傳感器在我們生活中的應(yīng)用范圍很廣，在很久前，邏輯元件、記憶元件與感測(cè)元件就已經(jīng)并列是電子系統(tǒng)的三大元件。從壓力測(cè)量到機(jī)械測(cè)量，到電氣測(cè)量的發(fā)展經(jīng)歷很多的變革，再到如今的傳感器時(shí)代。那么傳感器原理是什么?現(xiàn)在又應(yīng)用于那些領(lǐng)域?下面一起來(lái)看看：
1.工作原理
首先向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波，經(jīng)過(guò)功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過(guò)能源環(huán)形變壓器從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈。由基準(zhǔn)電源與雙運(yùn)放組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí)，應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過(guò)儀表放大器放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號(hào)，再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器變換成頻率信號(hào)，通過(guò)信號(hào)環(huán)形變壓器從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈，再經(jīng)過(guò)外殼上的信號(hào)處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào)，既可提供給專(zhuān)用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。
傳感器工作原理
由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
2.應(yīng)用領(lǐng)域
2.1家用電器
現(xiàn)代家用電器中普遍應(yīng)用著傳感器。傳感器在電子爐灶、自動(dòng)電飯鍋、吸塵器、空調(diào)器、電子熱水器、熱風(fēng)取暖器、風(fēng)干器、報(bào)警器、電樊斗、電風(fēng)扇、游戲機(jī)、電子驅(qū)蚊器、洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、照像機(jī)、電冰箱、彩色及平板電視機(jī)、錄像機(jī)、錄音機(jī)、收音機(jī)、影碟機(jī)及家庭影院等方面得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2醫(yī)學(xué)
隨著醫(yī)用電子學(xué)的發(fā)展，僅憑醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)進(jìn)行診斷的時(shí)代將會(huì)結(jié)束。現(xiàn)在，應(yīng)用醫(yī)用傳感器可以對(duì)人體的表面和內(nèi)部溫度、血壓及腔內(nèi)壓力、血液及呼吸流量、腫瘤、血液的分析、脈波及心音、心腦電波等進(jìn)行高難度的診斷。顯然，傳感器對(duì)促進(jìn)醫(yī)療技術(shù)的高度發(fā)展起著非常重要的作用。
2.3軍事領(lǐng)域
現(xiàn)在的戰(zhàn)場(chǎng)都是信息化戰(zhàn)場(chǎng)，而信息化是絕對(duì)離不開(kāi)傳感器的。可以說(shuō)無(wú)時(shí)不用、無(wú)處不用，大到星體、兩彈、飛機(jī)、艦船、坦克、火炮等裝備系統(tǒng)，小到單兵作戰(zhàn)武器;從參戰(zhàn)的武器系統(tǒng)到后勤保障;從軍事科學(xué)試驗(yàn)到軍事裝備工程;從戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)到戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)指揮;從戰(zhàn)爭(zhēng)準(zhǔn)備、戰(zhàn)略決策到戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)施，遍及整個(gè)作戰(zhàn)系統(tǒng)及戰(zhàn)爭(zhēng)的全過(guò)程，而且必將在未來(lái)的高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中促使作戰(zhàn)的時(shí)域、空域和頻域更加擴(kuò)大，更加影響和改變作戰(zhàn)的方式和效率，大幅度提高武器的威力和作戰(zhàn)指揮及戰(zhàn)場(chǎng)管理能力。
傳感器
2.4環(huán)境保護(hù)
目前，地球的大氣污染、水質(zhì)污濁及噪聲已嚴(yán)重地破壞了地球的生態(tài)平衡和我們賴(lài)以生存的環(huán)境，這一現(xiàn)狀已引起了世界各國(guó)的重視。為保護(hù)環(huán)境，利用傳感器制成的各種環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器正在發(fā)揮著積極的作用。
中國(guó)現(xiàn)在的環(huán)境受到了極大的污染，主要是工業(yè)的發(fā)展造成了嚴(yán)重的污染。長(zhǎng)江、黃河等水域都有不同程度的污染;空氣現(xiàn)在的空氣也不新鮮，特別是在有工業(yè)的地方，比如說(shuō)PM2.5等超標(biāo);這些都是通過(guò)傳感器檢測(cè)出來(lái)的。
2.5物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)指的是將無(wú)處不在(Ubiquitous)的末端設(shè)備(Devices)和設(shè)施(Facilities)，包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動(dòng)終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID的各種資產(chǎn)(Assets)、攜帶無(wú)線終端的個(gè)人與車(chē)輛等“智能化物件或動(dòng)物”或“智能塵埃”(Mote)，通過(guò)各種無(wú)線/有線的長(zhǎng)距離/短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通(M2M)、應(yīng)用大集成(Grand Integration)、以及基于云計(jì)算的SaaS營(yíng)運(yùn)等模式，提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬(wàn)物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)保”的“管、控、營(yíng)”一體化。簡(jiǎn)單的講，物聯(lián)網(wǎng)是物與物、人與物之間的信息傳遞與控制，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)其中就包括傳感器技術(shù)。
2.6機(jī)器人
目前，在勞動(dòng)強(qiáng)度大或危險(xiǎn)作業(yè)的場(chǎng)所，已逐步使用機(jī)器人取代人的工作。一些高速度、高精度的工作，由機(jī)器人來(lái)承擔(dān)也是非常合適的。但這些機(jī)器人多數(shù)是用來(lái)進(jìn)行加工、組裝、檢驗(yàn)等工作，屑于生產(chǎn)用的自動(dòng)機(jī)械式的單能機(jī)器人。在這些機(jī)器人身上僅采用了檢測(cè)臂的位置和角度的傳感器。
要使機(jī)器人和人的功能更為接近，以便從事更高級(jí)的工作，要求機(jī)器人能有判斷能力，這就要給機(jī)器人安裝物體檢口傳感器，特別是視覺(jué)傳感器和觸覺(jué)傳感器，使機(jī)器人通過(guò)視覺(jué)對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)，通過(guò)觸覺(jué)對(duì)物體產(chǎn)生壓覺(jué)、力覺(jué)、滑動(dòng)感覺(jué)和重量感覺(jué)。這類(lèi)機(jī)器人被稱(chēng)為智能機(jī)器人，它不僅可以從事特殊的作業(yè)，而且一般的生產(chǎn)、事務(wù)和家務(wù)，全部可由智能機(jī)器人去處理，這是現(xiàn)在發(fā)展機(jī)器人的主要研究對(duì)象之一。
2.7遙感技術(shù)
衛(wèi)星遙感(satellite remote sensing)是航天遙感的組成部分，以人造地球衛(wèi)星作為遙感平臺(tái)，主要利用衛(wèi)星對(duì)地球和低層大氣進(jìn)行光學(xué)和電子觀測(cè)。即從遠(yuǎn)離地面的不同工作平臺(tái)上(如高塔、氣球、飛機(jī)、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等)通過(guò)傳感器，對(duì)地球表面的電磁波(輻射)信息進(jìn)行探測(cè)，并經(jīng)信息的傳輸、處理和判讀分析，對(duì)地球的資源與環(huán)境進(jìn)行探測(cè)和監(jiān)測(cè)的綜合性技術(shù)。
雷達(dá)傳感器
在飛機(jī)及航天飛行器上裝用的傳感器是近紫外線、可見(jiàn)光、遠(yuǎn)紅外線及微波等傳感器。在船舶上向水下觀測(cè)時(shí)多采用超聲波傳感器。例如，要探測(cè)一些礦產(chǎn)資源埋藏在什么地區(qū)，就可以利用人造衛(wèi)星上的紅外接受傳感器從地面發(fā)出的紅外線的量進(jìn)行測(cè)量，然后由人造衛(wèi)星通過(guò)微波再發(fā)送到地面站，經(jīng)地面站計(jì)算機(jī)處理，便可根據(jù)紅外線分布的差異判斷出埋有礦藏的地區(qū)。
本文總結(jié)了傳感器的工作原理以及應(yīng)用。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。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來(lái)，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(chēng)的新水平。
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