1、傳感器在機(jī)械中的使用班級(jí)：機(jī)制二班 學(xué)號(hào)：2姓名：魏志文摘 要 介紹了光電傳感器的使用情況 指出了光電傳感器在我國(guó)機(jī)械 中具有廣闊的使用前景。光纖傳感器在國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)及其他領(lǐng)域中 的使用狀況，并論述了光纖傳感器在諸多重要領(lǐng)域中可發(fā)揮的獨(dú)特優(yōu) 勢(shì)。此外,還對(duì)光纖傳感器的基本組成、原理、分類及工作特點(diǎn)進(jìn)行 了介紹。由于在大型機(jī)械設(shè)備的檢測(cè)中，不能破壞檢測(cè)對(duì)象，因而重點(diǎn) 介紹了光纖傳感器在大型機(jī)械設(shè)備檢測(cè)中的使用。根據(jù)光纖傳感器的諸多特點(diǎn)及在橋梁檢測(cè)中的使用，光纖傳感器能夠滿足機(jī)械設(shè)備的檢 測(cè)要求,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)。一光電傳感器在機(jī)械中的使用光電傳感器由于反應(yīng)速度快，能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，而且

2、精度高、分 辨力高、可靠性好，加之半導(dǎo)體光敏器件具有體積小、質(zhì)量小、功耗 低、便于集成等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛使用于軍事、檢測(cè)和農(nóng)業(yè)機(jī)械等多 種領(lǐng)域中。光電傳感器光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路、光電元件等 三個(gè)部分組成。 其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變 化,然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電效應(yīng)是指 用光照射某一物體，可以看作是一連串帶有一定能量的光子轟擊在這 個(gè)物體上，此時(shí)光子能量就傳遞給電子，并且是 個(gè)光子的全部能量一 次性地被1個(gè)電子所吸收，電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)。通常把光電效應(yīng) 分為3類：在

3、光線作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光 電效應(yīng)；在光線作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效 應(yīng)；在光線作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特 效應(yīng)。隨著技術(shù)進(jìn)步，要求傳感器準(zhǔn)確度高、可靠性高、穩(wěn)定性好，而且 有一定的數(shù)據(jù)處理能力，并能夠自檢、自校、自補(bǔ)償，傳統(tǒng)的光電傳感 器已不能滿足這樣的要求了 ，而智能光電傳感器是當(dāng)今國(guó)際科技界研 究的熱點(diǎn)?？傊?，當(dāng)光電傳感器技術(shù)產(chǎn)生較快的發(fā)展時(shí)，必將為農(nóng)業(yè)、 工業(yè)等領(lǐng)域的新發(fā)展、新進(jìn)步帶來(lái)新的動(dòng)力和活力。參考文獻(xiàn)：（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院王賢鋒 文獻(xiàn)標(biāo)志碼TP212.1 A）二光纖傳感器在機(jī)械中的使用眾所周知,描述光波特征的參量很多，如

4、光強(qiáng)、波長(zhǎng)、振幅、相位、 偏振態(tài)和模式分布等。這些參量在光纖傳輸中都可能會(huì)受外界影響而 發(fā)生改,特別如溫度、壓力、加速度、電壓、電流、位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn) 動(dòng)、彎曲、應(yīng)力、應(yīng)變以及化學(xué)量 生物化學(xué)量等對(duì)光路產(chǎn)生影響時(shí)，都會(huì)使這些參量發(fā)生相應(yīng)變化。光 纖傳感器就是根據(jù)這些參量隨外界因素的變化關(guān)系來(lái)檢測(cè)各相應(yīng)物 理量的大小。，經(jīng)光纖進(jìn)入調(diào)制光源發(fā)出的光耦合進(jìn)入光纖測(cè)量區(qū)，在調(diào)制區(qū)內(nèi)外界被測(cè)參數(shù)作用于進(jìn)入（調(diào)制區(qū)）區(qū)內(nèi)的光信號(hào)，使其光 學(xué)性質(zhì)如光強(qiáng)、波長(zhǎng)、頻率、相位偏振態(tài)等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信 號(hào);再經(jīng)過(guò)光纖送入光檢測(cè)器，光檢測(cè)器對(duì)進(jìn)來(lái)的光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后 輸出電信號(hào)；最后對(duì)電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理而得到可用信

5、號(hào)，從而獲得 被測(cè)參數(shù)。光纖傳感器可以測(cè)量的環(huán)境參量主要有應(yīng)力、 位移、振動(dòng)、 轉(zhuǎn)動(dòng)、壓力、彎曲、應(yīng)力、應(yīng)變、加速度、電流、磁場(chǎng)、電壓、溫度、 聲場(chǎng)、流量、濃度、pH值等。光纖傳感器是用光在不同的物理狀態(tài)下，在光纖中傳播光的 干涉、衍射、偏振、反射等物理，進(jìn)行各種物理量的測(cè)量裝置。來(lái)自 光源的光線通過(guò)接口進(jìn)入光纖，然后將檢測(cè)的參數(shù)調(diào)制成幅度、相位、 色彩或偏振信息特征的變化，最后利用微處理器進(jìn)行信息處理。簡(jiǎn)言 之，光纖傳感器的原理就是用被測(cè)量的變化調(diào)制傳輸光光波的某一參 數(shù),使其隨之變化，然后對(duì)已調(diào)制的光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，從而得到被測(cè)參 量,即將被測(cè)參量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)參數(shù)的變化。圖2光纖傳感原理示意

6、圖三激光傳感器在工程機(jī)械中的使用激光傳感器一般是由激光發(fā)生器、光學(xué)零件和光電器件所構(gòu)成的，它能把被測(cè)物理量（如距離、流量、速度等）轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后使用光電轉(zhuǎn)換器把光信號(hào)變成電信號(hào)， 通過(guò)相應(yīng)電路的過(guò)濾、放 大和整流得到輸出信號(hào)，從而算出被測(cè)量。借助于激光所具有的優(yōu)點(diǎn)（如方向性好、亮度高、單色性好、相干性好等），激光傳感器通常 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、抗干擾能力強(qiáng)、非機(jī)械接觸、分辨率較高、精度 高（在測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)能達(dá)到幾個(gè)納米）、示值誤差小、穩(wěn)定性好、宜用 于快速測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。四 微型傳感器在汽車機(jī)械中的使用發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制一直被認(rèn)為是技術(shù)在汽車中的主要使用領(lǐng)域之一發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器是整個(gè)汽車傳感器

7、的核心種類很多 包括溫度傳感器壓力傳感器位置和轉(zhuǎn)速傳感器流量傳感器氣體濃度 傳感器和爆震傳感器等這些傳感器向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元提供發(fā) 動(dòng)機(jī)的工作狀況信息供電子控制單元對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控 制以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性降低油耗減少?gòu)U氣排放和進(jìn)行故障檢測(cè)。1溫度傳感器汽車用溫度傳感器主要用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度；溫度傳感器有熱敏電阻式線繞電阻 式和熱偶電等阻式三種主要類型這三種類型傳感器各有特點(diǎn)其中通 用型的測(cè)溫范圍為一50- +30度，其精度為15%響應(yīng)時(shí)間為10ms,高 溫型為精度為：600 1000攝氏度。精度：5%響應(yīng)時(shí)間為10ms.線繞 電阻式溫

8、度傳感器的精度高但響應(yīng)特性差熱偶電阻式溫度傳感器的精度高測(cè)量溫度范圍寬但需要配合放大器和冷端處理一起使用，其他已實(shí)用化的產(chǎn)品有鐵氧體式溫度傳感器，或半導(dǎo)體膜空氣溫度傳感2爆震傳感器爆震傳感器用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng) 通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火提前角控制和 避免發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震，為了最大限度地發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)功率而不產(chǎn)生爆燃 點(diǎn)火提前角應(yīng)控制在爆燃產(chǎn)生的臨界值當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆燃時(shí)，傳感器將爆燃引起的震動(dòng)轉(zhuǎn)變成電信號(hào) 并傳給電子控制單元檢測(cè)爆震有檢 測(cè)氣缸壓力發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)和燃燒噪聲等三種方法爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度頻率范圍為壓 電式在一定范圍內(nèi)具有良好線性度。五傳感器在機(jī)械制造中的使用在

9、機(jī)械制造中，傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)測(cè)試和自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)。在機(jī)械制造測(cè)試系統(tǒng)中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準(zhǔn)確 傳遞和檢測(cè)出某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。 具體 地說(shuō)，傳感器是指那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）和檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成和之對(duì)應(yīng)的可輸出信號(hào) 的元器件或裝置。如果沒(méi)有傳感器對(duì)被測(cè)的原始信息進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的 捕獲和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)試和控制都將無(wú)法實(shí)現(xiàn)； 即使最現(xiàn)代化的 電子計(jì)算機(jī)，沒(méi)有準(zhǔn)確的信息（或轉(zhuǎn)換可靠的數(shù)據(jù)）、不失真的輸入， 也將無(wú)法充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。在機(jī)械制造中的使用，高品質(zhì)傳感器的主要特性體現(xiàn)為:*壽命長(zhǎng)，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；*滿足精度和速度要求；*使用維護(hù)方便，適合機(jī)床運(yùn)行環(huán)境；*成本低；*便于和計(jì)算機(jī)聯(lián)接。六切削過(guò)程和機(jī)床運(yùn)行過(guò)程的傳感技術(shù)切削過(guò)程傳感檢測(cè)的目的在于優(yōu)化切削過(guò)程的生產(chǎn)率、制造成本或（金屬）材料的切除率等。切削過(guò)程傳感檢測(cè)的目標(biāo)有切削過(guò)程的 切削力及其變化、切削過(guò)程顫震、刀具和工件的接觸和切削時(shí)切屑的 狀態(tài)及切削過(guò)程辨識(shí)等，而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過(guò)程振 動(dòng)、切削過(guò)