先進(jìn)制造技術(shù)論文(編輯修改稿)
2025-02-14 13:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圍得到延伸?！z測不能直接測量的參數(shù)利用傳統(tǒng)的傳感器無法對標(biāo)志產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)(如:粘度、硬度、成分、顏色及味道等)進(jìn)行快速直接測量并在線控制,很多場合就只好由人工定期檢測,這使得測量結(jié)果引入了人為的誤差,影響了產(chǎn)品質(zhì)量。但這些質(zhì)量指標(biāo)與生產(chǎn)過程中的某些量(如:溫度、壓力、流量等)有著對應(yīng)關(guān)系,使用智能傳感器可根據(jù)檢測到的那些輔助變量信息,利用由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或?qū)＜蚁到y(tǒng)技術(shù)建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算,從而推斷出產(chǎn)品的質(zhì)量?！z測不便直接測量的參數(shù)糖尿病人需要隨時掌握血糖水平,以便調(diào)整飲食和注射胰島素,防止其它并發(fā)癥的發(fā)生。通常測血糖時,必須刺破手指采血樣,再將血樣放在葡萄糖試紙上,最后把試紙放到專用儀器上進(jìn)行檢測。由于這種方法麻煩而病人又有痛苦,因此,糖尿病人希望找到一種無創(chuàng)傷而又方便的血糖檢測方法。美國加利福尼亞州的Cygnus公司生產(chǎn)了一種“葡萄糖手表”,其外觀就像普通手表一樣,戴上它就能實(shí)現(xiàn)無痛、無血、連續(xù)的血糖測試[5]。此種“葡萄糖手表”上有一塊涂著試劑的墊子,當(dāng)墊子與皮膚接觸時,葡萄糖分子就被吸引到墊子上,與試劑發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生電流[19]。由傳感器測量該電流,經(jīng)微處理器計算出與該電流對應(yīng)的血糖濃度,并以數(shù)字量顯示。該產(chǎn)品中的一些關(guān)鍵問題,如怎樣保證血糖的滲濾不受試劑的用量變化和溫度波動的影響,如何協(xié)調(diào)控制電極的活化時間等,都因?yàn)槔梦⑻幚砥鹘⒌挠嬎懔黧w動力學(xué)模型進(jìn)行仿真和計算,得到了很好的解決。近年來,智能傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在航天、航空、國防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域中,特別是隨著高科技的發(fā)展,智能傳感器備受青睞。例如它在智能機(jī)器人的領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景,智能傳感器如同人的五官,可以使機(jī)器人具有各種感知功能[8]。6 智能傳感器的發(fā)展方向虛擬傳感器、網(wǎng)絡(luò)化和信息融合技術(shù)是智能化傳感器發(fā)展完善的三個重要方向。虛擬傳感器是基于軟件開發(fā)而成的智能傳感器,是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件實(shí)現(xiàn)測試功能的,利用軟件還可完成傳感器的校準(zhǔn)及標(biāo)定,使之達(dá)到最佳性能指標(biāo)。因此其智能化程度很大部分取決于軟件的開發(fā)水平。從發(fā)展的角度看,未來單個傳感器獨(dú)立使用的場合將越來越少,為實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的測量和多對象的控制,更多的是多傳感器系統(tǒng)的應(yīng)用。測量和控制信息的交換在底層主要通過現(xiàn)場總線完成,高層數(shù)據(jù)交換則主要通過Internet等網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)[6]。為了滿足這種多傳感器之間的信息交換,傳感器設(shè)計上軟件將占據(jù)主要地位,軟件對象不再是以前的單個對象,而是整個系統(tǒng),其輸出的數(shù)字信號是符合某種協(xié)議格式的[7]。通過網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)傳感器與傳感器之間、傳感器與執(zhí)行器之間、傳感器與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和共享[3]。因此,網(wǎng)絡(luò)化是智能傳感器未來的發(fā)展方向。多傳感器信息融合是指將經(jīng)過集成處理的多傳感器信息進(jìn)行合成,形成對外部環(huán)境某一特征的一種表達(dá)方式,經(jīng)過集成與融合的多傳感器信息能完善的、精確的反映被測對象的特征。這也是智能化傳感器發(fā)展的一個重要方向。智能傳感器代表著傳感器發(fā)展的總趨勢,它已經(jīng)受到了全世界范圍的矚目和公認(rèn),因此,可以說智能傳感器是一種發(fā)展前景十分看好的新型傳感器今后,隨著硅微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展,新一代的智能傳感器的功能將會更加完善。它將利用人工神經(jīng)網(wǎng)、人工智能、信息處理技術(shù)等,使傳感器具有更高級的智能功能,同時它將朝著微處理器、微執(zhí)行器、微傳感器三位一體構(gòu)成一個微系統(tǒng)的方向發(fā)展。7 結(jié)束語綜上所述,智能傳感器系統(tǒng)是一門涉及多學(xué)科的綜合技術(shù),除必須具有經(jīng)典的、現(xiàn)代的傳感器技術(shù)外,還必須具有信號分析與處理、計算機(jī)軟件設(shè)計、通訊與接口、,智能傳感器系統(tǒng)的建立也需要有多種學(xué)科的工程師的積極參與,并肩合作.智能傳感器的興起是適應(yīng)現(xiàn)代自動化系統(tǒng)發(fā)展的需要,是傳感器技術(shù)克服自身落后狀況、不斷完善和發(fā)展的必然趨勢,代表了傳感器發(fā)展的方向.參考文獻(xiàn): [1] .，巖石智能傳感器。隧道與地下空間科學(xué)技術(shù)Monitoring of rocks using smart sensors[J].Tunnelling and Underground Space Technology, 2007, 2(22): 206221.[2] 吉里什——蕩。我設(shè)計，制造和測試的智能機(jī)器人腳。機(jī)器人和金——
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