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在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，傳感器幾乎必不可少。機(jī)械加工它是設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)連結(jié)的紐帶，機(jī)械系統(tǒng)通過(guò)傳感器將運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及運(yùn)行狀態(tài)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器反饋的信號(hào)和數(shù)據(jù)發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)，其重要性不言而喻。
傳感器是人類五官的延長(zhǎng)，又稱之為電五官。設(shè)備控制系統(tǒng)需要通過(guò)它來(lái)確定：機(jī)構(gòu)的位置、產(chǎn)品的有無(wú)、以及產(chǎn)品的精度等重要參數(shù)以監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備的使用狀態(tài)和產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。具體來(lái)講，工業(yè)生產(chǎn)者需要使用各種傳感器來(lái)監(jiān)視、控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備處于正常狀態(tài)，如果出現(xiàn)故障也能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。
本文主要梳理了工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域五種常見(jiàn)的工業(yè)傳感器類型。
一、光電傳感器
光電傳感器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種器件。其工作原理基于光電效應(yīng)。光電效應(yīng)是指光照射在某些物質(zhì)上時(shí)，物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象。根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的不同將光電效應(yīng)分為三類：外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)及光生伏特效應(yīng)。光電器件有光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池等。
光電傳感器擁有分辨率高、響應(yīng)時(shí)間短、檢測(cè)距離長(zhǎng)、對(duì)檢測(cè)物體的限制少等特點(diǎn)。尤其值得一提的是，它可實(shí)現(xiàn)顏色判別。通過(guò)檢測(cè)物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長(zhǎng)和檢測(cè)物體的顏色組合而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對(duì)檢測(cè)物體的顏色進(jìn)行檢測(cè)。
二、接近傳感器
接近傳感器能以非接觸式進(jìn)行傳感檢測(cè)，所以不會(huì)進(jìn)行磨損以及傷害檢測(cè)對(duì)象，更無(wú)火花、噪音。由于是無(wú)接觸的輸出方式，所以使用壽命長(zhǎng)，幾乎對(duì)接點(diǎn)的壽命沒(méi)有任何的影響。接近傳感器與其他檢測(cè)方式不同的是，它適合和在水油環(huán)境下使用，檢測(cè)時(shí)幾乎不受檢測(cè)對(duì)象的污漬和水油的影響。
其中，接近式傳感器本身只能近距離且無(wú)接觸檢測(cè)金屬物體。測(cè)距改變式彈力桿裝置最大的特點(diǎn)是可以使觸點(diǎn)的感應(yīng)范圍范圍過(guò)載。彈簧加載活塞、探針、按鈕，一般是用來(lái)接觸產(chǎn)品然后檢測(cè)產(chǎn)品是否到位、定位準(zhǔn)確以及核實(shí)被測(cè)產(chǎn)品。
三、光纖傳感器
利用光纖研制光纖傳感器始于1977年，該技術(shù)一問(wèn)世即引起人們的極大興趣，目前光纖傳感器已經(jīng)得到迅猛發(fā)展。因?yàn)楣饫w本身是電介質(zhì)，而且敏感元件也可用電介質(zhì)材料制作，因此光纖傳感器具有良好的電絕緣性，光纖表面能承受80kV／20cm電壓，尤其適用于高壓的供電系統(tǒng)以及大容量電機(jī)的測(cè)試，可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境，而且具有與光纖遙測(cè)技術(shù)的內(nèi)在相容性。
利用光纖能構(gòu)成種類繁多的傳感器，故有人稱光纖傳感器是萬(wàn)能傳感器。它可測(cè)量許多物理量，應(yīng)用范圍遍布軍事、商業(yè)、民用、醫(yī)學(xué)、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域。需要明確的一點(diǎn)是，傳統(tǒng)傳感器是以機(jī)－電測(cè)量為基礎(chǔ)，而光纖傳感器則以光學(xué)測(cè)量為基礎(chǔ)。
四、位移傳感器
位移傳感器是把物體的運(yùn)動(dòng)位移轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電學(xué)量一種裝置。通常用于把不便于定量檢測(cè)和處理的形變、振動(dòng)、位移、位置、尺寸等物理量轉(zhuǎn)換為易于定量檢測(cè)、便于作信息傳輸與處理的電學(xué)量。
位移傳感器種類繁多，近幾年應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的創(chuàng)新技術(shù)也開(kāi)始被運(yùn)用到傳感器中。例如，基于光纖技術(shù)、時(shí)柵技術(shù)、OEM的LVDT技術(shù)、超聲波技術(shù)、磁致伸縮技術(shù)等，由于技術(shù)的進(jìn)步，各種傳感器性能大幅提高，成本也顯著降低。
五、霍爾效應(yīng)傳感器
旋轉(zhuǎn)霍爾效應(yīng)傳感器一般不使用任何運(yùn)動(dòng)部件，這種基于半導(dǎo)體的傳感器將霍爾效應(yīng)傳感元件與電路相結(jié)合，以提供與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變化相對(duì)應(yīng)的模擬輸出信號(hào)。有兩個(gè)輸出選項(xiàng)可供選擇，即模擬或脈沖寬度調(diào)制（PWM）。
其中，線性霍爾效應(yīng)傳感器測(cè)量磁場(chǎng)的線性運(yùn)動(dòng)，而不是旋轉(zhuǎn)。據(jù)悉，該傳感器可針對(duì)設(shè)定的輸出電壓進(jìn)行編程，該輸出電壓對(duì)于給定的行進(jìn)距離是成比例的。 截至目前，霍爾傳感器的相關(guān)技術(shù)仍在不斷進(jìn)步過(guò)程之中，可編程霍爾傳感器、智能霍爾元件和微型霍爾傳感器將具有良好的市場(chǎng)前景。
小結(jié)：
新技術(shù)革命的到來(lái)，世界開(kāi)始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過(guò)程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。
傳感器的特點(diǎn)包括微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化等，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
未來(lái)幾年，隨著智能制造的加速推進(jìn)，智能傳感、監(jiān)控、生產(chǎn)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、技術(shù)、設(shè)備市場(chǎng)需求有望進(jìn)一步攀升。其中，在常見(jiàn)的汽車電子、通信電子、消費(fèi)電子、專用電子設(shè)備內(nèi)，將搭載不同類型的傳感器。為更好的滿足客戶需求，企業(yè)也將致力于研發(fā)出更多高質(zhì)量的傳感器新品。
