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一、傳感器簡(jiǎn)介

傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電或其他所需形式的信息輸出，以信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

（1）、傳感器定義及分類

信息處理技術(shù)取得的進(jìn)展以及微處理器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，都需要在傳感器的方面有相應(yīng)的進(jìn)展。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測(cè)量和控制中了廣泛的應(yīng)用。隨著這些能力的增強(qiáng)，作為信息采集的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)中的關(guān)鍵部件，作為中的一個(gè)結(jié)構(gòu)組成，其重要性越來越明顯。 廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電的器件。電工會(huì)的定義為：“傳感器是測(cè)量中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的”。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的元件”，而“傳感器則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的傳感器”。傳感器是傳感器的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)量輸入的道關(guān)口。

（2）、傳感器的作用

人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺。而單靠人們自身的感覺，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的，又稱之為電五官。

新技術(shù)的到來，開始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的中，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)中，要用各種傳感器來和控制生產(chǎn)中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到的。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。

在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到fm的粒子，縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬年的演化，短到 s的瞬間反應(yīng)。此外，還出現(xiàn)了對(duì)深化認(rèn)識(shí)、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、磁場(chǎng)、超弱磁場(chǎng)等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科的先驅(qū)。

傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙、海洋探測(cè)、保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域。可以毫不夸張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。

由此可見，傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。各國(guó)都十分這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。

二、各種類型傳感器

（1）、電容式傳感器

電容式物位傳感器適用于工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)中進(jìn)行測(cè)量和控制生產(chǎn)，主要用作類導(dǎo)電與非導(dǎo)電介質(zhì)的液位或粉粒狀固體料位的遠(yuǎn)距離連續(xù)測(cè)量和指示。

電容式液位傳感器由電容式傳感器與電子模塊電路組成，它以兩線制4～20mA恒定電流輸出為基型，經(jīng)過轉(zhuǎn)換，可以用三線或四線輸出，輸出形成為1～5V、0～5V、0～10mA等。電容傳感器由絕緣電極和裝有測(cè)量介質(zhì)的圓柱形金屬容器組成。當(dāng)料位上升時(shí)，因非導(dǎo)電物料的介電常數(shù)明顯小于空氣的介電常數(shù)，所以電容量隨著物料高度的變化而變化。傳感器的模塊電路由基準(zhǔn)源、脈寬調(diào)制、轉(zhuǎn)換、恒流放大、反饋和限流等單元組成。采用脈寬調(diào)特原理進(jìn)行測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是較低，對(duì)周圍元射頻、性好、線性好、無明顯溫度漂移等。

（2）、電感式傳感器

自感式傳感器。由鐵心和線圈構(gòu)成的將直線或角位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化的傳感器，又稱電感式位移傳感器。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁系數(shù)都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當(dāng)把線圈接入測(cè)量電路并接通激勵(lì)電源時(shí)，就可正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。電感式傳感器的特點(diǎn)是：①無活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽命長(zhǎng)；②分辨率高；③靈敏度高；④線性度高、重復(fù)性好；⑤測(cè)量范圍寬（測(cè)量范圍大時(shí)分辨率低）；⑥無輸入時(shí)有零位輸出電壓，引起測(cè)量誤差；⑦對(duì)激勵(lì)電源的和幅值性要求較高；⑧不適用于高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量。電感式傳感器主要用于位移測(cè)量和可以轉(zhuǎn)換成位移變化的機(jī)械量（如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動(dòng)、應(yīng)變、流量、厚度、液位、比重、轉(zhuǎn)矩等）的測(cè)量。常用電感式傳感器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。在實(shí)際應(yīng)用中，這三種傳感器多制成差動(dòng)式，以便線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。

變間隙型電感傳感器 ?這種傳感器的氣隙δ隨被測(cè)量的變化而改變,從而改變磁阻（圖1）。它的靈敏度和非線性都隨氣隙的增大而減小，因此常常要考慮兩者兼顧。δ一般取在0.1～0.5毫米之間。

變面積型電感傳感器 ?這種傳感器的鐵芯和銜鐵之間的相對(duì)覆蓋面積（即磁通截面）隨被測(cè)量的變化而改變,從而改變磁阻（圖2）。它的靈敏度為常數(shù)，線性度也很好。

螺管插鐵型電感傳感器 ?它由螺管線圈和與被測(cè)物體相連的柱型銜鐵構(gòu)成。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻的變化。銜鐵隨被測(cè)物體時(shí)改變了線圈的電感量。這種傳感器的量程大，靈敏度低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作。

（3）、壓電式傳感器

基于壓電效應(yīng)的傳感器。是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器。它的元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷。此電荷經(jīng)電荷放大器和測(cè)量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器用于測(cè)量力和能變換為力的非電物理量。它的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和重量輕等。缺點(diǎn)是某些壓電材料需要防潮措施，而且輸出的直流響應(yīng)差，需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。

壓電式測(cè)力傳感器

壓電式測(cè)力傳感器是利用壓電元件直接實(shí)現(xiàn)力-電轉(zhuǎn)換的傳感器，在拉、壓，通常較多采用雙片或多片石英晶體作為壓電元件。其剛度大，測(cè)量范圍寬，線性及性高，動(dòng)態(tài)特性好。當(dāng)采用大時(shí)間常數(shù)的電荷放大器時(shí)，可測(cè)量準(zhǔn)靜態(tài)力。按測(cè)力狀態(tài)分，有單向、雙向和三向傳感器，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上基本一樣。

壓電式單向測(cè)力傳感器的結(jié)構(gòu)圖。傳感器用于機(jī)床動(dòng)態(tài)切削力的測(cè)量。絕緣套用來絕緣和定位。基座內(nèi)外底面對(duì)其中心線的垂直度、上蓋及晶片、電極的上下底面的平行度與表面光潔度都有極嚴(yán)格的要求，否則會(huì)使橫向靈敏度或使片子因應(yīng)力集中而過早破碎。為絕緣阻抗，傳感器裝配前要經(jīng)過多次凈化（包括超聲波清洗），然后在超凈工作下進(jìn)行裝配，加蓋之后用電子束封焊。

壓電式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)類型很多，但它們的基本原理與結(jié)構(gòu)仍與壓電式加速度和力傳感器大同小異。突出的不同點(diǎn)是，它必須通過彈性膜、盒等，把壓力收集、轉(zhuǎn)換成力，再傳遞給壓電元件。為保證靜態(tài)特性及其性，通常多采用石英晶體作為壓電元件。

三、關(guān)于傳感器的想法

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展人們對(duì)測(cè)量精度有了更高的要求，這就光電傳感器不得不隨著時(shí)代步伐而更新，光電傳感器性能的主要手段就是應(yīng)用新材料、新技術(shù)制造性能更優(yōu)越的光電元件。例如光電傳感器的雛形，是一種小的金屬圓柱形設(shè)備,帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭,將光聚焦,出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈作為光源的一種堅(jiān)固的白熾燈傳感器。由于這種傳感器存在各種缺陷，逐漸在測(cè)量領(lǐng)域銷聲匿跡。到了光纖出現(xiàn)，因?yàn)樗母鞣N優(yōu)越的性能，于是出現(xiàn)了光纖與傳感器配套使用的無源元件,另外光纖不受任何電磁的,并且能使傳感器的電子元件與其他電的相隔離。

時(shí)代在發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在更新，光電傳感器種類也日益增多，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，例如近來一種紅外光電傳感器已在智能車方面得了到應(yīng)用，其中一種基于紅外傳感器的智能車的核心就是反射式紅外傳感器，它運(yùn)用反射式紅外傳感器設(shè)計(jì)路徑檢測(cè)模塊和速度監(jiān)測(cè)模塊；另外一種基于紅外傳感器的自尋跡小車則利用紅外傳感器來采集數(shù)據(jù)．

光電傳感有其他傳感器所不能取代優(yōu)越性，因此它發(fā)展前景非常好，應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛．

歐姆龍電氣產(chǎn)品： 1. 雙電源切換開關(guān)、 2. 氣動(dòng)元件 3. 變頻器 4. 軟起動(dòng)器 5. 斷路器 6. 繼電器 7. 器 8. 穩(wěn)壓器 9. 儀器儀表 10. 建筑電器等二類機(jī)電及高中壓元件 11. 雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān) 12. 電腦保護(hù)神 13. 充電機(jī)避雷器 14. 絕緣子 15. 主令電器 16. 光電開關(guān) 17. 接近開關(guān) 18. 電磁器 19. 制動(dòng)器 20. 隔離開關(guān) 21. 電源 22. 調(diào)壓器 23. 倒順開關(guān) 24. 負(fù)荷開關(guān) 25. 跌落式熔斷器 26. 控制器 27. 啟動(dòng)器 28. 電容器 29. 補(bǔ)償器 30. 防爆電器 31. 熱電偶 32. 溫控儀 33. 電阻器 34. 接線端子 35. 變壓器 36. 歐姆龍互感器等一系列電器

　　截至8月中旬，這個(gè)省南送跨區(qū)交易電量達(dá)到162.55億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)60.83%，在華北地區(qū)電力需求的同時(shí)，有效緩解了黑龍江省風(fēng)電等新能源的消納矛盾。黑龍江省是大型能源基地，其中，風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為6.3億千瓦，技術(shù)可量5億千瓦，潛在裝機(jī)容量7326萬千瓦，是風(fēng)能資源豐富、風(fēng)資源評(píng)價(jià)指標(biāo)好的省份之一。

　　訊：澳大利亞近日發(fā)起了一項(xiàng)重大計(jì)劃，旨在為當(dāng)?shù)匚蓓斕柲艿陌l(fā)電和存儲(chǔ)創(chuàng)造開放性市場(chǎng)，允許家庭、商業(yè)、間開展直接交易，這將對(duì)能源市場(chǎng)帶來重大。這項(xiàng)名為分布式能源交易的項(xiàng)目，即deX項(xiàng)目，于7日揭曉，被譽(yù)為是能在地方層面給能源生產(chǎn)、銷售和消費(fèi)帶來性改變的數(shù)字化市場(chǎng)。

　　電力體制改革的核心政策已于2016年全部，2017年為政策落地期，改革從局部試點(diǎn)向推進(jìn)，與售電是本輪電改大紅利。資產(chǎn)、大型能源企業(yè)支撐、擁有存量售電市場(chǎng)的主體將是改革大受益者。新電改的首要任務(wù)主要是建立相對(duì)的電力交易機(jī)構(gòu)，售電市場(chǎng)打破區(qū)域交易壁壘，擴(kuò)大市場(chǎng)化交易規(guī)模將是深入電改的重點(diǎn)。