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传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用研究
作者：许健栋 佟建中
来源：《中国新技术新产品》2015年第24期
摘 要：随着现代社会高科技的不断进步，对于机电一体化系统的应用要求也不断提高，由于机电一体化技术的普及，整个工业发展变得轻松简便。而本文主要针对传感器和检测技术在机电一体化系统中的应用进行探究，通过对传感器的介绍能够清楚地了解在机电一体化系统中的检测功能，能够更好地在未来工业的发展中将传感器应用自如。 关键词：传感器；检测技术；机电一体化系统；应用 中图分类号：TP212 文献标识码：A
所谓的检测技术就是在机电一体化中利用相关设备对信息进行检测，而这种能够获取信息并对获取到的信息进行一系列的处理的设备就是本文要介绍的传感器。之所以称为传感器就是指可以将一体化系统中的相关对象的状态进行传输，能够获取到信息后将其用另一种表达形式输出。就传感器的功能而言，有极大的利用空间以及提升空间，现代社会对于一体化系统的普遍应用也带动了传感器的普及，由于传感器的高精确度能够使其在市场中很好地站位脚跟。 1 传感器技术
1.1 传感器的定义。在介绍传感器的应用之前，应该首先了解什么是传感器。所谓的传感器顾名思义就是传播感觉的器官，传感器最初的设计灵感就是来源于人类自身的感觉器官，也可以将传感器称作是机械的感觉器官。由于人类可以利用自身的感觉器官感知外界世界的相关刺激，而传感器也是，将感知到的外界机械刺激传入系统中进行机械检测。传感器是将检测技术集中进行的一种检测工具。能够高效快速地检测物理、化学、生物等方面的测量量，通过测量的结果再根据具体的要求对测量的信息做出处理，用要求的形式将该信息输出，这就是传感器的整个工作过程。
1.2 传感器的分类及选择。对于传感器的具体分类有多种说法，简单地说就是传感器种类繁多，不能一概而论。利用同样的原理方法可以对不同的物理量进行检测，而同样的物理量也可以利用不同的方式检测，所以，传感器的种类并没有统一的分类方式。主要有三种途径将传感器进行分类，一方面是根据被测量量的性质分；一方面是根据测量时的工作原理分；最后一方面就是根据输出信号的性质分。不论是哪种分类，都应该清楚的是对传感器的选择要准确，这样检测结果可以更加精准。
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1.3 传感器静态特性的技术指标。对于描述传感器静态特性的技术指标有以下四个，只有满足这四个指标，就能很好地将信息的输入与输出控制得当：第一，灵敏度。所谓灵敏度就是指通过传感器在稳态标准下处理信息后输出变化比上输入变化的分数值，对于线性传感器，其灵敏度就是常数。第二，线性度。在静态特性稳态标准的基础上，重复进行校准测试，用列表或是曲线的方式将输出——输入的特性表现出来。得出线性度的重要性在于可以简化后来的工序。第三，迟滞。所谓迟滞就是指传感器对于相同信息输出量值不同，这是在传感器处于正确运行情况下对信息进行输出操作，迟滞会说明间隙、轴承摩擦等出现问题，可以很好并且及时地找出问题根源，防止影响整体。第四，重复性。重复性顾名思义就是在对同一对象进行多次测量时得到结果，可以绘制成特性曲线，这项技术指标重复率越高可以表明误差越小，同时还能说明重复性强。
2 传感器在测量中的应用
2.1 传感器在温度测量中的应用。传感器在温度中的测量主要有两种方式，一种是接触式，所谓接触式就是指利用接触传热的原理进行温度测量，如果传感器与被测对象进行接触后由于热传递从而达到热平衡，此时显示的温度就是被测物体的温度，这种方法比较简便，同时能够得到较高精确度的温度，然而不足的是测量对象很局限，对于高温或者有腐蚀性的测量对象来说就不能利用这种方式，同时，接触式会破坏被测对象原有的温度场，这会影响温度的测量。另一种方式就是非接触式，这种方式就是利用电磁破的辐射将被测对象的热辐进行检测，通过电磁波进行检测得到的温度显示就是被测对象的温度，经过获取温度信息后的信息转化，能够很好地实现对物体的温度的测量。
2.2 传感器在压力测定中的应用以及在流量测量中的应用。传感器的功能多种多样，对于流量的检测也可以很好地被应用自如，流量的检测有两种方式，具体介绍如下：一种是速度式流量传感器，转子传感器、漩涡传感器、电磁波就是属于速度式流量传感器，主要的应用原理就是指在一定截面的管路中测定流速，再将测量结果转化为位移。而另一种传感器是容积式的流量传感器，刮板、旋转活塞式属于这种传感器，而对于这种传感器的应用原理是在一定的时间内检测流体的次数，要保证时间是单位时间而容室应该是已知容积，主要检测瞬时流量和总流量。最后还有一种就是质量式的流量测量传感器，角动量式、量热式、微动式是直接进行流量测量，而间接式的是根据质量与体积流量之间的关系进行检测。
2.3 传感器在物位测量中的应用。对于传感器在物位的测量中的应用也有一定的分类，主要是根据工作原理的不同进行分类，直读式传感器的应用原理是流体连通性原理测量物位；浮力式传感器是根据浮力原理，也就是液体的高度变化对于整个浮力的影响；压差式传感器的工作原理是有关于高度的，详细解释就是指被测物体的高度影响某点的压力，从而进行物位的测量；电学式传感器受物位变化和点位变化之间关系的影响，从而对物位进行测量；核辐射式传感器顾名思义就是与辐射有关的，测量过程是同位素射线的穿透力和测量物厚度之间的关系不同有不同的测量结果；声学式传感器的工作原理是声学信号变化主要受物位变化的影响，因此可以测量出不同的物位结果。以上介绍了不同传感器应用领域以及应用特点，对于不同传感器的应用，需要知道原理才能够准确应用，这样才能很好地发挥传感器的功能。
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结语
目前为止，对于传感器的开发已经使整个一体化系统处在最好的应用状态，由于传感器在工业施工中能精确快速地对一体化系统中的各种参数进行自动检测，能够给一体化系统的运行带来极大的便利，同时对于一体化系统工作的项目也有一定的促进作用。随着现代科学的不断进步，传感器结合检测技术在一体化系统中的发展逐渐壮大，未来的发展前景也是不可估量的，能够结合更加高科技的产品共同为人类社会创造更大的财富。 参考文献
[1]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2004.