傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
? ? ? 傳感器狹義的定義為:能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件或裝置。傳感器的廣義定義:“凡是利用一定的物質(zhì)(物理、化學、生物)法則、定理、定律、效應等進行能量轉(zhuǎn)換與信息轉(zhuǎn)換,并且輸出與輸入嚴格一一對應的器件或裝置均可稱為傳感器”。
? ? ? 信息化的21世紀,離開不了傳感器,傳感器的應用領域非常的廣泛,電子計算機、生產(chǎn)自動化、現(xiàn)代信息、軍事、交通、化學、環(huán)保、能源、海洋開發(fā)、遙感、宇航等等。下面對一些常用的傳感器做簡單的介紹。
1.傳感器與環(huán)境保護
? ? ? 目前,地球的大氣污染、水質(zhì)污濁及噪聲已嚴重地破壞了地球的生態(tài)平衡和我們賴以生存的環(huán)境,這一現(xiàn)狀已引起了世界各國的重視。為保護環(huán)境,利用傳感器制成的各種環(huán)境監(jiān)測儀器正在發(fā)揮著積極的作用。
? ? ? 中國現(xiàn)在的環(huán)境受到了極大的污染,主要是工業(yè)的發(fā)展造成了嚴重的污染。長江、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PM2.5等超標;這些都是通過傳感器檢測出來的。
2.傳感器在機器人上的應用
? ? ? 目前,在勞動強度大或危險作業(yè)的場所,已逐步使用機器人取代人的工作。一些高速度、高精度的工作,由機器人來承擔也是非常合適的。但這些機器人多數(shù)是用來進行加工、組裝、檢驗等工作,屑于生產(chǎn)用的自動機械式的單能機器人。在這些機器人身上僅采用了檢測臂的位置和角度的傳感器。
? ? ? 要使機器人和人的功能更為接近,以便從事要求更高的工作,要求機器人能有判斷能力,這就要給機器人安裝物體檢口傳感器,特別是視覺傳感器和觸覺傳感器,使機器人通過視覺對物體進行識別和檢測,通過觸覺對物體產(chǎn)生壓覺、力覺、滑動感覺和重量感覺。這類機器人被稱為智能機器人,它不僅可以從事特殊的作業(yè),而且一般的生產(chǎn)、事務和家務,全部可由智能機器人去處理,這是現(xiàn)在發(fā)展機器人的主要研究對象之一。
3.傳感器與家用電器
? ? ? 現(xiàn)代家用電器中普遍應用著傳感器。傳感器在電子爐灶、自動電飯鍋、吸塵器、空調(diào)器、電子熱水器、熱風取暖器、風干器、報警器、電樊斗、電風扇、游戲機、電子驅(qū)蚊器、洗衣機、洗碗機、照像機、電冰箱、彩色及平板電視機、錄像機、錄音機、收音機、影碟機及家庭影院等方面得到了廣泛的應用。
? ? ? 隨著人們生活水平的不斷提高,對提高家用電器產(chǎn)品的功能及自動化程度的要求極為強烈。為滿足這些要求,首先要使用能檢測模擬量的高精度傳感器,以獲取正確的控制信息,再由微型計算機進行控制,使用家用電器更加方便、安全、可靠,并減少能源消耗,為更多的家庭創(chuàng)造一個舒適的生活環(huán)境。
? ? ?? 目前,家庭自動化的藍圖正在設計之中,未來的家庭將由中央控制裝置的微型計算機,通過各種傳感器代替人監(jiān)視家庭的各種狀態(tài),并通過控制設備進行著各種控制。家庭自動化的主要內(nèi)容包括:安全監(jiān)視與報警、空調(diào)及照明控制、耗能控制、太陽光自動跟蹤、家務勞動自動化及人身健康管理等。家庭自動化的實現(xiàn),可使人們有更多的時間用于學習、教育或休息娛樂。
4.傳感器與物聯(lián)網(wǎng)
? ? ? 物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡。它具有普通對象設備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務智能化3個重要特征。
? ? ? 物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)指的是將無處不在(Ubiquitous)的末端設備(Devices)和設施(Facilities),包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設施、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)、攜帶無線終端的個人與車輛等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”(Mote),通過各種無線/有線的長距離/短距離通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)互通(M2M)、應用大集成(Grand Integration)、以及基于云計算的SaaS營運等模式,提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統(tǒng)計報表、決策支持、領導桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服務功能,實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?!钡摹肮?、控、營”一體化。簡單的講,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)應用中有三項關鍵技術其中就包括傳感器技術。
5.傳感器在醫(yī)療及人體醫(yī)學上的應用
? ? ? 隨著醫(yī)用電子學的發(fā)展,僅憑醫(yī)生的經(jīng)驗和感覺進行診斷的時代將會結(jié)束?,F(xiàn)在,應用醫(yī)用傳感器可以對人體的表面和內(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、心腦電波等進行高難度的診斷。顯然,傳感器對促進醫(yī)療技術的高度發(fā)展起著非常重要的作用。
? ? ? 為增進國家人民的健廢水平,我國醫(yī)療制度的改革,將把醫(yī)療服務對象擴大到全民。以往的醫(yī)療工作僅局限于以****為中心,今后,醫(yī)療工作將在**的早期診斷、早期**、遠距離診斷及人工器官的研制等廣泛的范圍內(nèi)發(fā)揮作用,而傳感器在這些方面將會得到越來越多的應用。
6.傳感器與遙感技術
? ? ? 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,主要利用衛(wèi)星對地球和低層大氣進行光學和電子觀測。即從遠離地面的不同工作平臺上(如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等)通過傳感器,對地球表面的電磁波(輻射)信息進行探測,并經(jīng)信息的傳輸、處理和判讀分析,對地球的資源與環(huán)境進行探測和監(jiān)測的綜合性技術。
? ? ?? 在飛機及航天飛行器上裝用的傳感器是近紫外線、可見光、遠紅外線及微波等傳感器。在船舶上向水下觀測時多采用超聲波傳感器。例如,要探測一些礦產(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)出的紅外線的量進行測量,然后由人造衛(wèi)星通過微波再發(fā)送到地面站,經(jīng)地面站計算機處理,便可根據(jù)紅外線分布的差異判斷出埋有礦藏的地區(qū)。
7.傳感器在軍事上的應用
? ? ? 現(xiàn)在的戰(zhàn)場都是信息化戰(zhàn)場,而信息化是離不開傳感器的。軍事專家認為:一個國家軍用傳感器制造技術水平的高低,決定了該國武器制造水平的高低,決定了該國武器自動化程度的高低,*終決定了該國武器性能的優(yōu)劣。當今,傳感器在軍事上的應用極為廣泛,可以說無時不用、無處不用,大到星體、兩彈、飛機、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;從軍事科學試驗到軍事裝備工程;從戰(zhàn)場作戰(zhàn)到戰(zhàn)略、戰(zhàn)術指揮;從戰(zhàn)爭準備、戰(zhàn)略決策到戰(zhàn)爭實施,遍及整個作戰(zhàn)系統(tǒng)及戰(zhàn)爭的全過程,而且必將在未來的高技術戰(zhàn)爭中促使作戰(zhàn)的時域、空域和頻域更加擴大,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)場管理能力。
? ? ?? 從上述看來,傳感器在我們生活中應用很廣泛,可以說是無處不在。