《机器人传感器》课件 第1章 传感器基础知识与检测技术.pptx

《机器人传感器》;;本学期项目应用机器人;本学期项目应用机器人;;;;;;;;; 什么是传感器？演员在舞台上演唱时要用传声器（话筒），传声器就是把声波（机械波）转换成电信号的传感器。传感器是指按照一定的规律，将够感受到的规定被测量，转换成可用输出信号的器件或装置。简而言之，传感器就是一种将外界信号转换成电信号的装置。具体地说，传感器是一种检测装置，能够感受诸如位移、速度、力、温度、湿度、流量、光、化学成分等非电量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电量，或转换成电路的通断，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。;70%;1.2 传感器的组成和分类;1.2.1 传感器的组成;1.2.1 传感器的组成;敏感元件是指传感器中能直接感受（或响应）被测量的部分。在完成非电量到电量的转换时，并非所有的非电量都能利用现有手段直接转换成电量，往往是先变换为另一种易于变成电量的非电量，然后再转换成电量。如传感器中各种类型的弹性元件，常被称为弹性敏感元件。 转换元件是指能将感受到的非电量直接转换成电量的器件或元件。如光电池将光的变换量转换为电动势，应变片将应变转换为电阻等。 转换电路是指将无源形传感器输出的电参数量转换成电量。常用的转换电路有电桥、放大器、振荡器、阻抗变换器、脉冲调宽电路等，它们将电阻、电容、电感等电参数转换成电压、电流或频率等电量。 实际上，有些传感器的敏感元件可以直接把被测非电量转换成电量输出，如压电晶体、光电池、热电偶等。通常称它们为有源型传感器。辅助电源为无源传感器的转换电路提供电能。;;;;分类法;电位器式位移传感器：物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。;视觉传感器：利用光学元件和成像装置获取外部环境图像信息的仪器。;压觉传感器：利用某些材料的压阻效应、压电效应检测外界压力。;;;;1.3.1 传感器的静态特征;1.3.1 传感器的静态特征;1.3.1 传感器的静态特征;（4）零漂和温漂;1.3.2 传感器的动态特征;1.3.2 传感器的动态特征;1.3.2 传感器的动态特征;1.3.2 传感器的动态特征;;;1.绝对误差;（1）实际相对误差：即绝对误差与约定真值的百分比。用γA表示，即 （2）示值（标称）相对误差：即绝对误差与指示值的百分比。用γx表示，即 （3）满度（引用）相对误差：即绝对误差与仪表满量程值AF.S的百分比。用γn表示，即 式中，AF.S为仪表刻度上限制Amax与下限值Amin之差。当Δ为最大值Δmax时，称为最大引用误差。; 传感器的标定：就是利用已知的输入量输入传感器，测量传感器相应的输出量，进而得到传感器输入输出特性的过程。 一般来说，对传感器进行标定时，必须以国家和地方计量部门的有关检定规程为依据，选择正确的标定条件和适当的仪器设备，并按照一定的程序进行。;; 利用标准设备生产将已知的被测量作为待标定传感器的输入，同时用输出量测量环节将待标定传感器的输出信号测量并显示出来；对所获得的传感器输入量和输出量进行处理和比较，从而得到一系列表征两者对应关系的标定曲线，进而得到传感器的性能指标的实测结果。;（二）传感器标定的分类;传感器标定的基本方法;传感器的静态标定;传感器的静态标定 ;传感器的动态标定;1.5 机器人与传感器的发展趋势;智能机器人：它不仅具有感觉能力，而且还具有独立判断和行动的能力，并具有记忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。　　　　　　　　　　　　　　　　　　;　　传感器使得机器人初步具有类似于人的感知能力，不同类型的传感器组合构成了机器人的感觉系统。 机器人传感器主要可以分为视觉、听觉、触觉、力觉和接近觉五大类。;控制器;控制器;手指;传感器及其技术的发展趋势;多传感器信息融合技术; 多传感器信息融合技术;1.5 机器人与传感器的发展趋势;1.5 机器人与传感器的发展趋势; 传感器技术的革新和进步，势必会为机器人行业带来革新和进步。因为机器人很多功能都是依靠传感器来实现的。为了实现在复杂、动态及不确定性环境下机器人的自主性，或为了检测作业对象及环境或机器人与它们之间的关系，目前各国的科研人员逐渐将视觉、听觉、压觉、热觉、力