(jìn)的檢測(cè)和控制技術(shù)已擴(kuò)大到汽車全身。在其所有重點(diǎn)控制系統(tǒng)中,必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器。
通過文中的介紹,我們知道傳感器技術(shù)之所以被稱為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一,確實(shí)是名副其實(shí)。傳感器技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械加工、汽車自動(dòng)控制等方面,都有著非常廣泛的應(yīng)用。可想而知,未來無論是在人工智能,還是自動(dòng)駕駛方面,相信傳感器技術(shù)都將是未來智能制造上不可或缺的技術(shù)之一。關(guān)注我們的公眾號(hào),了解更多傳感器技術(shù)的應(yīng)用案例吧。