主页 > 新闻动态 > 传感器的特点工作原理及在机电自动控制中的应用现状与分析 2021-12-21

传感器的特点工作原理及在机电自动控制中的应用现状与分析

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，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。
传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

一、传感器的主要特点
传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。
二、传感器的组成
传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成，如图所示。

敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。
三、传感器的主要作用
人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
四、传感器的应用现状
传感器是机电自动化中的关键环节，传感器技术通过对机械自动调节来直接控制传感器的系统，以此来发挥功能。传感器技术水平的优良对于功能的发挥具有重要作用。传感器的技术水平相对较高时，系统的自动化动能和程度也会随之增高。传感器类型较多，同时功能齐全在目前具有广泛市场。现阶段，传感器应用于各项领域，例如航天航空、冶金行业、化工行业以及医疗卫生领域，除此之外，对于环境的检测方面也有一定的应用。随着时代的发展，传感器检测技术在不断的更新，在此基础上，结合无线通信技术也在不断变革。传感器的发展是机电一体化变革的重要基础，在发展过程中，为其提供了信息。传感器通过对机电设备运转过程中操作对象和操作环境的监测推动了机电自动控制的发展。传感器未来的发展将会越来越智能，同时结合科学技术越来越适应时代潮流。
五、传感器在机电自动控制中的应用分析
传感器目前被广泛应用于生产领域，同时效果良好。在一些危险程度较高的施工现场，能够有效保护施工人员的安全。传感器的重要发明是机器人，机器人随着科技的发展也在不断发展，其中机器人的性能也在随之提升，效果也比较明显。但传感器的生产设计相对来说仍存在弊端也需要进行变革，在此过程中，具有一定的难度。传统的机器人的灵敏程度仍旧不够，因此我们应结合客户需求和实际情况进行实际变革和发展方向的研究。
1.传感器在机电自动化中的机器人应用
机器人作为传感器应用的典型装置，其中通过仿生进行了传感器技术的利用。通过对机器内部设备和外界环境所感知的物理量作为整体的基础，进行信息输出。这种技术作为传感器应用有效的基本方式之一，发挥着重要作用。机器人的应用包括内部和外部传感器两种，内部传感器主要通过对机械设备进行系统身检测发挥自作用，对机器人进行自身系统的监控同时按照要求进行工作。外部传感器通过对外界环境进行有效监测，将有价值的信息提供给机器人以此来进行操作控制。内外部传感器相互联合，在获取有价值信息的基础上让机器人得到感知，从而做出有效行动发挥作用。目前情况下，我们的科技领域的生产一般采用机器人来获取建议。
2.传感器在机电自动化中的环境应用
传感器的另一项重要功能是外部环境的应用。通过传感器网络进行外部微观环境的了解，对环境监测人员提供有效的信息。这项功能的优势在于操作便利、部署简便。在此基础上，还能有效降低成本和人力资源的浪费。传感器在环境中的应用实例众多，现阶段，天气预报大多采用传感器检测方式。对于一些生物领域中的群落观测也具有重要应用。除此之外，在山区中一些堤坝较容易发生洪水的地方大多布置水压传感器，通过提前对洪湖水进行预测，以此来有效减少洪水带来的危害。传感器对于火灾也具有提前预测的功能，在感知到烟雾时也会及时发布信息，进行预警。建筑物中的声音、图像及温度传感器也会对异常现象进行有效监测，在面对危险情况时采取一定的措施保证建筑物的安全。
3.传感器在机电自动化中的机械加工应用
传感器目前的生产活动摒弃了以往传统小作坊式的加工模式。现阶段机电自动控制大多采用流水线模式。这种量产状态是目前的一个有效提升，工厂大多沿用传感器来进行有效运转。工厂的流水线过程流畅，一般采用机械设备进行自动运转。传感器设备的灵敏度和精确度是工厂设备自动控制的一个关键点，数据传输的准确与否是能否正常工作的关键。我们在平时的使用中应该多加维护，以此提升工作的质量和效率。目前的铣刀车床是传感器应用的一个例子。
4.传感器在机电自动化中的汽车自动控制应用
我国伴随着传感器技术与各种新型技术的投入使用，现代汽车产业已经进入到了新兴时期。汽车对于机电一体化的标准要求是使用自动控制手段代替传统的机械控制手段，这种方式不仅展现在发动机中，为充分改善我国汽车的工作性能，增强人性化服务特征，有效减少油量消耗，达成降低污染的排放，提升汽车驾驶的安全可靠性能，增强驾驶人员的舒适性能，较为科学先进的手段已经充斥了汽车全部方面。在全部重点控制部位中，必须应用曲轴部位传感器、气敏度传感器等形式多样的传感器。
六、结语
传感器作为目前机电自动控制的关键点，也随着时代的发展不断前进。传感器通过对各项机械设备的参数进行有效处理以此来发挥自身作用。在此过程中充分获取有价值的信息，推动各项活动的进行。传感器目前在环境感知检测、机器人应用、机械加工和汽车自动控制等领域发挥着重要作用，在未来，传感器将通过不断地变革进行改良，推动科技及各种生产活动的有效提升。

传感器的特点工作原理及在机电自动控制中的应用现状与分析

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