時(shí)間：2022-02-05 19:48:52
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光纖傳感器主要由光源、光纖與探測(cè)器3部分組成，光源發(fā)出的光耦合進(jìn)光纖，經(jīng)光纖進(jìn)入調(diào)制區(qū)，在調(diào)治區(qū)內(nèi)，外界被測(cè)參數(shù)作用于進(jìn)入調(diào)區(qū)內(nèi)的光信號(hào)，是其光學(xué)性質(zhì)如光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器而獲得被測(cè)參數(shù)，光纖傳感器中的光纖通常由纖芯、包層、樹(shù)脂涂層和塑料護(hù)套組成，纖芯和包層具有不同的折射率，樹(shù)脂涂層對(duì)光纖起保護(hù)作用，光纖按材料組成分為玻璃光纖和塑料光纖；按光纖纖芯和包層折射率的分布可分為階躍折射率型光纖和梯度折射率光纖兩種。光纖能夠約束引導(dǎo)光波在其內(nèi)部或表面附近沿軸線方向向前傳播，具有感測(cè)和傳輸?shù)碾p重功能，是一種非常重要的智能材料。
2.光纖傳感器的類型及特點(diǎn)
光纖傳感器的類型很多，按光纖傳感器中光纖的作用可分為傳感型和傳光型兩種類型。
傳感型光纖傳感器又稱為功能型光纖傳感器，主要使用單模光纖，光纖不僅起傳光作用，同時(shí)又是敏感元件，它利用光纖本身的傳輸特性經(jīng)被測(cè)物理量作用而發(fā)生變化的特點(diǎn)，使光波傳導(dǎo)的屬性(振幅、相位、頻率、偏振)被調(diào)制。因此，這一類光纖傳感器又分為光強(qiáng)調(diào)制型，偏振態(tài)調(diào)制型和波長(zhǎng)調(diào)制型等幾種。對(duì)于傳感型光纖傳感器，由于光纖本身是敏感元件，因此加長(zhǎng)光纖的長(zhǎng)度可以得到很高的靈敏度。
傳光型光纖傳感器又稱非功能型光纖傳感器，它是將經(jīng)過(guò)被測(cè)對(duì)象所調(diào)制的光信號(hào)輸入光纖后，通過(guò)在輸出段進(jìn)行光信號(hào)處理而進(jìn)行測(cè)量的。在這類傳感器中，光纖僅作為傳光元件，必須附加能夠?qū)饫w所傳遞的光進(jìn)行調(diào)治的敏感元件才能組成傳感元件。
3.光纖傳感器的應(yīng)用
光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了許多行業(yè)多年來(lái)一直存在的技術(shù)難題，具有很大的市場(chǎng)需求。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用:
(1)城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中，用于測(cè)試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動(dòng)荷載應(yīng)力從而來(lái)評(píng)估橋梁短期、施工階段和長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。
(2)在電力系統(tǒng)，需要測(cè)定溫度、電流等參數(shù)，如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測(cè)等，由于電類傳感器易受強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾，無(wú)法在這些場(chǎng)合中使用，只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布的高新技術(shù)，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普通光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)，還具有對(duì)光纖沿線各點(diǎn)的溫度的分布式傳感能力，利用這種特點(diǎn)我們可以連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量光纖沿線幾公里內(nèi)各點(diǎn)的溫度，定位精度可達(dá)米的量級(jí)，測(cè)溫精度可達(dá)1度的水平，非常適用于大范圍多點(diǎn)測(cè)溫的應(yīng)用場(chǎng)合。
(3)在石油化工系統(tǒng)、礦井、大型電廠等，需要檢測(cè)氧氣、碳?xì)浠衔铩O等氣體，采用電類傳感器不但達(dá)不到要求的精度，更嚴(yán)重的是會(huì)引起安全事故。因此，研究和開(kāi)發(fā)高性能的光纖氣敏傳感器，可以安全有效地實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)。
(4)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨床醫(yī)學(xué)檢測(cè)、食品安全檢測(cè)等方面，由于其環(huán)境復(fù)雜，影響因素多，使用其它傳感器達(dá)不到所需要的精度，并且易受外界因素的干擾，采用光纖傳感器可以具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較高的精度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)上述各領(lǐng)域的生物量的快速、方便、準(zhǔn)確地檢測(cè)。目前，我國(guó)水源的污染情況嚴(yán)重，臨床檢驗(yàn)、食品安全檢測(cè)手段比較落后，光纖傳感器在這些領(lǐng)域具有極好的市場(chǎng)前景。
(5)醫(yī)學(xué)及生物傳感器。醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用光纖輻射劑量計(jì)、呼吸系統(tǒng)氣流傳感系統(tǒng);圓錐形微型FOS測(cè)量氧氣濃度及其他生物參數(shù);用FOS探測(cè)氫氧化物及其他化學(xué)污染物;光纖表面細(xì)胞質(zhì)粒基因組共振生物傳感器;生物適應(yīng)FOS系統(tǒng)應(yīng)用于海水監(jiān)測(cè)、生化技術(shù)、醫(yī)藥。
光纖傳感器在實(shí)踐中運(yùn)用到的例子舉不勝舉，這些技術(shù)都是多學(xué)科的綜合，涵蓋的知識(shí)面廣，象光纖陀螺，火花塞光纖傳感器，光纖傳感復(fù)合材料，以及利用光纖傳感器對(duì)植物葉綠素的研究等等；隨著科技的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的光纖傳感器將面世，它將被應(yīng)用到生產(chǎn)生活的每一個(gè)角落。
4.光纖傳感器的技術(shù)發(fā)展方向
光纖傳感技術(shù)經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展也已獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步，出現(xiàn)了很多實(shí)用性的產(chǎn)品，然而實(shí)際的需要是各種各樣的，光纖傳感技術(shù)的現(xiàn)狀仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要。目前，光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向是。
(1)傳感器的實(shí)用化研究。即一種光纖傳感器不僅只針對(duì)一種物理量，要能夠?qū)Χ喾N物理量進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。
(2)提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度，降低其成本，設(shè)計(jì)復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò)工程。注意分布式傳感器的參數(shù)，即壓力、溫度，特別是化學(xué)參數(shù)(碳?xì)浠衔铩⒁恍┪廴疚铩穸取H值等)對(duì)光纖的影響。
(3)傳感器用特殊光纖材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纖、熒光光纖、電極化光纖的研究等。這些將是以后傳感器進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。
(4)在惡劣條件下(高溫、高壓、化學(xué)腐蝕)低成本傳感器(支架、連接、安裝)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
(5)新傳感機(jī)理的研究，開(kāi)拓新型光纖傳感器。
參考文獻(xiàn)
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一、基于傳感技術(shù)探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
在教學(xué)實(shí)踐中我利用傳感技術(shù)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻玫胶芎玫膶?shí)驗(yàn)效果。分析教材、根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生的年齡特點(diǎn)合理選擇利用數(shù)字化傳感器材能夠有效提高課堂實(shí)驗(yàn)效果。課堂實(shí)驗(yàn)探究的高效，傳感技術(shù)儀器的有效使用，不僅需要分析教材，合理選材，還需要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。只有通過(guò)有效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，以學(xué)生為主體性，讓學(xué)生配合教師來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生便于理解，又可增加學(xué)習(xí)興趣，才能使實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單易行，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。以下是四上年級(jí)《運(yùn)動(dòng)起來(lái)會(huì)怎樣》一個(gè)有關(guān)于心率傳感器的實(shí)驗(yàn)。首先，連接手握心率傳感器、界面和計(jì)算機(jī)。其次，啟動(dòng)LoggerPro或LoggerLite軟件，最后，程序?qū)⒆詣?dòng)識(shí)別手握心率傳感器，這樣就可以準(zhǔn)備采集數(shù)據(jù)了。測(cè)量一個(gè)人在激烈活動(dòng)，例如做跳躍運(yùn)動(dòng)前、之間和之后的心率；測(cè)量一個(gè)人在運(yùn)動(dòng)后的心率返回平常心率要多久。讓學(xué)生在探究實(shí)踐的過(guò)程中，注重體驗(yàn)和感悟，又便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受和理解，從而也激發(fā)學(xué)生的興趣。
二、傳感技術(shù)探究實(shí)驗(yàn)室的組建
為了提高實(shí)驗(yàn)探究效率，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展，創(chuàng)建探究實(shí)驗(yàn)室，合理利用“數(shù)字化”儀器設(shè)備是非常重要的。數(shù)據(jù)采集器和傳感器的配備，主要用于采集并儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并根據(jù)探究需測(cè)定的參數(shù)。通過(guò)政府采購(gòu)，我們采購(gòu)到探究實(shí)驗(yàn)室套材，主要有濕度、音高、音量、光強(qiáng)、pH值、溶解氧濃度、電流、電壓、氧氣含量、二氧化碳含量等傳感器，還可以根據(jù)需求來(lái)自行選擇；同時(shí)，這些儀器的輕巧與便攜還為學(xué)生進(jìn)行戶外探究提供了可能。計(jì)算機(jī)軟件的安裝將傳感器插入計(jì)算機(jī)時(shí)，傳感器可以精確地測(cè)量實(shí)驗(yàn)中獲取的各種數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集器傳到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)經(jīng)由配套軟件將數(shù)據(jù)以表格和圖像的形式呈現(xiàn)，并進(jìn)行分析處理。
三、傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)器材在拓展課程中的應(yīng)用
基于激光傳感器的船舶交通量觀測(cè)系統(tǒng),以激光傳感器作為船舶數(shù)據(jù)的采集手段,實(shí)現(xiàn)船舶特征識(shí)別;以多激光傳感器在航船舶通行檢測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ),采用多源數(shù)據(jù)融合和機(jī)器學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)船舶特征辨識(shí)和自適應(yīng)誤差控制。
由于系統(tǒng)中選用了兩臺(tái)不同型號(hào)的激光傳感器作為船舶特征信息的采集,它們采用的數(shù)據(jù)接口各異。因此,需選用不同的傳輸方式獲取其數(shù)據(jù)信息。通過(guò)對(duì)三種方案的實(shí)踐和比較,最終得到了合適的傳輸方案。
激光傳感器數(shù)據(jù)的傳輸
1、激光傳感器
激光傳感器船舶交通量觀測(cè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)三個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中的激光傳感器通過(guò)自身激光頭的旋轉(zhuǎn),對(duì)物體進(jìn)行短時(shí)間的線掃描,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物截面的二維掃描,可實(shí)時(shí)采集航道上的目標(biāo)圖像。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由兩臺(tái)激光傳感器組成。
2、激光傳感器數(shù)據(jù)的傳輸
傳輸方案:
傳輸方案:本方案為最初設(shè)計(jì)的傳輸方案,設(shè)計(jì)基于設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、安裝方便的原則。 具體方案1號(hào)激光器采用以太網(wǎng)的無(wú)線傳輸,2號(hào)激光器由于沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)接口,采用了通訊電纜RS422方式傳輸。
極限型相對(duì)于濃差型，不需要參比氣，在固體電解質(zhì)的陰極側(cè)進(jìn)一步設(shè)置限制氣體擴(kuò)散的擴(kuò)散層。當(dāng)在固體電解質(zhì)兩側(cè)施加一電壓，陰極附近的氧得到電子形成O2-，O2-通過(guò)固體電解質(zhì)到達(dá)陽(yáng)極被還原失去電子產(chǎn)生氧，在電極電路中產(chǎn)生可測(cè)泵電流，這相當(dāng)于一個(gè)電化學(xué)氧泵。施加的電壓增大，泵氧速度增大，當(dāng)電壓超過(guò)某一數(shù)值，氣體擴(kuò)散速度小于泵氧速度，泵電流達(dá)到極限值。依據(jù)擴(kuò)散孔隙大小，分為普通擴(kuò)散（孔徑遠(yuǎn)大于分子平均自由程）和克努森（孔徑遠(yuǎn)小于分子平均自由程）擴(kuò)散。在擴(kuò)散層參數(shù)（擴(kuò)散系數(shù)、孔截面積、孔長(zhǎng)度）固定時(shí)，普通擴(kuò)散（如小孔型）的極限電流與氧分壓的對(duì)數(shù)成正比；克努森擴(kuò)散（如多孔型）的極限電流與氧分壓成正比。極限型在理論空燃比附近以及濃燃燒（貧氧）區(qū)域產(chǎn)生電信號(hào)極其微弱，因此主要用于稀薄（富氧）燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)（即作為稀薄空燃比型）。極限型需要加熱器使得固體電解質(zhì)達(dá)到工作溫度。為了調(diào)整傳感器的響應(yīng)時(shí)間，極限型也發(fā)展了套管式、平板式。根據(jù)擴(kuò)散層類型，極限型包括物理擴(kuò)散障礙型（包括小孔擴(kuò)散和多孔擴(kuò)散）、化學(xué)擴(kuò)散障礙型（致密型）。物理擴(kuò)散障礙的材料一般為Al2O3；化學(xué)擴(kuò)散障礙的材料是固體電子-離子混合導(dǎo)體，后者是依靠混合導(dǎo)體兩側(cè)的氧化學(xué)勢(shì)差，通過(guò)混合導(dǎo)體的晶格缺陷將O2-傳輸至氧泵電池的陰極，混合導(dǎo)體的材料可為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鑭系過(guò)渡金屬氧化物（如鑭鍶錳、鑭鍶鈷、鑭鍶鎳、銣鍶鈷、銣鈣鈷等）、稀土與過(guò)渡金屬摻雜的氧化鈰和氧化鋯為基體的螢石與燒綠石型氧化物。另外，利用濃差電池原理和電化學(xué)氧泵原理可組成管式或板式雙電池型寬域氧傳感器，該型傳感器可用于整個(gè)濃燃燒和稀薄燃燒范圍的空燃比控制。
2氧化物半導(dǎo)體型
在氧化物半導(dǎo)體表面上形成一對(duì)電極。根據(jù)周圍氣氛的分壓，氧化物半導(dǎo)體（如TiO2、Nb2O5、CeO2、CoO2、SnO2、ZnO等）自身進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)，導(dǎo)致半導(dǎo)體的電阻發(fā)生變化。在溫度固定時(shí)，半導(dǎo)體電阻的對(duì)數(shù)與氧分壓的對(duì)數(shù)成正比。該型傳感器需要加熱器使得半導(dǎo)體達(dá)到工作溫度，不需要參比氣，按照結(jié)構(gòu)分為燒結(jié)體型（片狀）、薄膜型、厚膜型。
3場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）型或肖特基勢(shì)壘二極管型
電極形成在FET的YSZ柵上或半導(dǎo)體表面的氧敏膜上。在氣/鉑/YSZ或氣/鉑/TiO2三相界面上，氧被催化為O2-，使得鉑/YSZ或鉑/TiO2界面的電位發(fā)生變化，進(jìn)而使得FET閾值電壓或二極管端電壓發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量FET閾值電壓或二極管端電壓變化獲得氧分壓。該型傳感器適用于室溫到高溫。
4混合電勢(shì)型
1.1無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很受大眾的喜歡與它的高科技的發(fā)展是分不開(kāi)的，而且許多國(guó)家也很重視它的發(fā)展，世界各國(guó)的工業(yè)界、高科技界和學(xué)術(shù)界對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展展開(kāi)了猛烈的攻勢(shì)，希望可以通過(guò)靠科技技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，許多國(guó)家還將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)列入國(guó)家的重點(diǎn)研究技術(shù)，而且一些周刊和雜志對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)也很高，認(rèn)為無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是未來(lái)引領(lǐng)世界計(jì)算機(jī)進(jìn)步的主要技術(shù)。
1.2無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展還很緩慢，這主要是由于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)出現(xiàn)的時(shí)間比較晚，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)的研究方案中還處在初級(jí)階段，與西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在嚴(yán)重的滯后性，我國(guó)在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的研究主要局限在仿真計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等，在人們的生活和軍事中的應(yīng)用還很少，而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已經(jīng)可以用來(lái)作環(huán)境監(jiān)測(cè)，我國(guó)卻沒(méi)有將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)處。
1.3目前，中國(guó)的未來(lái)技術(shù)研究方向中有幾項(xiàng)是專門針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行直接論述的，而且在一些重大會(huì)議的決策里面，也將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)列為三大前沿信息技術(shù)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的自發(fā)組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能感知技術(shù)都成為中國(guó)重點(diǎn)信息技術(shù)研究，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)如此重視的情況下一定會(huì)有所成就，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也成為社會(huì)信息技術(shù)發(fā)展的必然，在我國(guó)，信息技術(shù)領(lǐng)域廣泛地被應(yīng)用已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)，對(duì)人們的生活、工作和社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)很深刻的影響。
2無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
2.1無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)代社會(huì)，人類的生活水平在逐漸的提高，人們對(duì)于環(huán)境的探討也越來(lái)越重視，環(huán)境方面的應(yīng)用科學(xué)也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的環(huán)境探索的模式已經(jīng)不能滿足人們對(duì)環(huán)境探索強(qiáng)烈的欲望，而且關(guān)于環(huán)境的采集數(shù)據(jù)的難度也越來(lái)越大。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)及時(shí)地解決了環(huán)境探索方面的難關(guān)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)戶外的野生動(dòng)物的跟蹤、發(fā)現(xiàn)和保護(hù)做出了巨大的貢獻(xiàn)，通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人們能夠?qū)Ω鞣N野生動(dòng)物的生存成長(zhǎng)環(huán)境做監(jiān)測(cè)，比如說(shuō)動(dòng)物生存環(huán)境的氣象、洪澇災(zāi)害、地球的物理環(huán)境、環(huán)境的污染狀況、大氣的監(jiān)測(cè)等等，根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果采取必要的保護(hù)措施和改善措施。
2.2無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)起于軍事領(lǐng)域，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在軍事上的應(yīng)用是它能夠在國(guó)家的邊疆上站崗放哨做警衛(wèi)，將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)器安置在國(guó)家的邊疆防線上，士兵可以直接通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)國(guó)家邊疆進(jìn)行防御，接受來(lái)自不同方向的信息并及時(shí)果斷地做出相應(yīng)的措施。無(wú)線傳感器在軍事上的另外一個(gè)應(yīng)用就是可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，以及時(shí)地防范敵軍的可能的侵襲和進(jìn)攻，還可以通過(guò)無(wú)線傳感技術(shù)對(duì)無(wú)人駕駛的車輛進(jìn)行擺布，戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)還能對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的破壞性和環(huán)境污染程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)并且評(píng)估。
2.3無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在家庭生活中的應(yīng)用和發(fā)展無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最貼近人的生活的應(yīng)用就是在家庭生活中的應(yīng)用，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)器可以為人民的生活提供很多方便，并且能夠使人們的生活環(huán)境更舒適，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為人們的生活提供比較人性化智能家居，比如說(shuō)像冰箱、真空吸塵器、錄像機(jī)和微波爐等，這樣用戶就可以在遠(yuǎn)處遙控這些家用產(chǎn)品，而且還能通過(guò)無(wú)線傳感技術(shù)在家里的主要房間安裝監(jiān)測(cè)器，以便隨時(shí)控制家里的安全。
2.4無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在健康護(hù)理人的方面的應(yīng)用主要是用來(lái)對(duì)患者和醫(yī)生的行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)，人的身體里面有很多我們并不知道的生理和心理數(shù)據(jù)，將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)安裝在病人的身上就可以隨時(shí)觀察病人的病情，并得到及時(shí)的救治，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)在不久的將來(lái)會(huì)更加的方便，用途也會(huì)更加的多，還能實(shí)現(xiàn)醫(yī)療的遠(yuǎn)程遙控。
3結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)在在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都普遍的運(yùn)用到了傳感器技術(shù)，集成化方向已經(jīng)成為機(jī)電系統(tǒng)當(dāng)中的傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，集成化傳感器具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性、較輕的重量、較小的體積以及較高的可靠性等特點(diǎn)，同時(shí)還具有較低的生產(chǎn)成本，非常容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，因此具有非常廣闊的發(fā)展前景。
2傳感器技術(shù)在機(jī)電技術(shù)當(dāng)中的應(yīng)用
由于傳感器的電磁兼容性能比較強(qiáng)，因此具有較高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)可行性，同時(shí)還不容易丟失其中的模塊參數(shù)。智能濾波算法以及A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)都在傳感器當(dāng)中得到了應(yīng)用，就算是滿量程的時(shí)候，傳感器仍然可以使穩(wěn)定的輸出碼得到保證。傳感器的通訊接口屬于標(biāo)準(zhǔn)的接口，其能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接的連接，同時(shí)也可以連接標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制總線，具有十分靈活的使用方式。
2.1在機(jī)器人中傳感器技術(shù)的應(yīng)用
作為典型的仿生裝置，機(jī)器人對(duì)傳感器技術(shù)進(jìn)行了充分的應(yīng)用。通過(guò)將感知到的物理量向電量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，機(jī)器人就可以實(shí)現(xiàn)信息輸出，在這個(gè)過(guò)程中對(duì)機(jī)器人傳感技術(shù)進(jìn)行了充分的利用，其中包括兩方面的內(nèi)容，也就是外部傳感器以及內(nèi)部傳感器。外部傳感器需要通過(guò)檢測(cè)外部信息，從而對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行判別，為機(jī)器人提供必要的信息，使之能夠?qū)Σ僮鲗?duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。而實(shí)施系統(tǒng)的控制是內(nèi)部傳感器的主要功能，其能夠?qū)C(jī)器人的狀態(tài)進(jìn)行有效的檢測(cè)，保證機(jī)器人在工作的過(guò)程中能夠按照要求來(lái)進(jìn)行。內(nèi)部傳感器可以將具有價(jià)值的信息提供給外部傳感器，從而能夠使機(jī)器人對(duì)外部的環(huán)境產(chǎn)生有效的感知，并且將相應(yīng)的動(dòng)作做出。與此同時(shí)，在科技生產(chǎn)的過(guò)程中，還可以利用對(duì)機(jī)器人的操作從而能夠?qū)Ψ答伒囊庖?jiàn)進(jìn)行獲取。
2.2在機(jī)械制造行業(yè)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用
由于在機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中需要實(shí)施包括加工精度等在內(nèi)的動(dòng)態(tài)特性測(cè)量，因此要利用傳感器針對(duì)機(jī)械阻抗以及振動(dòng)等相關(guān)部件當(dāng)中的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行檢驗(yàn)。如果需要在線監(jiān)測(cè)與控制超精加工中的零件尺寸的時(shí)候，就要利用傳感器將相關(guān)的信息提供出來(lái)。比如利用傳感器針對(duì)數(shù)控車床中車刀的位置進(jìn)行檢測(cè)；由于工件的表面精度以及尺寸在很大程度上都會(huì)受到刀尖形狀的影響，可以采用在車刀上放置的振動(dòng)傳感器對(duì)其鋒銳的程度進(jìn)行檢驗(yàn)。還可以利用液面?zhèn)鞲衅麽槍?duì)液壓系統(tǒng)中的油量以及車床中的油進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
2.3在環(huán)境當(dāng)中傳感技術(shù)的應(yīng)用
傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)當(dāng)中通常具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，其中包括無(wú)需專人現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、可以長(zhǎng)期不用對(duì)電池進(jìn)行更換、具有十分簡(jiǎn)單的布置等。可以利用對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密集的布置，從而對(duì)微觀的環(huán)境因素進(jìn)行觀察。在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域當(dāng)中對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)具有非常廣泛的應(yīng)用，其中包括微觀觀測(cè)生物群落、森林火災(zāi)報(bào)警、觀察氣象現(xiàn)象、觀測(cè)海島鳥(niǎo)類的生活規(guī)律等。
2.4在火災(zāi)報(bào)警當(dāng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用
防災(zāi)報(bào)警裝置是現(xiàn)代建筑必須要具備的，其中最為關(guān)鍵的就是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候一般都會(huì)出現(xiàn)有害氣體、高溫、火光以及煙霧等。如果將傳感器運(yùn)用到火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)當(dāng)中，就可以對(duì)異常的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之變成容易進(jìn)行傳送的形式，然后就可以利用消防網(wǎng)絡(luò)向指揮中心提供火災(zāi)地點(diǎn)的報(bào)告。
3結(jié)語(yǔ)
傳感器是一種檢測(cè)裝置，其測(cè)量對(duì)象是被檢測(cè)系統(tǒng)的信息，然后將其以不同的形式進(jìn)行傳輸、處理和管理等工作，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被檢測(cè)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)測(cè)量和控制。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，傳感器的作用就是類似于人的感覺(jué)器官，幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)探索和發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)中存在的問(wèn)題。因此，將傳感器技術(shù)應(yīng)用于檢測(cè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的操作對(duì)象以及運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)，能夠精確、快速的獲取機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)作信息，有效地提高了機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行水平。目前，傳感器技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于人們的生活和生產(chǎn)當(dāng)中，引起了人們的高度重視。但是與此同時(shí)，由于傳感器技術(shù)在我國(guó)的起步較晚，在發(fā)展過(guò)程中仍然存在著一些局限性，因此為了提高傳感器技術(shù)的精確度，還需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)與完善。
2傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用價(jià)值
機(jī)電一體化技術(shù)包含機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及人工智能技術(shù)等多方面內(nèi)容，在發(fā)展過(guò)程中直接導(dǎo)致了自動(dòng)化技術(shù)的產(chǎn)生。而從某種程度上說(shuō)，傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化發(fā)展過(guò)程中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，影響著機(jī)電一體化系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。
2.1傳感器技術(shù)在機(jī)械加工過(guò)程中的應(yīng)用
眾所周知，在機(jī)械加工的過(guò)程中，需要檢測(cè)的地方有很多，下面將從兩個(gè)個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：第一，將傳感器技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械的切削過(guò)程和機(jī)床運(yùn)行過(guò)程。現(xiàn)階段，在切削方面，傳感器技術(shù)主要是對(duì)切削過(guò)程中的機(jī)械設(shè)備切削力的變化狀態(tài)進(jìn)行控制，通過(guò)分析這個(gè)過(guò)程當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的了解，保證切削過(guò)程的順利進(jìn)行，提高切削過(guò)程的生產(chǎn)效率，以及降低材料的消耗量。將傳感器技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床的運(yùn)行當(dāng)中，主要是為了對(duì)機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、溫度進(jìn)行檢測(cè)，從而保證機(jī)床運(yùn)行的安全性，通過(guò)分析得到的相應(yīng)參數(shù)，從而不斷提高機(jī)床的運(yùn)行效率和精度。第二，將傳感器技術(shù)應(yīng)用到工件的生產(chǎn)過(guò)程。與切削和機(jī)床的運(yùn)行過(guò)程相比，工件的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)視是非常重要，而且研究和應(yīng)用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要對(duì)所用的加工設(shè)備和坯件進(jìn)行自動(dòng)檢查，從而保證加工過(guò)程的正常進(jìn)行，比如說(shuō)自動(dòng)判斷和調(diào)整坯件的夾持方位等；其次，在加工過(guò)程中，也有嚴(yán)格的要求，對(duì)切削的剫、力度、扭矩等參數(shù)都需要進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，以保證加工條件處于最佳狀態(tài)，除此之外，對(duì)于在這個(gè)過(guò)程中加入傳感技術(shù)的其他目的還在于提高切削過(guò)程的生產(chǎn)效率；最后，在加工完成之后還需要對(duì)工件的合格與否進(jìn)行測(cè)量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等，由于檢查的過(guò)程比較繁瑣和復(fù)雜，所以這些檢測(cè)需要能夠自動(dòng)的進(jìn)行，并且可以將檢測(cè)結(jié)果直接輸入到下一道程序，從而選用合格的產(chǎn)品。
2.2傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用
近年來(lái)，隨著傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車不斷朝著智能化、小型化和電子化發(fā)展，進(jìn)入了全新時(shí)期。目前，在汽車的制造過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)汽車的機(jī)電一體化，需要用自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式控制裝置，將先進(jìn)的監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)擴(kuò)大到汽車的全身，從而全面改善汽車的功能，不斷增加汽車的人性化服務(wù)、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說(shuō)，在實(shí)現(xiàn)汽車的一體化過(guò)程中，凡是和電子控制有關(guān)的系統(tǒng)或是裝置都離不開(kāi)傳感器的應(yīng)用，尤其是在安全報(bào)警裝置、信息裝置和自動(dòng)變速器等裝置當(dāng)中，所以這也要求傳感器能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境，無(wú)論是塵土彌漫還是風(fēng)雨交加的時(shí)候，都能夠保證具有很好的密封性，與此同時(shí)還應(yīng)該具備一定的抗干擾能力，尤其是安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的傳感器，需要能夠承受得住發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)的高溫和高壓環(huán)境。
3我國(guó)傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)方向
