【正文】
e problems and also provide the necessary data for improving the efficiency of the engines .傳感器技術(shù)傳感器一種通過(guò)檢測(cè)某一參數(shù)而產(chǎn)生信號(hào)的裝置。這一參數(shù)可以是位置、力、力矩、壓力、溫度、濕度、速度、加速度或震動(dòng)。從傳統(tǒng)意義上來(lái)說(shuō),傳感器(比如執(zhí)行器、開(kāi)關(guān))可用于限制機(jī)器參數(shù)的極限位置。常見(jiàn)的傳感器有(a)限制工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床停止開(kāi)關(guān),(b)具有自動(dòng)關(guān)閉功能的壓力儀表和溫度儀表,(c)防止速度超限的調(diào)速器。傳感器技術(shù)已成為制造過(guò)程和系統(tǒng)的重要方面。它對(duì)于數(shù)據(jù)的正確采集、機(jī)器和系統(tǒng)的檢測(cè)、通訊以及計(jì)算機(jī)控制是很必要的。傳感器能夠?qū)⒁环N物理量轉(zhuǎn)換為另一種物理量,因此,傳感器通常(被看作)指轉(zhuǎn)換器。模擬傳感器產(chǎn)生信號(hào),比如電壓信號(hào),該信號(hào)與被測(cè)物理力量成一定比例。數(shù)字傳感器具有數(shù)字輸出,該數(shù)字輸出能夠直接被傳遞到計(jì)算機(jī)上。模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠在模擬傳感器和計(jì)算機(jī)之間起到接口作用。傳感器的分類在制造業(yè)中,傳感器可以分為以下幾類:機(jī)械類傳感器可以用來(lái)測(cè)量位置、形狀、速度、力、力矩、壓力、震動(dòng)、應(yīng)變和質(zhì)量。電器類傳感器可以用來(lái)測(cè)量電壓、電流、電荷、電傳導(dǎo)率。磁傳感器可以用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)、磁通量、磁導(dǎo)率。熱傳感器可以用來(lái)測(cè)量溫度、熱流、熱傳導(dǎo)率以及特殊熱量。其他類型的傳感器有聲學(xué)傳感器、超聲波傳感器、化學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器、放射傳感器、激光傳感器、光纖傳感器。根據(jù)應(yīng)用的不同,傳感器可以由金屬材料、非金屬材料、有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料以及流體、氣體、等離子體和半導(dǎo)體構(gòu)成。利用這些材料的不同特性,傳感器將被測(cè)的物理量或參數(shù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)輸出。比如,普通的水銀溫度計(jì)的工作原理就是根據(jù)水銀和玻璃的熱膨脹率的不同而工作的。類似地,當(dāng)機(jī)器某一零件、物體障礙物、被測(cè)量與傳感器空間中的障礙物遮擋住光束時(shí),就可被光電器件感知并檢測(cè)到。接近開(kāi)關(guān)(指感知并測(cè)量開(kāi)關(guān)與物體或機(jī)器的運(yùn)動(dòng)之間的距離)可根據(jù)聲學(xué)、磁學(xué)、電容、光學(xué)原理工作。其他執(zhí)行器依靠接觸物體來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作(通常機(jī)電一體化的方法)。傳感器對(duì)于智能機(jī)器人的控制是不可缺少的,并且通過(guò)模仿人類,傳感器的特性得到了很大發(fā)展。觸覺(jué)傳感技術(shù)通過(guò)一組傳感器可以連續(xù)不斷的測(cè)量接觸力的變化。這樣一個(gè)系統(tǒng)能夠監(jiān)控任意的三維空間。在視覺(jué)傳感器(機(jī)器視覺(jué),計(jì)算機(jī)視覺(jué))中,光學(xué)攝像頭感知物體的存在以及物體的形狀。接著,微處理器處理圖像(通常不到1秒)和測(cè)量圖像,并且該測(cè)量是數(shù)字化的(這一過(guò)程被稱之為圖像識(shí)別)。機(jī)器視覺(jué)傳感器特別適用于不能直接接觸到的零件的測(cè)量,惡劣的制造環(huán)境,大量微小特性的測(cè)量以及與零件的物理接觸會(huì)造成零件破換的情況。智能傳感器能夠執(zhí)行邏輯功能,進(jìn)行雙向通訊,作出判斷并執(zhí)行相應(yīng)的操作。必要的輸入和作出判斷所需的條件被固化到智能傳感器中。比如,帶有傳感器的計(jì)算機(jī)芯片能夠編程,當(dāng)?shù)毒呤r(shí),能夠自動(dòng)地使機(jī)床停下來(lái)。同樣地,如果移動(dòng)機(jī)器人與物體突然接觸放生碰撞時(shí),智能傳感器就可以通過(guò)檢測(cè)像距離、熱量、噪聲這些參數(shù)使移動(dòng)機(jī)器人或機(jī)械臂停止。傳感器融合技術(shù)。傳感器融合技術(shù)主要指將多種傳感器以一定的方式組合起來(lái),將每一個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)(比如力、震動(dòng)、溫度、維數(shù))整合起來(lái),獲得更高級(jí)別的的信息和可靠性。傳感器融合技術(shù)的一個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用是喝一杯熱咖啡。盡管我們將這樣一個(gè)平凡的小事認(rèn)為是理所當(dāng)然的事,但我們很容易地觀察到,這樣一個(gè)過(guò)程涉及到了從眼睛、嘴唇、舌頭、手的數(shù)據(jù)輸入,通過(guò)我們最基本的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué),就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)、位以及溫度。這樣,如果咖啡太熱,我們端茶杯草嘴唇的手的運(yùn)動(dòng)就會(huì)被控制并作出相應(yīng)的調(diào)整。傳感器融合技術(shù)最早應(yīng)用于機(jī)器人的移動(dòng)控制、導(dǎo)彈的飛行追蹤和類似的軍事運(yùn)用上,這主要是因?yàn)檫@些檢測(cè)活動(dòng)是在模仿人的行為。傳感器融合技術(shù)應(yīng)用的另一個(gè)例子是機(jī)床操作。在機(jī)床操作中,有一整套不同類型而又集合在一起的傳感器,用于監(jiān)控(a)工作的維度和表面光潔度(表面處理?),(b)=切削力、震動(dòng)、磨損,(c)刀具工件系統(tǒng)各部分的溫度以及軸的(傳遞)功率。傳感器融合技術(shù)的一個(gè)重要方面是傳感器(工作狀態(tài))的確認(rèn),即某一傳感器失效時(shí)就可被檢測(cè)出來(lái),從而使控制系統(tǒng)保持高的可靠性。從應(yīng)用的角度講,接收來(lái)自不同傳感器的多余參數(shù)是有必要的??梢钥闯?,組成各種各樣的傳感器的所有數(shù)據(jù)的接收、整合、處理時(shí)一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。隨著傳感器尺寸的不斷減小、傳感器質(zhì)量的不斷提高、傳感器技術(shù)的不斷被進(jìn)步,以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、人工智能、專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,傳感器融合技術(shù)已變得切實(shí)可行并能以較低的成本獲得。光纖傳感器用于汽輪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),并不斷得到發(fā)展。這些光線傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部位,監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部環(huán)境,比如溫度、壓力、氣流。光纖傳感器連續(xù)不斷的監(jiān)控信號(hào)將有助于檢測(cè)出潛在的發(fā)動(dòng)機(jī)故障問(wèn)題,并可提供必要的數(shù)據(jù)用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。