【正文】 諧波的正弦函數(shù)；對其他非爭先非周期信號，可通過傅里葉變換分解出各次正弦諧波來分析。動態(tài)特性是指傳感器測量動態(tài)信號時，輸出對輸入的響應(yīng)特性。實際曲線與擬合直線之間的偏差稱為傳感器的非線性誤差或線性度，取其中最大值與輸出滿度值之比作為評價線性度（或非線性誤差）的指標(biāo)。傳感器變換的被測量的數(shù)值處在穩(wěn)定狀態(tài)時，傳感器的輸出與輸入的關(guān)系稱為傳感器的靜態(tài)特性。在實際工程應(yīng)用中，傳感器的種類很多。它們的基本功能是首先接受外界的刺激信號，然后產(chǎn)生作用于各種神經(jīng)傳遞信號的能量，最后在傳送到大腦。機(jī)電一體化是機(jī)械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。在視覺情況下，絕不是靠眼睛本身進(jìn)行感覺，而是從眼睛進(jìn)入的外界刺激信號通過神經(jīng)傳送到大腦，有大腦感知物體的大小和顏色，然后由大腦提供命令信號支配行動。但很多時候也將轉(zhuǎn)換電路及輔助電路作為其組成部分，因為傳感器作為一個完整的器件，絕大部分都是把轉(zhuǎn)換電路及必要的輔助電源單元與敏感元件、轉(zhuǎn)換元件一起做成一體化的器件。傳感器所測量經(jīng)常處在各種各樣的變動中，例如測量機(jī)床車刀的切削時，若材質(zhì)均勻，切削力的值可能十分穩(wěn)定；若遇到材質(zhì)不均勻甚至有小缺陷時，切削力的值可能有緩慢起伏或者周期性脈動變化，甚至出現(xiàn)突變的尖峰力。但實際的輸出輸入特性一般都是非線性的，因此，采用各種補(bǔ)償環(huán)節(jié)，如非線性電路補(bǔ)償環(huán)節(jié)或計算機(jī)軟件，進(jìn)行線性化處理。重復(fù)性傳感器的輸入量在同一方向（增加或減少）變化時，在全量程內(nèi)連續(xù)進(jìn)行重復(fù)測量所得到的輸出輸入特性曲線不一致的程度。這種輸出與輸入之間的差異稱為動態(tài)誤差，研究這種誤差的性質(zhì)稱為動態(tài)特性分析。傳感器的性能由傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性來評價。圖1形地表達(dá)了機(jī)電一體化與機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)之間的相互關(guān)系；其次，機(jī)電一體化是一個發(fā)展中的概念，早期的機(jī)電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強(qiáng)調(diào)機(jī)械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機(jī)械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)主要包括技術(shù)原理和使機(jī)電一體化產(chǎn)品（或系統(tǒng)）得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。而且機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念不再局限在某一具體產(chǎn)品的范圍，如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等，現(xiàn)在已擴(kuò)大到控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)品制造和過程控制的大系統(tǒng)，例如柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）以及各種工業(yè)過程控制系統(tǒng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)除了具備上述必需的主功能外，還應(yīng)具備圖3所示的內(nèi)部功能。如圖4（a）所示，構(gòu)成人體的五大要素分別是頭腦、感官（眼、耳、鼻、舌、皮膚）、四肢、內(nèi)臟及軀干。除一般性的機(jī)械強(qiáng)度、剛度、精度、體積和重量等指標(biāo)外，機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)的重點是模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，以便于機(jī)械系統(tǒng)的快速組合和更換。1．?dāng)?shù)控機(jī)械類數(shù)控機(jī)械類主要產(chǎn)品為數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和自動洗衣機(jī)等。5．信息控制類信息控制類主要產(chǎn)品為電報機(jī)、磁盤存儲器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)以及復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等辦公自動化設(shè)備。這一時期，計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。系統(tǒng)論、信息論、控制論無疑是機(jī)電一體化技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是機(jī)電一體化技術(shù)的方法論。微電子技術(shù)的進(jìn)步，尤其是微型計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展創(chuàng)造了前提。傳感器技術(shù)的發(fā)展正進(jìn)入集成化、智能化研究階段。人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都屬于計算機(jī)信息處理技術(shù)。㈤接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等性能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng)，其構(gòu)成要素和子系統(tǒng)之間的接口極其重要。特別是關(guān)鍵零部件，如導(dǎo)軌、滾珠絲杠、軸承、傳動部件等的材料、精度對機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能、控制精度影響極大。為了開發(fā)出具有較強(qiáng)競爭能力的機(jī)電一體化產(chǎn)品，系統(tǒng)總體設(shè)計除考慮優(yōu)化設(shè)計外，還包括可靠性設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、系列化設(shè)計以及造型設(shè)計。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來更大的收益。國外將其稱為微電子機(jī)械系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical System, MEMS），或微機(jī)電一體化系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品有逐步取代統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的趨勢，這完全取決于機(jī)電一體化技術(shù)所存在的優(yōu)越性和潛在的應(yīng)用性能。3．調(diào)整和維護(hù)方便，使用性能改善機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。同時，由于多種學(xué)科的交叉融合，機(jī)電一體化系統(tǒng)的許多功能一方面從機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到了微電子、計算機(jī)等系統(tǒng)，另一方面從硬件系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到了軟件系統(tǒng)，從而使得機(jī)電一體化系統(tǒng)朝著輕小型方向發(fā)展，減少了材料消耗。汽車車身通常需要進(jìn)行3 000～4 000次點焊，其中90％以上的焊點可由工業(yè)機(jī)器人完成。電源取自+12V蓄電池。RP2用以校準(zhǔn)每次測量的持續(xù)時間。根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型 傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。傳感器的工作機(jī)理是基于各種效應(yīng)和定律，由此啟發(fā)人們進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器件，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。 大自然是生物傳感器的優(yōu)秀設(shè)計師和工藝師。 　　當(dāng)今世界已進(jìn)入信息時代，在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。 參 考 文 獻(xiàn)[1] 魏天路,倪依純《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》.機(jī)械工業(yè)出版社，2010，(07)[2] 周樂挺《傳感器與檢測技術(shù)》?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。例如狗的嗅覺（靈敏閾為人的）、鳥的視覺（視力為人的倍），蝙蝠飛蛾海豚的聽覺（主動型生物雷達(dá)—超聲波傳感器）等等。結(jié)構(gòu)型傳感器，一般說它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積偏大，價格偏高。如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。 傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。斷開S2時選擇重復(fù)測量模式。在汽車點火時S1閉合，通過風(fēng)將第8腳拉成低電平，選擇探頭1測量油箱中的液位。數(shù)控自動化生產(chǎn)能夠節(jié)約原材料、動力及其他工廠輔助設(shè)備，降低廢品率，減輕工人的勞動強(qiáng)度，并使勞動生產(chǎn)率提高300倍。正因為如此，世界各國，首先是日本、美國、歐洲各國都在大力發(fā)展和推廣機(jī)電一體化技術(shù)。4．具有復(fù)合功能，適用面廣機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。1．生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和較高的產(chǎn)品合格率。5．綠色化工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也全球化。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：1．智能化智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里原有的機(jī)械技術(shù)以知識和技能的形式存在，是任何其他技術(shù)代替不了的。因此，各要素及各子系統(tǒng)之間的接口性能就成為綜合系統(tǒng)性能好壞的決定性因素。自動控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅大大提高了勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善了勞動條件，而且在人類征服大自然、探索新能源、發(fā)展空間技術(shù)與改善人類物質(zhì)生活等方面起著極為重要的作用。大力開展傳感器研究，對于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。就連微電子技術(shù)本身的發(fā)展也離不開精密機(jī)械技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是從