畢業(yè)設計（論文）傳感器技術在機電一體化中的應用

1、目 錄摘要1引 言2第1章 傳感器的基礎知識31.1傳感器的基本概念31.1.1傳感器的概念31.1.2傳感器的定義31.2傳感器的特性31.2.1傳感器特性31.2.2傳感器的靜態(tài)特性參數(shù)指標41.3 選擇傳感器時的要素41.3.1 靈敏度51.3.2響應特性51.3.3 穩(wěn)定性61.4傳感器的分類7第2章 傳感器在數(shù)控機床中的應用82.1 傳感器在數(shù)控機床應用的領域82.2 數(shù)控機床中常用的傳感器82.2.1位移檢測及速度檢測的光電編碼器82.2.2位置檢測的接近開關82.2.3壓力的檢測82.2.4溫度的檢測92.2.5流動的檢測92.2.6液位的檢測9第3章 傳感器的發(fā)展趨勢93.1傳

2、感器技術概況93.2傳感器技術今后的發(fā)展方向103.3傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應用103.3.1機器人用傳感器113.3.2機械加工過程的傳感檢測技術113.3.3汽車自動控制系統(tǒng)中的傳感技術123.4今后國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展前景12結 論14致 謝15參 考 文 獻1616摘要介紹了傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應用，并分析我國傳感器技術發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向。傳感器技術作為信息技術的一脈正在越來越廣泛地普及發(fā)展到我國的各行各業(yè)各個領域，以目前情況來看,我國從事傳感器的生產(chǎn)與研究，共生產(chǎn)熱敏、力敏、濕敏、色敏、磁敏、電壓敏、離子敏、生物敏、射線敏等十一種功能的傳感器。其中主要生產(chǎn)力傳感器

3、、位移傳感器、熱(溫度)傳感器、化學量傳感器、光敏傳感器及生物傳感器等，而力、位移、熱三種傳感器的比例較大。為使我國從勞動密集型向技術密集型轉化，必須利用信息技術，即傳感器技術和計算機技術，使傳感器在工業(yè)自動化，農(nóng)業(yè)國防軍工，能源交通，家用電器等應用領域均有它的開發(fā)市場。在我國尤以濕敏元件和傳感器的潛力最大。應用方面濕敏元件和濕度傳感器廣泛應用于氣象測量與研究、航天航空、國防工程、食品，物質(zhì)儲備，建筑，生物工程，農(nóng)業(yè)科研及家用電器等領域的濕度測量和濕度控制。關鍵詞：傳感器技術 傳感器 技術密集型 信息技術引 言21世紀，人類全面進入信息電子化的時代。敏感元件及傳感器是信息系統(tǒng)的關鍵基礎元器件。

4、微電子和微機械加工等先進制造技術的使用，使傳感器技術迅速發(fā)展。與傳統(tǒng)的傳感器相比，最新一代敏感元件及傳感器的突出特征是數(shù)字化、智能化、陣列化、微小型化和微系統(tǒng)化。作為現(xiàn)代信息技術的三大核心技術之一的傳感器技術，將是21世紀人們在高新技術發(fā)展方面爭奪的一個制高點。因此我們必須重視傳感器技術的發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)化的進程。在機電一體化系統(tǒng)中，傳感器處系統(tǒng)之首，其作用相當于系統(tǒng)感受器官，能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境考驗，是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息精確而可靠的自動檢測，系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn)。第1章 傳感器的基礎知識1.1傳感器的基

5、本概念1.1.1傳感器的概念 信息處理技術取得的進展以及微處理器和計算機技術的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應的進展。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測量和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。隨著這些系統(tǒng)能力的增強，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。傳感器已成為自動化系統(tǒng)和機器人技術中的關鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個結構組成，其重要性變得越來越明顯。1.1.2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量轉變成便于利用的電信號的器件。國際電工委員會(iec: international electrotechnical committee)的定義為：“傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件

6、，它將輸入變量轉換成可供測量的信號”。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”。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個組成部分，它是被測量信號輸入的第一道關口。國家標準 gb7665-87 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)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成 ” 。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)

7、節(jié)。1.2傳感器的特性1.2.1傳感器特性 傳感器是指能感受規(guī)定的物理量，并按一定規(guī)律轉換成可用輸入信號的器件或裝置。簡單地說，傳感器是把非電量轉換成電量的裝置。 傳感器通常由敏感元件、轉換元件和測量電路三部分組成。 （1）敏感元件是指能直接感受（或響應）被測量的部分，即將被測量通過傳感器的敏感元件轉換成與被測量有確定關系的非電量或其它量。 （2）轉換元件則將上述非電量轉換成電參量。 （3）測量電路的作用是將轉換元件輸入的電參量經(jīng)過處理轉換成電壓、電流或頻率等可測電量，以便進行顯示、記錄、控制和處理的部分。 1.2.2傳感器的靜態(tài)特性參數(shù)指標 （1）靈敏度 靈敏度是指穩(wěn)態(tài)時傳感器輸出量和輸入量

8、之比，或輸出量的增量和輸入量的增量之比，用表示為： yx （2）分辨力 傳感器在規(guī)定的測量范圍內(nèi)能夠檢測出的被測量的最小變化量稱為分辨力。 （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。 （4）線性度（非線性誤差） 在規(guī)定條件下，傳感器校準曲線與擬合直線間的最大偏差與滿量程輸出值的百分比稱為線性度或非線性誤差。 （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。 （6）重復性 重復性是指在同一工作條件下，輸入量按同一方向在全測量范圍內(nèi)連續(xù)變化多次所得特性曲線的不一致性。 （7）零漂和溫漂 傳感器在無輸入或輸入為另一值時，每隔

9、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。而溫度每升高1，傳感器輸出值的最大偏差與滿量程的百分比，稱為溫漂。1.3 選擇傳感器時的要素選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個方面的問題。1.3.1 靈敏度一般說來，傳感器靈敏度越高越好，因為靈敏度越高，就意味著傳感器所能感知的變化量小，即只要被測量有一微小變化，傳感器就有較大的輸出。但是，在確定靈敏度時，要考慮以下幾個問題：其一，當傳感器的靈敏度很高時，那些與被測信號無關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。因此，為了既能使傳感器檢測到有用的微小信號;又能使噪聲干

10、擾小，要求傳感器的信噪比愈大愈好。也就是說，要求傳感器本身的噪聲小，而且不易從外界引進干擾噪聲。其二，與靈敏度緊密相關的是量程范圍。當傳感器的線性工作范圍一定時，傳感器的靈敏度越高，干擾噪聲越大，則難以保證傳感器的輸入在線性區(qū)域內(nèi)工作。不言而喻，過高的靈敏度會影響其適用的測量范圍。其三，當被測量是一個向量時，并且是一個單向量時，就要求傳感器單向靈敏度愈高愈好，而橫向靈敏度愈小愈好;如果被測量是二維或三維的向量，那么還應要求傳感器的交叉靈敏度愈小愈好。 1.3.2響應特性傳感器的響應特性是指在所測頻率范圍內(nèi)，保持不失真的測量條件。此外，實際上傳感器的響應總不可避免地有一定延遲，但總希望延遲的時間

11、越短越好。一般物性型傳感器(如利用光電效應、壓電效應等傳感器)響應時間短，工作頻率寬;而結構型傳感器，如電感、電容、磁電等傳感器，由于受到結構特性的影響機械系統(tǒng)慣性質(zhì)量的限制，其固有頻率低，工作頻率范圍窄。任何傳感器都有一定的線性工作范圍。在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關系，線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測量精度的基本條件。例如，機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，當超出測力元件允許的彈性范圍時，將產(chǎn)生非線性誤差。然而，對任何傳感器，保證其絕對工作在線性區(qū)域內(nèi)是不容易的。在某些情況下，在許可限度內(nèi)，也可以取其近似線性區(qū)

12、域。例如，變間隙型的電容、電感式傳感器，其工作區(qū)均選在初始間隙附近。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)。1.3.3 穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是表示傳感器經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間與環(huán)境。為了保證穩(wěn)定性，在選擇傳感器時，一般應注意兩個問題。其一，根據(jù)環(huán)境條件選擇傳感器。例如，選擇電阻應變式傳感器時，應考慮到濕度會影響其絕緣性，濕度會產(chǎn)生零漂，長期使用會產(chǎn)生蠕動現(xiàn)象等。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)。光電傳感器的感光表面有塵?；蛩麜r，會改變感光性質(zhì)。其二，要創(chuàng)造或保持一個良好的環(huán)境，在

13、要求傳感器長期地工作而不需經(jīng)常地更換或校準的情況下，應對傳感器的穩(wěn)定性有嚴格的要求。傳感器的精確度是表示傳感器的輸出與被測量的對應程度。如前所述，傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否真實地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接的影響。 然而，在實際中也并非要求傳感器的精確度愈高愈好，這還需要考慮到測量目的，同時還需要考慮到經(jīng)濟性。因為傳感器的精度越高，其價格就越昂貴，所以應從實際出發(fā)來選擇傳感器。 在選擇時，首先應了解測試目的，判斷是定性分析還是定量分析。如果是相對比較性的試驗研究，只需獲得相對比較值即可，那么應要求傳感器的重復精度高，而不要求測試的絕對量值準確。如果是定量分析，那么必須獲

14、得精確量值。但在某些情況下，要求傳感器的精確度愈高愈好。例如，對現(xiàn)代超精密切削機床，測量其運動部件的定位精度，主軸的回轉運動誤差、振動及熱形變等時，往往要求它們的測量精確度在0.10.01m范圍內(nèi)，欲測得這樣的精確量值，必須有高精確度的傳感器。傳感器在實際條件下的工作方式，也是選擇傳感器時應考慮的重要因素。例如，接觸與非接觸測量、破壞與非破壞性測量、在線與非在線測量等，條件不同，對測量方式的要求亦不同。 在機械系統(tǒng)中，對運動部件的被測參數(shù)(例如回轉軸的誤差、振動、扭力矩)，往往采用非接觸測量方式。因為對運動部件采用接觸測量時，有許多實際困難，諸如測量頭的磨損、接觸狀態(tài)的變動、信號的采集等問題，

15、都不易妥善解決，容易造成測量誤差。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，若選用電阻應變片，則需配以遙測應變儀。 在某些條件下，可以運用試件進行模擬實驗，這時可進行破壞性檢驗。然而有時無法用試件模擬，因被測對象本身就是產(chǎn)品或構件，這時宜采用非破壞性檢驗方法。例如，渦流探傷、超聲波探傷、核輻射探傷以及聲發(fā)射檢測等。非破壞性檢驗可以直接獲得經(jīng)濟效益，因此應盡可能選用非破壞性檢測方法.在線測試是與實際情況保持一致的測試方法。特別是對自動化過程的控制與檢測系統(tǒng)，往往要求信號真實與可靠，必須在現(xiàn)場條件下才能達到檢測要求。實現(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。

16、例如，在加工過程中，實現(xiàn)表面粗糙度的檢測，以往的光切法、千涉法、觸針法等都無法運用，取而代之的是激光、光纖或圖像檢測法。研制在線檢測的新型傳感器，也是當前測試技術發(fā)展的一個方面。除了以上選用傳感器時應充分考慮的一些因素外，還應盡可能兼顧結構簡單、體積小。重量輕、價格便宜、易于維修、易于更換等條件。1.4傳感器的分類按電源型式分： 無源傳感器、有源傳感器。 按輸出型式分： 數(shù)字式傳感器、模擬式傳感器。 按傳感基理分： 結構型傳感器、物型傳感器、復合型傳感器。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。電阻式傳感器 聲表面波傳

17、感器、差動變壓器式傳感器。 電磁式傳感器 磁阻式傳感器、壓電式傳感器。 電感式傳感器 （核）輻射傳感器、光纖傳感器。電離式傳感器 光導式傳感器、光伏式傳感器、壓阻式傳感器。 按被測量分類：物理量傳感器、溫度傳感器、熱流傳感器、輻射式溫度傳感器、電流傳感器、射線傳感器、差壓式傳感器、熱學量傳感器、液晶溫度傳感器、化學量傳感器、力傳感器、濃度傳感器、速度傳感器等。 第2章 傳感器在數(shù)控機床中的應用2.1 傳感器在數(shù)控機床應用的領域傳感器作為數(shù)控機床上的重要電器組件，廣泛的應用各類傳感器使得機床成就了其高度的自動化和高精度。傳感器是一種能夠感應規(guī)定的被檢測量，并且按照著一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的

18、器件或者裝置，其輸入信號（即被檢測量）為非電量，而輸出信號往往是我們更加易于處理的電量。在一臺數(shù)控機床上面用到了大量的各類傳感器：接近開關，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。2.2 數(shù)控機床中常用的傳感器2.2.1位移檢測及速度檢測的光電編碼器光點編碼器也叫脈沖編碼器，它可以將機械轉角轉換成為電脈沖，在機床上面x軸和z軸的端部配有光電編碼器，用于角位移的測量以及數(shù)字測速，角位移能夠通過絲杠螺距間接的反映拖板或刀架的直線位移；光電編碼器在經(jīng)過一定的角位移的時候變會產(chǎn)生一個脈沖，配合定時器就可以檢測出角速度，在速控機床中一般用于數(shù)控系

19、統(tǒng)伺服單元的速度檢測。2.2.2位置檢測的接近開關接近開關顧名思義就是當物體靠近的時候就會有信號輸出的開關，它不需要和被檢測物體進行直接的接觸，伊瑪?shù)慕咏_關在機床上的主要應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。2.2.3壓力的檢測壓力傳感器是一種將壓力轉換為電信號的傳感器，并且伊瑪?shù)闹悄苄蛪毫鞲衅骶哂卸嘟M可編程的輸出信號，可以對輸出信號類型進行全方位編程，其靈敏度高，重復精度高，穩(wěn)定性極好，在機床上機器適應于對工件夾緊力進行監(jiān)測，當夾緊力低于設定的值的時候會導致工件松動，系統(tǒng)發(fā)出報警，停止走刀；另外還可以檢測車刀切削力的變化，再者，它在潤滑系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，氣壓系統(tǒng)

20、中用來檢測油路或者氣路中的壓力，當油路或者氣路的壓力小于設定值的時候，其觸電會動作然后把信號送到控制系統(tǒng)進行控制。2.2.4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，在機床上主要是用來監(jiān)測溫度從而進行溫度補償或者過熱保護，機床在工作當中隨著電機的轉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)控機床產(chǎn)生熱變形，影響了加工零件的精度。為了避免這些影響，機床上都會安裝溫度傳感器，它可以把它檢測到的溫度值即時的傳給控制系統(tǒng)，也可以在設定的點達到的時候傳遞到控制系統(tǒng)來對機床的溫度實行監(jiān)視及控制。2.2.5流動的檢測伊瑪?shù)牧鲃觽鞲?/p>

21、器對于流體（液體及氣體）流動的檢測更是具有自己的獨到之處，今年伊瑪獲得德國if產(chǎn)品設計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，可以同時感應流動及溫度兩個物理量，并且輸出為兩個獨立的信號，可以對兩個輸出進行單獨分開設定，非常的適合在機床的液壓系統(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。2.2.6液位的檢測伊瑪產(chǎn)品系列當中還有用于檢測液位的傳感器，包括音叉式液位傳感器；浮子浮球式液位傳感器；浮球式液位傳感器；電容式液位傳感器，其中小型音叉和浮子式的液位傳感器是伊瑪公司專門開發(fā)應用與較小

22、型的罐體的液位的檢測，目前大量的應用在了小型罐體的煤油，潤滑油，鹽酸等等檢測，在機床的潤滑系統(tǒng)對于潤滑油的液位檢測非常的適宜。第3章 傳感器的發(fā)展趨勢3.1傳感器技術概況傳感器技術是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)，也是機電一體化系統(tǒng)不可缺少的關鍵技術之一，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。在一套完整的機電一體化系統(tǒng)中，如果不能利用傳感檢測技術對被控對象的各項參數(shù)進行及時準確地檢測出并轉換成易于傳送和處理的信號，我們所需要的用于系統(tǒng)控制的信息就無法獲得，進而使整個系統(tǒng)就無法正常有效的工作。我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學，始于20世紀8

23、0年代，與國外先進技術相比，我們還有較大差距。主要表現(xiàn)在：（1）先進的計算、模擬和設計方法；（2）先進的微機械加工技術與設備；（3）先進的封裝技術與設備；（4）可靠性技術研究等方面。因此，必須加強技術研究和引進先進設備，以提高整體水平。3.2傳感器技術今后的發(fā)展方向（1）加速開發(fā)新型敏感材料：通過微電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科，各種新技術的互相滲透和綜合利用，可望研制出一批基于新型敏感材料的先進傳感器。（2）向高精度發(fā)展：研制出靈敏度高、精確度高、響應速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的可靠性。（3）向微型化發(fā)展：通過發(fā)展新的材料及加工技術實現(xiàn)傳感器微型化將是近十年研究

24、的熱點。（4）向微功耗及無源化發(fā)展：傳感器一般都是非電量向電量的轉化，工作時離不開電源，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。（5）向智能化數(shù)字化發(fā)展：隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能，其輸出不再是一個單一的模擬信號（如0-10mv），而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號，有點甚至帶有控制功能，即智能傳感器。3.3傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應用傳感器是左右機電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）發(fā)展的重要技術之一，廣泛應用于各種自動化產(chǎn)品之中：3.3.1機器人用傳感器工業(yè)機器人之所以能夠準確操作，是因為它能夠通過各種傳感器來準確感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，包括：其自身狀態(tài)信息的獲取

25、通過內(nèi)部傳感器（位置、位移、速度、加速度等）來完成，操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實現(xiàn)，這個過程非常重要，足以為機器人控制提供反饋信息。3.3.2機械加工過程的傳感檢測技術（1）切削過程和機床運行過程的傳感技術。切削過程傳感檢測的目的在于優(yōu)化切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或（金屬）材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時切屑的狀態(tài)及切削過程辨識等，而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過程振動、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行來講，主要的傳感檢測目標有驅動系統(tǒng)、軸承與回轉系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制及安全性等，其傳感

26、參數(shù)有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態(tài)與冷卻潤滑液的流量等。（2）工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監(jiān)視技術相比，工件的過程監(jiān)視是研究和應用最早、最多的。它們多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標。20世紀80年代以來，工件識別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講，工序識別是為辨識所執(zhí)行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外，還可以利用工件識別和工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監(jiān)視將采用或開發(fā)許

27、多傳感器，如基于tv或ccd的機器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。（3）刀具切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一定限度（按磨鈍標準判定）或出現(xiàn)破損（破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱），使它們失去切削能力或無法保證加工精度和加工表面完整性時，稱為刀具/砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計證明，刀具失效是引起機床故障停機的首要因素，由其引起的停機時間占nc類機床的總停機時間的1/5-1/3.此外，它還可能引發(fā)設備或人身安全事故，甚至是重大事故。3.3.3汽車自動控制系統(tǒng)中的傳感技術隨著傳感器技術和其它新技術的應用，現(xiàn)代化汽車工業(yè)進入了全新時期。汽車的機電一體化要求用自動控制系統(tǒng)取代純機械式

28、控制部件，這不僅體現(xiàn)在發(fā)動機上，為更全面地改善汽車性能，增加人性化服務功能，降低油耗，減少排氣污染，提高行駛安全性、可靠性、操作方便和舒適性，先進的檢測和控制技術已擴大到汽車全身。在其所有重點控制系統(tǒng)中，必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器。3.4今后國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展前景當前，我國傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關鍵階段，它體現(xiàn)了新型傳感器向微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡化發(fā)展的總趨勢。我國在傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化過程中，應該兼顧引進國外技術和自主創(chuàng)新兩方面。在引進國外先進技術中，可以提高自己的技術，同時也滿足了國

29、內(nèi)市場的需求，形成了傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。歸納幾點有：（1）加速形成從傳感器研究開發(fā)到大生產(chǎn)一條龍產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式，走自主創(chuàng)新和國際合作相結合的跨越式發(fā)展道路，使我國盡早進入世界傳感器的主要生產(chǎn)國之列。（2）傳感器產(chǎn)品結構向全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)性發(fā)展。根據(jù)市場需求，既要切實加強新型傳感器的開發(fā)，又要做好傳統(tǒng)傳感器的質(zhì)量升級和產(chǎn)量增長;產(chǎn)品品種向投資類傾斜，尤其是填補“空白”的品種，從而使傳感器各門類和品種比例適當，形成一種“新舊交替、遠近結合、品種齊全、滿足需求”的新的產(chǎn)品結構。（3）企業(yè)生產(chǎn)(年生產(chǎn)能力)向規(guī)模經(jīng)濟或適宜規(guī)模經(jīng)濟發(fā)展。大生產(chǎn)技術的實踐表明：規(guī)模經(jīng)濟出效益?？紤]到今后先進生產(chǎn)技術的使用

30、和市場的擴大，量大面廣的通用傳感器的生產(chǎn)規(guī)模將以年產(chǎn)億只計，一些中檔傳感器的生產(chǎn)規(guī)模將以年產(chǎn)1000萬只計;而一些高檔傳感器和專用傳感器的生產(chǎn)規(guī)模將以年產(chǎn)幾十至幾百萬只計。實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)后，可最大限度地降低生產(chǎn)成本，從而實現(xiàn)廉價傳感器的商品化。（4）生產(chǎn)格局向專業(yè)化發(fā)展，專業(yè)化生產(chǎn)的內(nèi)涵為：生產(chǎn)傳感器門類少而精;專門生產(chǎn)某一應用領域需要的某一類傳感器系列產(chǎn)品以獲得較高的市場占有率;各傳感器企業(yè)的專業(yè)化合作生產(chǎn)，能有效地避免企業(yè)內(nèi)部的“大而全”，提高經(jīng)濟效益。（5）傳感器大生產(chǎn)技術向自動化方向發(fā)展。傳感器的門類、品種繁多，所用的敏感材料各異，決定了傳感器制造技術的多樣性和復雜性。縱觀當前傳感器

31、工藝線(含各類傳感器引進線)的概況，生產(chǎn)技術水平不一，多數(shù)工藝已實現(xiàn)單機自動化，但距離生產(chǎn)過程自動化尚存在諸多困難，其中封裝工藝和測試標定(兩者的費用約占產(chǎn)品成本的30%50%)是傳感器自動化大生產(chǎn)的關鍵技術，有待今后廣泛采用cad(計算機輔助設計)、cam(計算機輔助制造)及先進的自動化裝備和工業(yè)機器人進行突破。（6）企業(yè)的重點技術改造應加強從依賴引進技術向引進技術的消化吸收與自主創(chuàng)新的方向轉移。自主創(chuàng)新應視為企業(yè)的立足之本。（7）企業(yè)經(jīng)營要加快從以國內(nèi)市場為主向國內(nèi)與國外兩個市場相結合的國際化方向發(fā)展。（8）企業(yè)結構將向“大、中、小并舉”、“集團化、專業(yè)化生產(chǎn)共存”的格局發(fā)展。集團化大公司

32、(含在境外的跨國集團公司)將越來越顯示出它的壟斷作用，而專業(yè)化生產(chǎn)的中、小企業(yè)因其能適應市場小量產(chǎn)品的需求，仍有其生存、發(fā)展的空間。結 論隨著大規(guī)模集成電路、電子技術及信息處理技術的飛速發(fā)展，以微型計算機為中心的微電子學也不斷地向人類社會各個領域擴展、滲透，極大地改變著社會的科技水平、生產(chǎn)方式、人們的生活和社會結構。尤其是有關設備日漸實現(xiàn)自動化、系統(tǒng)化和智能化，要求能夠迅速、準確、靈敏地獲取有關信息并傳遞到電子設備或系統(tǒng)的器件，使得傳感器顯得特別重要。如果把計算機比作人的“大腦”，那么傳感器則酷似人的“五官”(視覺、嗅覺、味覺、聽覺和觸覺)，不過對傳感器的要求要比人的五官高得多，它還要測量出人

33、體無法或難以感知的量，諸如紫外光、紅外光、電磁場、無味無嗅的氣體及超高溫、超高壓、劇毒物、各種微弱信號等，并能放大、處理、傳輸、存儲、顯示或作必要的控制輸出。傳感器的功能和作用是極其廣泛的。在工業(yè)生產(chǎn)方面，它能實現(xiàn)生產(chǎn)合理化、自動化，提高質(zhì)量、降低成本，增強產(chǎn)品的競爭能力；在家用電器和醫(yī)療衛(wèi)生方面，它能豐富和改善人們的物質(zhì)生活水平，協(xié)助診斷和預防各種疾病，提高人們的健康水平；在環(huán)保方面，它能監(jiān)測、控制各種環(huán)境條件，改善人類賴以生存的自然環(huán)境。此外，在能源、自然資源、公安、保衛(wèi)、交通運輸?shù)群芏囝I域，它都能發(fā)揮重要作用。正因如此，傳感器技術已受到世界各國的普遍重視。在目前狀態(tài)下，與快速發(fā)展的電子計

34、算機技術相比，傳感器技術的發(fā)展顯得落后了，不論在性能上、品種上還是在規(guī)格、數(shù)量上均遠不能滿足需求，大有“大腦發(fā)達，五官遲鈍”之勢。近年來，由于功能陶瓷、高分子薄膜等敏感材料的開發(fā)，半導體及細微加工技術的發(fā)展，新型的先進傳感器相繼涌現(xiàn)，傳感器理論及應用系統(tǒng)也有了較大的發(fā)展。因此我們必須重視傳感器技術的發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)化的進程。致 謝本論文的撰寫工作是在我的導師精心指導和悉心關懷下完成的，在我的學業(yè)和論文的撰寫工作中無不傾注著導師辛勤的汗水和心血。導師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受的啟迪。從尊敬的導師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學到了做人的道理。在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。在多年的學習生活中，還得到了許多學院領導、系領導和老師的熱情關心和幫助。最后，向所有關心和幫助過我的領導、老師、同學和朋友表示由衷的謝意！參 考 文 獻1王君，凌振寶.傳感器原理及應用 吉林大學，2008.2強錫富.傳感器（第三版）北京:機械工業(yè)出版社，2008.3王化祥，張淑英.傳感器原理及應用（修訂版）天津:天津大學出版社，2005.4陳杰，黃鴻.傳感器與檢測技術 北京:高等教育出版社，2002.5徐同舉 新型傳感器傳感器基礎m .北京:機械工業(yè)出版社，1