传感器在实际应用中的问题探讨获奖科研报告

传感器在实际应用中的问题探讨获奖科研报告

摘

要：近些年，我国的科学技术水平不断进步。其中，传感器做为电力电子应用中电流、电压测量的核心器件，如何准确理解其特性，并合理使用成为实际应用中的关键。本文就传感器在实际应用的存在的问题从多方面进行了探讨，并给出了合理的建议，以保障传感器和整个电力电子系统处于最佳运行状态。

关键词：电力电子系统;传感器;电压测量;电流测量

引言

随着机电一体化系统持续发展，传感器技术使用有利于整个系统运行质量提升。在实际运行之中，如果没有传感器，就无法对系统运行状态进行检测，进而无法获取对应信息，就无法对系统信息进行有效控制和处理。

1传感器实际应用中应考虑的问题

1.1传感器安装与固定

传感器分两种固定方式：PCB和盘式安装。（1）PCB安装方式通常PCB安装的传感器原边测量信号比较小。传感器的输出端采用PIN针或SMD的方式，在焊接上可以按照一般器件的焊接工艺执行，由于有的传感器内部不灌胶，所以尽量避免清洗。（2）盘式安装方式通常盘式安装的传感器原边测量信号比较大，体积也比较大。在传感器的规格书中，均提供安装孔的间距与孔径，同时会明确各个安装孔所用的螺钉大小及拧紧的扭矩。推荐的扭矩都是经过设计工程师的验证与评估，安装时，要严格按照规格书中推荐的扭矩来操作，否则容易造成外壳的破裂。尤其是灌胶传感器，一旦外壳破裂就无法修复，带来经济损失的同时也会给施工带来麻烦。

1.2安装方向

（1）电流传感器在每只电流传感器的外壳上都会有一个箭头，这个箭头的方向代表被测电流的流向，在传感器的原边接入被测电流时，要保证被测电流和流向与传感器上所示的箭头方向一致。否则会导致传感器的输出信号反向。（2）电压传感器在每只电压传感器的外壳上都会有原边电压正极与负极，分别代表用于接入被测电压信号的正、负极，有的传感器还会带有接地输出端“E”或“”的，通常这端子连接到屏蔽层，要与保护地连接，以起到屏蔽和抗干扰作用。值得提醒的是，虽然传感器可以交直流通用，但原边接入的方向同样会带来副边输出的变化，原副边波形会出现反向。

2传感器实际应用中的注意事项

2.1原边导体

对于测量电流较大的电流传器来说，原边一般为穿孔结构，要根据穿孔的形状、大小来选择相应的电缆或铜排，保证原过导体能顺利通过穿孔，不要因导体截面过大而损坏传感器穿孔。穿心导体应尽量充满穿孔，以保证测量精度。电缆和铜排穿过传感器时，两侧要有固定支撑，尽量居中，避免铜排或电缆歪斜，以免影响测量效果。在实际运行中需要注意导体的温度，最好不要超过标称的允许温度，以免过热影响传感器的正常工作，或损坏传感器。

2.2在自动印刷中的应用

在自动印刷中应用光电传感器，主要就是在开关中设置反射式光电传感器。其具体的应用就是在自动印刷作业中可以对纸带的工作状态进行光检测，通过反射回来的信号来对纸带是否出现断纸现象进行判断。针对反射回来的信号，工作人员就可以采取印刷装置离压来停止工作，并进行异常情况的处理。同时，通过此装置的应用还能够采用透射式的方式来对单张纸进行检测，保证纸张在通过此装置时可以保证电路的正常通路，但是如果在通过之后进行互锁、离压以及离水等工序时，则会根据信号判断来自动调低电机转速，保证单张纸胶印工作的顺利完成。

2.3工业机器人

在日益变得复杂的工作环境中，工业机器人的作用得到完美的呈现。在工业自动化生产环节，我们需要注重对工业机器人技术的分析和掌握。通过使用传感器技术，工业机器人的工业生产灵活性得以提升，并且提高机器人适应能力。在工业机器人之中，传感器技术主要呈现在三个方面：第一，针对视觉传感器的应用，可以帮助工业机器人增设相对应的视觉系统，利用传感器技术来识别机械零部件，才能够准确的辨别零件的具体位置;第二，安装机器人的视觉装置，也可以让机器人在面临危险材料运输、危险道路情况以及导航工作中提供基础支持;第三，机器人自身的触觉传感器，也可以发挥其对机械手的触摸作用，利用触觉与视觉的双向传感器，明确对应参数，满足工业生产准确性要求。

2.4热处理法

在对测力传感器提出有针对性的优化工艺措施时，其根本目的是为了实现其在实践中科学合理的利用，同时也是为了保证最终优化的效果。其中，热处理方法是近年来比较常见的一种优化措施，比较常见的是被应用在铝合金的测力传感器当中，尤其是在毛坯加工成弹性元件之后可以起到良好的应用效果。其中，反淬火法是比较常见的一种，也可以将其称之为是深冷急热法。这种方法在应用时，最有效的措施就是直接将铝合金弹性元件放置在-196设施组的液氮当中，同时还要在此环境下保温12小时。紧接着，要利用新生的高速蒸汽喷射方式或者是直接将其放入沸水当中进行处理。由于深冷与急热相互之间会产生应力反向相反的状态，所以相互之间会产生抵消。通过这种方式在其中科学合理的利用，可以实现残余应力释放的根本目的。通过实践研究结果可以明显看出，利用液氮与高速蒸汽的方法，那么可以实现对参与应力84%的有效降低，而如果是利用液氮与沸水方法，那么可以实现对残余应力50%的有效控制。如图1所示。

2.5环境检测

检测环境时要用到很多复杂的仪器，在其中应用传感器技术能显著提升环境检测工作的效果。传感器在环境检测中的应用能体现出体积小、成本低、精度高、维护简单以及续航时间长等优势，在环境检测工作的方方面面发挥重要作用。另外，在洪灾预警中应用传感器技术也能保证预警准确度，确保险情准确无误，避免遭受不必要损失;将传感器技术应用于农田管理则能实现对土壤状态、空气状态的有效监测，促使田间管理工作获得科学依据，促进农业丰收增产;应用传感器技术还能对空气中的有害气体的含量、温度异常、火光以及烟雾浓度等进行检测，并向相关预警系统传递检测结果，进而依托消防网络系统及时向消防部门上报火灾险情，使其得到準确数据和信息，及时有效阻止火灾险情进一步扩大，最大限度减少生命财产损失。生态环境监测系统具体如图2所示。

2.6在自动门中的应用

在地铁或者电梯的自动门中，在允许的对射距离内进行光电传感器的发射器和接收器的安装，可以实现对光轴上直径超过30mm的不透明物体进行检测。这样就可以保证在乘客挡住发射器的光纤之后，由于接收器无法接受到信号，则可以判断二者之间存在障碍物，此时就会发出信号不允许门关闭，保护乘客的安全。同时还可以设置具有不同发射信号频率的不