传感器的介绍与实现自动化应用.doc

传感器的介绍与自动化应用班级：XXXXXX 学号：XXXXX姓名：XXX （XXXXX学院）The application of sensor and automationAbstract Introduces the definition, structure, classification of the sensor, the brief introduction of several sensors to achieve automati on application. And through this several application examples, the application and development prospect of modern sensor technology・ The sensor technology is the forefront of modern science and tech no logy, is an important technical foun dati on of the new tech no logical revolution and the information society. In the modern life and scientific research, provides various types of sensors, a reliable and accurate information, not only can replace human facial features, but also can detect the features can not feel the information, so that people can better understand the world and transform the world.Key words sensing element define classification Automation applicati on摘要 介绍了传感器的定义、作用、分 类，简述几种传感器实现自动化的应用。

并 通过这几种应用实例，展望现代传感器技术 的发展和应用前景得出传感器技术是现代 科学的前沿技术，是新技术革命和信息社会 的重要技术基础在现代生活和科学研究中, 各种类型的传感器所提供的大量可靠、准确 的信息，不仅能代替人的五官功能，而且还 能检测到人的五官所不能感受的信息，从而 使人类能更好地认识世界和改造世界关键词传感器定义分类自动 化应用1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”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 要求它是实现自动检测和自动控制的首要 环节2传感器的作用在很多行业都有着重要的应用，而且现 在有很多行业试图在开放利用传感器来实 现自动化，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。

传感器目 前最重要的应用领域主要是涉及到机械制 造，医疗设备上，汽车电子产业，通信技术 等领域新技术革命的到来，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cm的粒子世界，纵向上要观察长达 数十万年的天体演化，短到秒的瞬间反应 此外，还岀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、超弱磁砺等等显然，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3传感器的分类传感器有许多分类方法但常用的分 类方法有两种，一种是按被测物理量来分， 另一种是按传感器的工作原理来分按被测 物理量划分的传感器，常见的有温度传感 器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、 流量传感器、液位传感器、力传感器、加速 度传感器、转矩传感器等按工作原理可划 分为1.电学式传感器，电学式传感器是非电 呈电测技术中应用范围较广的一种传感器， 常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电 感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感 器等电阻式传感器是利用变阻器将被测非 电量转换为电阻信号的原理制成电阻式传 感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应 变片式及压阻式传感器等。

电阻式传感器主 要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流 流速、液位和液体流量等参数的测量电容 式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改 变介质的性质和含量，从而使电容量发生变 化的原理制成主要用于压力、位移、液位、 厚度、水分含量等参数的测量电感式传感 器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改 变电感或互感的电感量或压磁效应原理制 成的主要用于位移、压力、力、振动、加 速度等参数的测量磁电式传感器是利用电 磁感应原理把被测非电量转换成电量制成 主要用于流呈、转速和位移等参数的测显 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动 切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制 成主要用于位移及厚度等参数的测量2 磁学式传感器，磁学式传感器是利用铁磁物 质的一些物理效应而制成的，主要用于位 移、转矩等参数的测量3光电式传感器， 光电式传感器在非电量电测及自动控制技 术中占有重要的地位它是利用光电器件的 光电效应和光学原理制成的，主要用于光 强、光通量、位移、浓度等参数的测呈4 电势型传感器，电势型传感器是利用热电效 应、光电效应、霍尔效应等原理制成主要 用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐 射等参数的测量5电荷传感器，电荷传感 器是利用压电效应原理制成的，主要用于力 及加速度的测量。

6半导体传感器，半导体 传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效 应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质 变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压 力、加速度、磁场和有害气体的测量7谐 振式传感器，谐振式传感器是利用改变电或 机械的固有参数来改变谐振频率的原理制 成，主要用来测量压力8电化学式传感器, 电化学式传感器是以离子导电为基础制成， 根据其电特性的形成不同，电化学传感器可 分为电位式传感器、电导式传感器、电显式 传感器、极谱式传感器和电解式传感器等 电化学式传感器主要用于分析气体、液体或 溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导 率及氧化还原电位等参数的测量另外根据 传感器对信号的检测转换过程，传感器可划 分为直接转换型传感器和间接转换型传感 器两大类前者是把输入给传感器的非电量 一次性的变换为电信号输出，如光敏电阻受 到光照射时，电阻值会发生变化，直接把光 信号转换成电信号输出，后者则要把输入给 传感器的非电量先转换成另外一种非电量， 然后再转换成电信号输出，如采用弹簧管敏 感元件制成的压力传感器就属于这一类，当 有压力作用到弹簧管时，弹簧管产生形变， 传感器再把变形显转换为电信号输出。

4传感器实现自动化应用（1）火焰传感器火焰也有 能让电流通 过的性质利 用这个性质 可以探测煤 气取暖器火 焰的点、灭 在火焰的中 心处，插入两 根金属棒，且施加电压，那么金属棒中就有 电流流动，一旦火焰熄灭，就无电流只要 探测出这个信息就会自动关闭气阀2）电动吸尘器的吸力控制半导体压力传感器应用在电动吸尘器 上，可通过测吸力来控制吸尘器例如，吸 尘器吸入纸和窗帘等物时能使电机自动停 止；打扫地毯时可提高转速等⑶电饭锅限温器电饭锅限温 器主要由热敏铁 氧体、永磁体、 拉簧及连杆等组 成使用时，打 开电源的同时连 杆向上推动永磁 体克服弹簧的拉 力，使永磁体和 热敏铁氧体吸 合当被加热物体的温度超过限定的温度 （即热敏铁氧体的居里温度）时，热敏铁氧 体失去磁性，永磁体不再对热敏铁氧体有吸 力，此时在弹簧拉力的作用下，连杆向下运 动，并同时切断加热电源4）罐头真空度检测食品饮料金属包装（俗称易拉罐）内部 真空度（正压或反压）无损检测罐头真空 度不同，引起罐头盖产生凹（负压）凸（充 气正压）变形不同真空度，凹凸变形量不 同，采用电涡流式传感器，探测出这种变形 ffi,利用真空度-变形显数学模型或采用查 表法，便能精确检测出罐头内部压力。

这种 非接触无损检测代替人工打检法判断罐头 是否漏气，并在传送带上动态检测，去除漏 气罐头，大大节省了人力，保证了产品质量 目前国内大型食品饮料罐头生产企业大都 采用这种原理的专用设备，进行出厂前罐头 真空度合格检测5）光传感器光传感器是利用光敏元件将光信号转换 为电信号的传感器件，它的敏感波长在可见光波长附近， 包括红外线 波长和紫外 线波长光传 感器不只局 限于对光的 检测，它还可 以作为探测 元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将 这些非电量转换为光信号的变化即可光传 感器是目前产量最多，应用最广的传感器之 一，它在自动控制和非电量电测技术中占有 非常重要的地位（自动剪票机利用光电开关 工作）① 灯光亮度自动控制器灯光亮度自动控制器可按照环境光照强 度自动调节白炽灯或荧光灯的亮度，从而使 室内的照明自动保持在最佳状态，避免人们 产生视觉疲劳② 大米光电分选机大米光电分选机是一种用来排除大米中 杂质级变质米粒的自动分选设备大米光电 分选机的主要工作原理是：大米及杂质等在 —定光源照 射下，会发出 不同的光信 号，该光信号 在光传感器 上转换成电 信号，经放大 及信号处理 后，用来推动 执行机构-气动电磁阀，喷出气流，将杂质及变质大米吹掉，使好大米流入合格米柜 内，从而完成大米的分选工作。

③ 产品计数器利用光 敏器件制成 的产品计数 器，具有非 接触安全可 靠的特点， 可广泛应用 于自动化生产线的产品计数，如机械零件加 工、输送线产品、汽水、瓶装酒类等还可 以用来统计出入口人员的流动情况6) 红外线平衡仪在直升机自动驾驶中的 应用自动驾驶仪通过使用红外线加热传感器 来“感知”水平线水平线以下的地球是热 的，而地 平线以 上的天 空是冷 的，自动 驾驶仪 能“辨 别'温度 差异，感知到直升机位置相对于地平的变 化，因此它发送正确的信号以保持直升机水 平飞行 参考文献：《传感器入门》。