【正文】 不開電源，開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。 （ 2）向高精度發(fā)展：研制出靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的可靠性。 因此，必須加強(qiáng)技術(shù)研究和引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，以提高整體水平 。 我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué)，始于 20 世紀(jì) 80 年 代，與國外先進(jìn)技術(shù)相比，我們還有較大差距 。 第 3 章 傳感器的發(fā)展趨勢 概況 10 傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能；其水平越高，系統(tǒng)的自動化程度就越高。 流動的檢測 伊瑪?shù)牧鲃觽鞲衅鲗τ诹黧w（液體及氣體）流動的檢測更是具有自己的獨(dú)到之處，今年伊瑪獲得德國 iF 產(chǎn)品設(shè)計(jì)大獎的全新型智能型流動溫度，此款一體式傳感器完美地融合了溫度以及流動檢測的傳感器，可以同時感應(yīng)流動及溫度兩 個物理量，并且輸出為兩個獨(dú)立的信號，可以對兩個輸出進(jìn)行單獨(dú)分開設(shè)定，非常的適合在機(jī)床的液壓系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)和冷卻裝置上使用，用一個伊瑪?shù)臏囟攘鲃右惑w式傳感器就可以監(jiān)測兩個重要參數(shù)，可以節(jié)省開支，并且更加穩(wěn)定。 溫度的檢測 伊瑪溫度傳感器采用的是 PT1000/PT100 的熱電阻測量元件，在機(jī)床上主要是用來監(jiān)測溫度從而進(jìn)行溫度補(bǔ)償或者過熱保護(hù)，機(jī)床在工作當(dāng)中隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動以 及移動部件的移動，切削會產(chǎn)生熱量，然而溫度的分布是不均勻的，將會造成一定的溫差，使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生熱變形，影響了加工零件的精度。 位置檢測的接近開關(guān) 接近開關(guān)顧名思義就是當(dāng)物體靠近的時候就會有信號輸出的開關(guān)，它不需要和被檢測物體進(jìn)行直接的接觸，伊瑪?shù)慕咏_關(guān)在機(jī)床上的主要應(yīng)用在刀架的選刀控制，工作臺的行程控制，油缸及汽缸的活塞行程控制。在一臺數(shù)控機(jī)床上面用到了大量的各類傳感器：接近開關(guān)，壓力傳感器，溫度傳感器，液位傳感器，速度傳感器等類型的傳感器，主要用來檢測位置，壓力、溫度和流動。 第 2 章 傳感器在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用 傳感器在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的領(lǐng)域 傳感器作為數(shù)控機(jī)床上的重要電器組件，廣泛的應(yīng)用各類傳感器使得機(jī)床成就了其高度的自動化和高精度。 電離式傳感器 光導(dǎo)式傳感器、光伏式傳感器、壓阻式傳感器。 電磁式傳感器 磁阻式傳感器、壓電式傳感器。 按測量原理分： 電位器式傳感器、電容式傳感器、電化學(xué)式傳感器、霍耳式傳感器、激光傳感器、諧振式傳感器、伺服式傳感器。 按輸出型式分： 數(shù)字式傳感器、模擬式傳感器。重量輕、價格便宜、易于維修、易于更換等條件。研制在線檢測的新型傳感器，也是當(dāng)前測試技術(shù)發(fā)展的一個方面。實(shí)現(xiàn)在線檢測是比較困難的，對傳感器與測試系統(tǒng)都有一定的特殊要求。非破壞性檢驗(yàn)可以直接獲得經(jīng)濟(jì)效益，因此應(yīng)盡可能選用非破壞性檢測方法 . 在線測試是與實(shí)際情況保持一致的測試方法。然而有時無法用試件模擬，因被測對象本身就是產(chǎn)品或構(gòu)件，這時宜采用非破壞性檢驗(yàn)方法。這種情況下采用電容式、渦流式、光電式等非接觸式傳感器很方便，若選用電阻應(yīng)變片，則需配以遙測應(yīng)變儀。 在機(jī)械系統(tǒng)中，對運(yùn)動部件的被測參數(shù) (例如回轉(zhuǎn)軸的誤差、振動、扭力矩 )，往往采用非接觸測量方式。 傳感器在實(shí)際條件下的工作方式，也是選擇傳感器時應(yīng)考慮的重要因素。但在某些情況下，要求傳感器的精確度愈高愈好。如果是相對比較性的試驗(yàn)研究，只需獲得相 對比較值即可，那么應(yīng)要求傳感器的重復(fù)精度高，而不要求測試的絕對量值準(zhǔn)確。因?yàn)閭鞲衅鞯木仍礁?，其價格就越昂貴，所以應(yīng)從實(shí)際出發(fā)來選擇傳感器。如前所述，傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否真實(shí)地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接的影響。 其二 ， 要創(chuàng)造或保持一個良好的環(huán)境，在 要求傳感器長期地工作而不需經(jīng)常地更換或校準(zhǔn)的情況下，應(yīng)對傳感器的穩(wěn)定性有嚴(yán)格的要求。又如，對變極距型電容式傳感器，因環(huán)境濕度的影響或油劑浸人間隙時，會改變電容器的介質(zhì)。 其一，根據(jù)環(huán)境條件選擇傳感器。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間與環(huán)境。而且必須考慮被測量變化范圍，令其 非線性誤差在允許限度以內(nèi)。在某些情6 況下，在許可限度內(nèi)，也可以取其近似線性區(qū)域。例如，機(jī)械式傳感器中的測力彈性元件，其材料的彈性極限是決定測力量程的基本因素，當(dāng)超出測力元件允許的彈性范圍時，將產(chǎn)生非線性誤差。在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系，線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。而結(jié)構(gòu)型傳感器，如電感、電容、磁電等傳感器，由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響機(jī)械系統(tǒng)慣性質(zhì)量的限制，其固有頻率低，工 作頻率范圍窄。此外，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總不可避免地有一定延遲，但總希望延遲的時間越短越好。如果被測量是二維或三維的向量，那么還應(yīng)要求傳感器的交叉靈敏度愈小愈好。不言而喻，過高的靈敏度會影響其適用的測量范圍。 其二，與靈敏度緊密相關(guān)的是量程范圍。又能使噪聲干擾小，要求傳感器的信噪比愈大愈好。但是，在確定靈敏度時，要考慮以下幾個問題 ： 其一，當(dāng)傳感器的靈敏度很高時，那些與被測信號無關(guān)的外界噪聲也會同時被檢測到，并通過傳感器輸出，從而干擾被測信號。 選擇傳感器時的要素 5 選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個方面的問題。 （ 7） 零漂和溫漂 傳感器在無輸入或輸入為另一值時，每隔一定時間，其輸入值偏離原示值的最大偏差與滿量程的百分比為零漂。 （ 5） 遲滯 遲滯是指在相同的工作條件下，傳感器的正行程特性與反行程特性的不一致程度。 （ 3） 測量范圍和量程 在允許誤差限內(nèi)，被測量值的下限到上限之間的范圍稱為測量范圍。 （ 3） 測量電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件輸入的電參量經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率等可測電量，以便進(jìn)行顯示、記錄、控制和處理的部分。 （ 1） 敏感元件是指能直接感受（或響應(yīng)）被測量的部分，即將被測量通過4 傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系的非電量或其它量。簡單地說，傳感器是把非 電量轉(zhuǎn)換成電量的裝置。它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 國家標(biāo)準(zhǔn) GB766587 對傳感器下的定義是： “ 能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成 ” 。按照 Gopel 等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理 (模擬或數(shù)字 )能力的傳感器”。 傳感器的定義 最廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。隨著這些系統(tǒng)能力的增強(qiáng)，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來越重要。 3 第 1 章 傳感器的基礎(chǔ)知識 傳感器的概念 信息處理技術(shù)取得的進(jìn)展以及微處理器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應(yīng)的進(jìn)展。 在 機(jī)電一體化 系統(tǒng)中， 傳感器 處系統(tǒng)之首，其作用相當(dāng)于系統(tǒng)感受器官，能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境考驗(yàn)，是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。作為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大核心技術(shù)之一的傳感器技術(shù)，將是 21 世紀(jì)人們在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個制高點(diǎn)。微電子和微機(jī)械加工等先進(jìn)制造技術(shù)的使用，使傳感器技術(shù)迅速發(fā)展。