智能制造概论教学课件5.2智能传感器

智能传感器模块5智能物联—工业识别与定位制技术智能传感器》》》1、智能传感器的概念智能传感器（intelligentsensor）是具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。传感技术作为信息获取技术，是现代信息技术的三大支柱之一。（传感器是实现自动化检测和智能控制的首要器件。智能传感器——实现智能制造的基石。）众多传感器分布在智能生产线上传感器为机器人控制系统提供输入信息，信息包括外部信息和内部信息。智能传感器》》》1、智能传感器的概念传感器是“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”，，以满足信息传输、处理、记录、显示和控制的要求。总而言之，一切获取信息的仪表器件都可称为传感器。。传感器的组成：智能传感器》》》2、传感器的分类按敏感元件分类物理类（力、热、光、电、磁等）化学类（化学反应）生物类(酶、抗体、激素等)传感器的敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量由确定关系的物理量信号智能传感器》》》2、传感器的分类按感受物理量分类传感器的敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量由确定关系的物理量信号热敏元件光敏元件气敏元件力敏元件磁敏元件湿敏元件色敏元件味敏元件智能传感器》》》3、典型传感器

传感器的发展被划分为三个阶段：

●第一阶段始于20世纪50年代，结构型传感器出现，它利用结构参量变化来感受和转化信号。

●第二阶段始于20世纪70年代，固体型传感器逐渐发展，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成。利用材料的热电效应、霍尔效应，分别制成热电偶传感器、霍尔传感器等。

●第三阶段由20世纪末开始，智能型传感器出现并快速发展。它是计算机技术与检测技术相结合的产物，能够对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力，是当前传感器的主流。智能传感器是指具有信息采集、信息处理、信息交换、信息存储等功能的多元件集成电路，是集传感单元、通信芯片、微处理器、驱动程序、软件算法等于一体的系统级产品。智能传感器》》》3、典型传感器1．电阻式传感技术2．电容式传感技术3．电感式传感技术4．压变式传感技术5．磁电式传感技术6．热电式传感技术智能传感器》》》3、典型传感器7．热阻式传感技术8．光电式传感技术9．半导体传感技术10．波式传感技术11．数字传感技术12．智能传感技术智能化传感器基本结构智能传感器》》》3、典型传感器智能传感器与传统传感器相比较具有如下特点：（1）自动补偿能力（2）在线校准（3）自诊断（4）数值处理（5）双向通信（6）信息存储和记忆（7）数字量输出提高了传感器的精度提高了传感器的可靠性提高了传感器的性能价格比促成了传感器多功能化智能传感器》》》4、智能传感器的应用智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。对于制造业来说，智能传感器是实现智能制造的基础。举例：1、在机器人领域中有着广阔应用前景，智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能，可感知各种现象，完成各种动作。2、智能传感器在数控机床中的应用，检测位移、位置、速度、压力等方面均部署了高性能传感器，能够对加工状态、刀具状态、磨损情况以及能耗等过程进行实时监控，以实现灵活的误差补偿与自校正，实现数控机床智能化的发展趋势。此外，基于视觉传感器的可视化监控技术的采用，使得数控机床的智能监控变得更加便捷。3、高端装备行业的传感器多应用在设备运维与健康管理环节。如航空发动机装备的智能传感器，使控制系统具备故障自诊断、故障处理能力，提高了系统应对复杂环境和精确控制的能力。4、工业电子领域，在生产、搬运、检测、维护等方面均涉及智能传感器，如机械臂、AGV导航车、AOI检测等装备。5、在消费电子和医疗电子产品领域，智能传感器的应用更具多样化。如智能手机中比较常见的智能传感器有距离传感器、光线传感器、重力传感器、图像传感器、三轴陀螺仪和电子罗盘等。智能传感器》》》5、智能传感器的发展趋势智能传感技术是智能制造和物联网的先行技术，作为前端感知工具，推动传统工业的转型升级。发展趋势：（1）寻找新原理，开发新材料，研究新型传感器（2）向高精度发展（3）向高可靠性、宽温度范围发展（4）向集成化、多功能化发展（5）向微型化发展（6）向微功