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传感器原理及应用

题目：工业机器人传感器原理及应用

学院：机械工程学院专业：机械制造班级：学号：学生姓名：

指导教师：冯治国老师

2022

年12月10日

《传感器原理及应用》考核

要求：

提交调研报告一份〔介绍整机电装备中2~3类传感器，包括装

备应用背景、传感器应用状况、传感器工作原理，测量电路、传感器检测信息与控制系统相互关联〕

阐述明了、逻辑清楚、图表简洁字数＞4000；

报告相似程度＞80%，按不及格处理；交作业时间：12.10

工业机器人中传感器

技术的应用

前言

机器人在生活中和生产中占有越来越重要的地位和作用。特别实在生产中，它可以代替人的许多人的工作，不但可以完成人类的操作，还可以完成许多人类无法完成的工作；而且机器人的工作效率和精确度还远远高于人的人；另外还可以在一些人无法工作的特殊环境下工作。但是机器人是人类的智慧制造出来代替人类的一些工作的，它不像人类拥有视觉，听觉等感觉器官存在，无法去感觉外面的生活，他要怎么样才能像人类一样呢？因此传感器在机器人中就起到了至关重要的作用，它就像人的眼睛、耳朵、皮肤等感觉器官一样将外边的视觉、听觉等感觉传给机器人的大脑〔cpu〕进行处理，让机器人对自己定位，掌握其周围的情况，能够顺利完成其工作。

传感器为推动中国机器人产业快速有序开展立下了汗马功绩。传感器是用来检测机器人自身的工作状态，以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态的核心部件。能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

〔6〕传感器简介

1.1传感器的定义

传感器是利用物体的物理、化学变化，并将这些变化变换成电信号〔电压、电流、平率〕的装置，通常由敏感元件、转换元件和根本转换电路组成，如图1所示。其中敏感元件的根本功能是将某种不易测量的物理量装换为容易测量的物理量；转换元件的功能是将敏感元件输出的物理量转换为电量，它与敏感元件一起构成传感器的主要局部；根本转换电路的功能是将敏感元件产生的不易测量的小信号进行变换，使传感器的信号输出符合具体工业系统的要求。

被测量

图1传感器的组成

敏感元件电量转换元件根本转换电路1.2传感器的作用

传感器的作用是非常强大的，它可以代替人的感觉器官完成人的感觉器官的感官任务，但它的能力远远超过人，出来能感觉出人能感觉出的感觉外，还能检测到很多人无法通过感官发现的东西。和人的五大感官相比，光敏传感器就是人的视觉；声敏传感器就是人的听觉；气敏传感器就是人的嗅觉；化学传感器就是人的味觉；压敏、温敏、流体传感器就是人的触觉。

现代科学技术的开展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到微米的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到瞬间反响。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多根底科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的开展，往往是一些边缘学科开发的先驱。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化工程，都离不开各种各样的传感器。

由此可见，传感器技术在开展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十清楚显的。世界各国都十分重视这一领域的开展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，到达与其重要地位相称的新水平。

1.3传感器的特性

〔7〕传感器的主要特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络

化。

〔8〕传感器的性能指标有灵敏度、线性度、测量范围、精度、重复度、分辨率、

响应时间、抗干扰能力。

a)传感器的分类

传感器的分类方法比拟多，常用的有以下几种：

〔9〕按传感器的检测范畴分类，可分为物理量传感器、化学量传感器、生物量

传感器；

〔10〕安传感器的输出信号性质分类，可分为模拟传感器、数字传感器；〔11〕按传感器的结构分类，可分为结构型传感器、物性型传感器、复合型传

感器；

〔12〕按传感器的功能分类，可分为单功能、多功能、智能传感器；

〔13〕按传感器的转换原理分类