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传感器检测技术

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:传感检测技术是机械电子工程的关键技术,它将所测得的各种参量如位移、位置、速度、加速度、力、温度、酸度和其他形式的信号等转换为统一规格的电信号并输入到信息处理系统中,并由此产生出相应的控制信号,以决定执行机构的运动形式和动作幅度。传感器检测的精度、灵敏度和可靠性将直接影响到机械电子产品的性能。因此,大力开展传感器的研究对于机械电子工程技术的发展具有十分重要的意义。

传感检测技术是机械电子工程的关键技术,它将所测得的各种参量如位移、位置、速度、加速度、力、温度、酸度和其他形式的信号等转换为统一规格的电信号并输入到信息处理系统中,并由此产生出相应的控制信号,以决定执行机构的运动形式和动作幅度。

传感与检测装置是系统的感受器官,它与信息系统的输入端相连并将检测到的信号输送到信息处理部分。传感与检测是实现自动控制、自动调节的关键环节,它的功能越强,系统的自动化程度就越高。传感与检测的关键元件是传感器,传感器是将被测量 (包括各种物理量、化学量和生物量等)变换成系统可识别的、与被测量有确定对应关系的有用电信号的一种装置。

在机械电子产品中,工作过程的各种参数、状态等都要通过传感器进行接收,并通过相应的信号检测装置进行测量,然后送入信息处理装置并反馈给控制装置,以实现产品工作过程的自动控制。

现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验。传感器检测的精度、灵敏度和可靠性将直接影响到机械电子产品的性能。它是机电系统达到高水平的保证。因此,大力开展传感器的研究对于机械电子工程技术的发展具有十分重要的意义。传感器的发展已进入集成化、智能化研究阶段。传感原理、传感材料、加工制造装配技术是传感器开发的三个重要方向。

传感检测技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能。其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得,进而整个系统就无法正常有效地工作。

我国对传感检测技术的研究主要集中在专业研究所和高等院校,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,还有较大差距,主要表现在:

(1)先进的计算、模拟和设计方法。

(2)先进的微机械加工技术与设备。

(3)先进的封装技术与设备。

(4)可靠性技术研究等方面。

因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。

传感检测技术今后的发展方向可有以下几方面:

(1)加速开发新型敏感材料:通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科以及各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。

(2)向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。

(3)向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点

(4)向微功耗及无源化发展:传感器一般都是将非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器以及无源传感器是必然的发展方向。

(5)向智能化、数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号 (如0~10mV),而是经过微电脑处理后的数字信号,有的甚至带有控制功能,即智能传感器。

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