1、傳感器、1概述、機(jī)電一體化系統(tǒng)包括變位、壓力、速度等各種物理量(例如，變位、壓力、速度等)，因此，能夠?qū)⒏鞣N非電子轉(zhuǎn)換為電力的傳感器成為機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的一部分。作為獨(dú)立機(jī)構(gòu)，傳感器的發(fā)展進(jìn)入了集成、智能的研究階段。將傳感器設(shè)備和一個(gè)信號處理電路集成到一個(gè)芯片上，就形成了信息傳感器。如果把微處理器重新集成到信息型傳感器的籌碼中，那就是所謂的智能傳感器。1.1傳感器定義傳感器：傳感器是以特定精度(例如變位、力、加速度等)將測量對象(例如變位、力、加速度等)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的可正確處理和測量的物理量(例如功率)的測量部件或裝置。1.2組件：敏感組件、轉(zhuǎn)換組件、電路等組件1敏感組件直接測量并輸出物理

2、量以確定關(guān)系。對于彈性傳感器，將力轉(zhuǎn)換為變位或變形輸出。2轉(zhuǎn)換分量將敏感元件輸出的非電物理量(例如，變位、變形、亮度等)轉(zhuǎn)換為電力參數(shù)(例如，電阻、電感、電容等)。3將基本轉(zhuǎn)換電路電路參數(shù)量轉(zhuǎn)換為電壓、電流、頻率等易于測量的功率。直接轉(zhuǎn)換和間接轉(zhuǎn)換、傳感器配置、1.3傳感器的特性、傳感器比較共同性能指標(biāo)具有以下幾個(gè)茄子特性：輸入量的特性：(1)范圍或測量范圍傳感器預(yù)計(jì)測量的測量值的范圍，通常表示為傳感器可測量的上下限值。其中，上限值也稱為全范圍FS。(2)過載容量傳感器可接受的最大輸入量(測量值)通常以允許的最大值或整個(gè)范圍的百分比表示。2 .輸入輸出關(guān)系的靜態(tài)特性(1)精度指示測量結(jié)果與測量

3、的“真”的接近程度。通常作為“極限誤差”或極限誤差與總距離的百分比提供。(2)迭代在操作條件不變的情況下重復(fù)輸入相同的輸入值，輸出值的一致性具有類似于精度的意義。(3)線性也稱為非線性，指示傳感器輸出和輸入之間的關(guān)系曲線與選定工作曲線的接近程度，以工作線和實(shí)際工作曲線之間的最大偏差與整個(gè)范圍輸出的比率表示。(4)靈敏度傳感器輸入增量與輸出增量之比；(5)穩(wěn)定性(溫度漂移，時(shí)間零點(diǎn)漂移)時(shí)間零點(diǎn)漂移：在指定時(shí)間內(nèi)溫度不變的條件下，零點(diǎn)輸出的變化；溫度漂移：溫度變化時(shí)，輸出特性的變化通?？梢员硎緸?點(diǎn)輸出變化值，也可以表示為對整個(gè)范圍的比率。3 .動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性如果隨測量的物理?xiàng)钼鶗r(shí)間而變化，傳感器

4、的輸出能否很好地跟上輸入量的變化是一個(gè)非常重要的問題。一些傳感器的靜態(tài)保持性很好，但是不能很好地跟隨輸入量的快速變化，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差，如果不注意牙齒動(dòng)態(tài)誤差的話，可能會(huì)上升到10%到100%。在測量信號變化速度快的情況下，我們必須注意傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)保持性。(威廉莎士比亞、泰姆、信號、信號、信號、信號、信號、信號)頻率響應(yīng)特性幅頻特性階段響應(yīng)特性時(shí)間常數(shù)上升超時(shí)沖擊(過量)固有頻率衰減比(對數(shù)減少)、1.4傳感器的分類傳感器分類方法有多種。1、根據(jù)實(shí)測物理量的特點(diǎn)；變位傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等2，根據(jù)工作機(jī)制；電阻、柔道、電容、光電；3、根據(jù)輸出信號的特征分類；可以分為開關(guān)(二進(jìn)制)

5、、數(shù)字和模擬類型，如下圖所示。1開關(guān)傳感器的二進(jìn)制值為“1”和“0”或“開”和“關(guān)”。這種“L”和“0”數(shù)字信號可以直接發(fā)送到微機(jī)處理，使用方便。，在特性曲線中，將輸出狀態(tài)設(shè)置為打斷到通知的輸入值為INon，打斷時(shí)輸入值為INoff，特性滿足INoffINon INoff和INon之間的差異稱為遲滯現(xiàn)象寬度或瞬時(shí)寬度。二進(jìn)制傳感器的實(shí)用特性，2數(shù)字?jǐn)?shù)字傳感器有兩大類茄子：計(jì)數(shù)型和代碼型。其中計(jì)數(shù)類型也稱為脈沖數(shù)。它可以是某種脈沖發(fā)生器，發(fā)射的脈沖數(shù)與輸入量成正比，加上計(jì)數(shù)器就可以計(jì)算輸入量。例如，可用于檢測通過傳送帶的產(chǎn)品數(shù)量。也可用于檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移量。此時(shí)，每當(dāng)執(zhí)行器移動(dòng)一定距離或轉(zhuǎn)動(dòng)一

6、定角度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生增量光電碼盤和檢測光柵等脈沖信號。編碼傳感器也稱為編碼器，輸出的信號是數(shù)字代碼，每個(gè)代碼對應(yīng)一定的輸入量值。3模擬模擬傳感器的輸出是對應(yīng)于輸入物理量變化的連續(xù)變化的功率。輸入和輸出可以是線性的，也可以是非線性的。1.5傳記機(jī)械系統(tǒng)中傳感器的基本要求1。準(zhǔn)確度高，靈敏度高，響應(yīng)快，穩(wěn)定性好，信噪比高。小大小，重量輕，對整個(gè)機(jī)器的適應(yīng)性好。安全可靠，使用壽命長。可以輕松連接到計(jì)算機(jī)。5.不受測試目標(biāo)性(例如電阻、傳導(dǎo)系數(shù))的影響，也不受外部環(huán)境的影響。對環(huán)境條件的適應(yīng)能力很強(qiáng)?，F(xiàn)場處理簡單，操作性能好。8.價(jià)錢便宜。1.6機(jī)械系統(tǒng)中常用的傳感器1。變位傳感傳感器變位測量是直線變位

7、測量和各變位測量的總稱，變位測量廣泛應(yīng)用于機(jī)械一體化領(lǐng)域。這是因?yàn)楦鞣N機(jī)械一體化產(chǎn)品用戶經(jīng)常需要變位測量，而且速度、加速度、壓力、扭矩等參數(shù)測量基于變位測量位移。直線變位傳感器主要是電感傳感器、差動(dòng)變壓器傳感器、電容傳感器、傳感器同步器和光柵傳感器。每個(gè)變位傳感器主要有電容傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器、光電碼盤等。2 .速度，加速度傳感器檢測速度傳感器是速度發(fā)電機(jī)，光電，磁電式速度傳感器。加速度可以通過電容式或壓電加速度傳感器檢測。檢測直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，可以將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，然后用旋轉(zhuǎn)速度傳感器檢測。使用數(shù)字傳感器檢測位移時(shí)，還可以同時(shí)檢測運(yùn)動(dòng)速度。對于計(jì)數(shù)傳感器，可以檢測脈沖頻率，獲得有關(guān)運(yùn)動(dòng)速

8、度的數(shù)據(jù)。代碼型傳感器可以檢測代碼切換周期，從而確定運(yùn)動(dòng)速度。n=60N/Zt n旋轉(zhuǎn)速度r/min t測量時(shí)間S N - T內(nèi)的脈沖數(shù)Z盤間隙數(shù)，3。力、力矩傳感器可以使用應(yīng)變創(chuàng)建應(yīng)力傳感器、力傳感器和力矩傳感器。也可以通過將變異直接附著在感應(yīng)部分來檢測力。四位置傳感器位置傳感器與變位傳感器不同，不是測量距離的變化量，而是通過檢測確定是否到達(dá)了特定位置。因此，只需要生產(chǎn)反映特定狀態(tài)的開關(guān)量。位置傳感器分為接觸式和接近式兩種。接觸式傳感器是能夠獲取兩個(gè)物體是否接觸的信息的傳感器。接近傳感器是確定某個(gè)范圍內(nèi)是否有物體的傳感器。(1)接觸位置傳感器等傳感器可由微動(dòng)開關(guān)等觸點(diǎn)設(shè)備構(gòu)成。牙齒傳感器分為

9、以下兩個(gè)茄子A:用微動(dòng)開關(guān)制作的位置傳感器、二維矩陣配置的位置傳感器1、軟電極2、軟絕緣體、(2)接近位置傳感器接近位置傳感器主要根據(jù)工作原理進(jìn)行區(qū)分。電磁光電靜態(tài)電容式超聲波氣壓式等?；竟ぷ髟砜梢匀缦聢D所示。接近位置傳感器的工作原理，5視覺傳感器視覺傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用：1、確定對象位置和姿勢2、圖像識別：確定對象的特征(識別符號、字符讀取、對象識別)。3、外觀、尺寸檢查：檢查零件外觀和尺寸方面的缺陷。機(jī)電一體化系統(tǒng)中使用的視覺傳感器包括光電導(dǎo)管相機(jī)、固體半導(dǎo)體相機(jī)、激光視覺傳感器等。固體半導(dǎo)體相機(jī)包括金屬氧化物集成電路(CMOS型)、CCD型(電荷耦合器)、CMOS和CCD混

10、合型。2傳感器和微型計(jì)算機(jī)的介面技術(shù)輸入到微型計(jì)算機(jī)中的信息必須是微型計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信息。傳感器的輸出格式可以分為模擬、數(shù)字和交換機(jī)數(shù)量。有三種相應(yīng)的茄子基本介面方法。請參閱下表。4.2.1數(shù)字，交換機(jī)接口可以通過緩沖區(qū)直接輸入到電腦數(shù)據(jù)總線中。4.2.2模擬介面1。模擬數(shù)字進(jìn)程(1)在時(shí)間中斷、采樣定理設(shè)置信號最大頻率fc、采樣頻率fs=2fc條件下采樣的信號可以在沒有失真的情況下恢復(fù)原始模擬信號。(2)數(shù)字離散數(shù)字離散過程稱為量化。量化是將樣本信號的大小與最小數(shù)量單位的整數(shù)倍數(shù)進(jìn)行比較。用最接近采樣信號振幅的最小數(shù)量單位的倍數(shù)替換牙齒大小。最小單位稱為量化單位，定義為量化器的總范圍電壓FSR與2n的比率。Q=FSR/2n是FSR=10V，n