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传感器在自动控制中的应用

摘要：

现如今，我国全面进入了互联网时代，智能化技术被广泛应用在各个领域中。

自动控制是相对手动控制来讲的，也就是在整个控制过程中，不需要人工干预，

即可完成的控制过程。在自动控制的过程中，控制的执行机构基本上都是用电压

或者电流来完成控制，但我们的控制对象一般都是非电量，这就要求在控制过程

中，先要将控制的对象通过传感器转化成相应的电流或者电压，而完成这种转化

的器件就是我们的传感器。

传感器(英文名称：transducer/sensor)是一种检测装置，能感受到被测量

的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信

息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器分

类通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁

敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

关键词：传感器；自动控制；应用；发展趋势

引言

社会发展程度的不断提升，自动化技术的重要性逐步体现了出来，传感器技

术在自动控制系统中发挥着至关重要的作用，因此传感器技术被大规模的运用在

了日常生活以及生产中，传感器技术不仅在工业生产中的到了广泛的应用，提升

了制造业的生产效率和生产水平，还广泛的被用于农业机械制造中，促进了我国

农业向生产自动化的转变速度。传感器技术的应用可以更好地对自动控制系统作

业环境的状态以及生产操作的对象进行检测，为自动控制系统的运行提供有效的

信息数据，保证数据获取的效率和准确度，从而才能保障自动控制系统的高效运

行水平。

1传感器技术概述

传感器是近年来出现的一种新型技术，是一种可以探知外界多种环境信号的

先进装置。非电信号的物理量由内部配置的感测元件感测。这些感测元件通过转

换元件被转换为电信号物理量。传感器的作用就相当于人类的感知器官，能全面

的检测工作环境、操作对象和自动化操作，从而为自动化控制系统的科学操作提

供必要的参考。如果传感器技术更先进，自动化程度就会更高。

2传感器技术在自动控制系统领域中的应用

近年来，由于传感器的不断发展和完善，已经广泛应用于国防军事、航空航

天、土木工程、、能源、机器人、工业自动控制、环境保护、交通运输、医疗化

工、家用电器及遥感技术中。

1）传感器在航空航天领域中的应用

如宇宙飞船除使用传感器进行速度、加速度和飞行距离的测量外，飞行的方

向、飞行姿态、飞行环境、飞行器本身的状态及内部设备的监控也都要通过传感

器进行检测，还有飞船内部环境（如湿度、温度、空气成份等）都要通过传感器

进行检测。另外，从飞机、人造卫星、宇宙飞船及船舶上对远距离的广大区域的

被测物体及其状态进行大规模探测应用的就是遥感技术。

2）传感器在机器人中的应用

在劳动强度大或危险作业的场所和一些高速度、高精度的工作，已逐步使用

机器人取代人的工作。但要使机器人和人的功能更为接近，这就要给机器人安装

视觉传感器和触觉传感器，使机器人通过视觉对物体进行识别和检测，通过触觉

对物体产生压觉、力觉、滑动感觉和重量感觉。

3）传感器在工业自动控制系统中的应用

传感器是自动检测与自动控制的首要环节，如果没有传感器对原始信息（信

号或参数）进行精确、可靠的测量，就无法实现从信号的提取、转换、处理到生

产或控制过程的自动化。可见，传感器在自动控制系统中是必不可少的。

4）传感器在环境保护中的应用

环球的大气污染、水质污浊及噪声已严重地破坏了地球的生态平衡和我们赖

以生存的环境，为保护环境，利用传感器制成的各种环境监测仪器正在发挥着积

极的作用。如用生物传感器监测水质，排污监控系统中排污量的检测、污水成分

的鉴定等，都使用传感器来监测。

5）传感器在医学上的应用

传感器在医学上可以用来对人体的表面和内部温度、血压、腔内压力、血液

及呼吸流量、肿瘤、血液的分析、脉搏及心音、心脑电波等进行高难度的诊断。

在早期诊断、早期治疗、远距离诊断及人工器官的研制等广泛的范围内发挥作用。

6）自动化机械加工过程

传感器技术在自动化生产的过程中有许多的应用，其中最为广泛的便是自动

化机械的加工。在机械加工生产的过程中，传感器技术也占据着非常重要的地位。

传感器技术在机生产应用的过程中，通过利用测距、温控等功能，对每一个加工

生产的环节，进行了全面的强化，以此提升了机械产品的质量。同时，在应用的

过程中，通过利用