【文章內(nèi)容簡介】 但不能 100%地達(dá)到，因而對(duì)傳感器的性能必須用一些定量的指標(biāo)去描述。從應(yīng)用角度看，傳感器的性能指標(biāo)分為兩大類：一種是輸入不隨時(shí)間變化的特性，即靜態(tài)特性；一種是輸入隨時(shí)間變化的輸出信號(hào)的響應(yīng)特性，反映傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)主要有靈敏度、線性度、遲滯性和重復(fù)性。 5 動(dòng)態(tài)特性的主要指標(biāo)有：頻率響應(yīng)范圍、固有頻率、阻尼系數(shù)和時(shí)間常數(shù)等 。 一個(gè)動(dòng)態(tài)特性好的傳感器，無論輸入信號(hào)變化多么迅速，輸出都能很好地跟隨；一個(gè)靜態(tài)特性很好的傳感器，不一定能夠真實(shí)地反映動(dòng)態(tài)的被測(cè)物理量。輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的差距總是存在的，不過可用一些指標(biāo)去估計(jì)這些誤差的大小。 6 第 三 章 傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(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： 機(jī)械加工過程的傳感檢測(cè)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。 。與刀具和機(jī)床的過程監(jiān)視技術(shù)相比，工件的過程監(jiān)視是研究和應(yīng)用最早、最多的。它們多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標(biāo)。 20 世紀(jì) 80 年代以來，工件識(shí)別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講，工序識(shí)別是為辨識(shí)所執(zhí)行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件識(shí)別是辨識(shí)送入機(jī)床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同時(shí)還要求辨識(shí)工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外，還可以利用工件識(shí)別和工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛 坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識(shí)別與監(jiān)視將采用或開發(fā)許多傳感器，如基于 TV 或 CCD 的機(jī)器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。 /砂輪的檢測(cè)傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一定限度（按磨鈍標(biāo)準(zhǔn)判定）或出現(xiàn)破損（破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱），使它們失去切 /磨削能力或無法保證加工精度和加工表面完整性時(shí)，稱為刀具 /砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計(jì)證明，刀具失效是引起機(jī)床故障停機(jī)的首要因素，由其引起的停機(jī)時(shí)間占NC 類機(jī)床的總停機(jī)時(shí)間的 1/51/，它還可能引發(fā)設(shè)備或人身安 全事故，甚至是重大事故。 7 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。 汽車傳感器大致有兩類：一類是使司機(jī)了解汽車各部分狀態(tài)的傳感器；另一類傳感器是用于控制汽車運(yùn)行狀態(tài)的控制傳感器。表 示出了汽車常用傳感器及檢測(cè)對(duì)象。 表 汽車用傳感器及檢測(cè)對(duì)象 項(xiàng)目 檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)量 溫度 冷卻水、排出氣體（催化劑）、吸入空氣、發(fā)動(dòng)機(jī)油、室外（內(nèi)）空氣 壓力 吸氣壓（計(jì)示壓力、絕對(duì)壓力）、大氣壓、燃燒壓、發(fā)動(dòng)機(jī)油壓、制動(dòng)壓、各種泵壓、輪胎壓 轉(zhuǎn)數(shù) 曲柄轉(zhuǎn)角、曲柄轉(zhuǎn)數(shù)、車輪速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 速度、加速度 車速（絕對(duì)）、角加速度 流量 吸入空氣量、燃料流量、排氣再循環(huán)量、二次空氣量 液量 燃料、冷卻水、電池液、洗窗器液、發(fā)動(dòng)機(jī)軸、制動(dòng)油 位移方位 節(jié)流閥開口度、排氣再循環(huán)閥升降溫量、車高（懸置、位移）、行駛距離、行駛方位 排出氣體 O CO C0、 NOX、碳?xì)浠衔?、柴油? 其他 轉(zhuǎn)矩、爆震、燃料酒精成分、濕度、玻璃結(jié)露、飲酒鑒別、睡眠狀態(tài)、電池電壓、電池儲(chǔ)能多寡、燈泡斷線、載荷、沖擊物、輪胎失效率、液位等 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器是在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱、震動(dòng)、汽油蒸汽以及輪胎產(chǎn)生的污泥和飛濺的水花等惡劣環(huán)境下工作的，因此汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用傳感器與一般傳感器相比，其耐惡劣環(huán)境的指標(biāo)要高得多。表 為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器。 8 表 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器 傳感器名稱 測(cè)量范圍 精度要求 例 空氣吸入量傳感器 5~500m3/h (2021mL發(fā)動(dòng)機(jī) ) 177。 2% 旋轉(zhuǎn)板、電位計(jì)式 卡爾曼渦流式、渦輪式、紅外線式、離子漂移式、超聲式 吸氣管壓力傳感器 大氣壓傳感器 （ ~） x105pa （絕對(duì)壓力） （ ~） x105pa （絕對(duì)壓力） 177。 2% 真空膜盒式氣壓計(jì) /差分變壓器式真空膜盒式氣壓計(jì) /電位計(jì)式 振動(dòng)膜 /半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)式 電容器式 振動(dòng)膜 /聲表面波式、振動(dòng)膜 /晶體振動(dòng)式、振動(dòng)膜 /碳堆式 溫度傳感器 （水溫、吸氣溫度） 40~120 186。C 177。 2% 熱敏電阻式 線繞電阻式、半導(dǎo)體式、臨界溫度電阻式（開關(guān)用）、正溫度系數(shù)熱敏電阻式（開關(guān)用）、熱敏鐵氧體式（開關(guān)用） 曲柄轉(zhuǎn)角傳感器（曲柄基準(zhǔn)位置傳感器） 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)傳感器 1186。~300186。 177。 % 電磁傳感器式、磁敏晶體管式 磁感應(yīng)式 霍爾元件式、壓電式、光電式、韋格納效應(yīng)式、可變電感式 位置傳感器（排氣再循環(huán)式閥的升降、節(jié)氣門角度） 0~5mm 177。 3% 電位差式 差分變壓器式 車速傳感器 0~170km/h 177。 1%~177。 4% 舌簧接點(diǎn)開關(guān)式 電磁傳感器式 氧傳感器 %~% 177。 1% ZrO2元件、 TiO2元件、 CO元件（低級(jí)的空燃比 A/F傳感器） 爆震傳感器 1~10 kHz 177。 1% 壓電元件式 磁致伸縮式 發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器的精度多以百分?jǐn)?shù)表示，這個(gè)百分?jǐn)?shù)值必須在各種不同條件下滿足燃料經(jīng)濟(jì) 性指標(biāo)和排氣污染指標(biāo)規(guī)定。控制活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，基本上就是控制曲軸的位置。利用檢測(cè)曲軸位置的傳感器，可測(cè)出曲軸轉(zhuǎn)角位置從而計(jì)算點(diǎn)火提前角，并用微機(jī)計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，其信號(hào)以時(shí)序脈沖形式輸出。燃料供給信號(hào)可以用二種方法獲得，一種是直接測(cè)量空氣的質(zhì)量流量；另一種是檢測(cè)曲軸位置，再由技管絕對(duì)壓力 (MAP)和溫度計(jì)算出每個(gè)汽缸的空氣量。燃料控制環(huán)路多采用第二種方法，或采用測(cè)量空氣質(zhì)量流量的方法。因此 MAP 傳感器和空氣質(zhì)量流量傳感器都是重要的汽車用傳感器。 MAP傳感器有膜盒線性差動(dòng)變換傳感器、電容盒 MAP 傳感器和硅膜壓 力傳