测控技术与仪器工程作业指导书

测控技术与仪器工程作业指导书TOC\o"1-2"\h\u20157第1章测控技术基础 4222021.1测量误差分析 4125671.1.1误差概念 4309681.1.2误差类型 4211491.1.3误差处理方法 5202921.2控制系统数学模型 592771.2.1系统的定义 5198311.2.2数学模型的概念 5323871.2.3一阶线性微分方程模型 5137311.2.4二阶线性微分方程模型 5401.3传感器与执行器 594371.3.1传感器概述 5281961.3.2常用传感器类型 6244611.3.3执行器概述 623771.3.4常用执行器类型 68478第2章检测技术 6116952.1电阻式传感器 646712.1.1电阻式传感器原理 6293002.1.2电阻式传感器的类型与应用 6251092.2电容式传感器 6298612.2.1电容式传感器原理 687142.2.2电容式传感器的类型与应用 636602.3电感式传感器 7166782.3.1电感式传感器原理 77472.3.2电感式传感器的类型与应用 7110232.4磁电式传感器 7135632.4.1磁电式传感器原理 7287062.4.2磁电式传感器的类型与应用 721534第3章信号处理技术 7182473.1信号处理基础 7128383.1.1信号定义与分类 7326183.1.2信号处理基本概念 774623.1.3信号处理的基本运算 7260543.2数字信号处理方法 7202553.2.1数字信号处理概述 739283.2.2离散时间信号与系统 8184463.2.3快速傅里叶变换（FFT） 8100483.3滤波器设计与应用 8198053.3.1滤波器概述 8125063.3.2数字滤波器设计 8251063.3.3滤波器的应用 8255483.4信号同步与采样 8258983.4.1信号同步 8146883.4.2采样与采样定理 8122823.4.3采样保持电路 8158483.4.4采样频率的选择与优化 87324第4章自动控制原理 935774.1控制系统概述 9237194.1.1控制系统的基本概念 9263014.1.2控制系统的分类 927584.1.3控制系统的功能指标 9106804.2线性控制系统的数学模型 9301884.2.1线性系统的数学描述 9306294.2.2传递函数 9233434.2.3系统框图和信号流图 9254374.3控制系统稳定性分析 9111674.3.1稳定性的概念 912594.3.2线性系统稳定性分析方法 996044.3.3稳定性的性质 10138734.4控制器设计方法 1012634.4.1控制器设计的基本原理 10199224.4.2负反馈控制器设计 10280414.4.3状态反馈控制器设计 1046584.4.4最优控制器设计 1032759第5章可编程逻辑控制器 10117365.1PLC基础 10244055.1.1概述 10305765.1.2PLC的组成结构 10203725.1.3PLC的工作原理 10131155.2PLC编程语言 1071035.2.1梯形图（LD） 11247595.2.2指令表（IL） 11111245.2.3功能块图（FBD） 11324455.2.4结构化文本（ST） 11105165.3PLC应用实例 11167505.3.1交通信号灯控制 11262245.3.2水泵控制 11206445.3.3控制 11235635.4PLC通信与网络 1168475.4.1PLC通信概述 11161565.4.2串行通信 11263745.4.3网络通信 11197065.4.4通信程序设计 1227641第6章计算机测控技术 1278366.1计算机测控系统概述 1244196.2数据采集与处理 12115936.2.1数据采集 125626.2.2数据处理 12147776.3现场总线技术 1273796.3.1现场总线基本原理 1243916.3.2技术特点 13274406.3.3主要标准和典型应用 13184846.4测控软件设计 13325786.4.1软件架构 133816.4.2设计原则 1339786.4.3开发方法 1318009第7章智能仪器 14249527.1智能仪器概述 14271687.2智能仪器硬件设计 14143467.2.1微处理器 14299127.2.2模拟前端 14287347.2.3数字/模拟转换器 14144117.2.4通信接口 145987.3智能仪器软件设计 1427697.3.1系统软件 1456307.3.2应用软件 15156927.3.3算法软件 1522557.4智能仪器应用实例 15200147.4.1智能温度控制器 154587.4.2智能压力变送器 15106217.4.3智能流量计 15168267.4.4智能光谱仪 151589第8章机器视觉与图像处理 1580968.1机器视觉基础 15131748.1.1机器视觉概述 15229428.1.2机器视觉系统组成 15318378.1.3机器视觉技术指标 16260938.2图像处理技术 16162578.2.1图像预处理 1633088.2.2图像分割 16326098.2.3特征提取与表示 1672478.3模式识别与目标跟踪 1669918.3.1模式识别 16176378.3.2目标跟踪 1673168.4视觉检测应用实例 16326718.4.1智能交通系统 1686818.4.2工业检测 16316738.4.3医疗影像分析 168848.4.4无人驾驶 1726415第9章测控技术 17235289.1概述 17112449.2传感器 17183059.3控制策略 17203049.4应用实例 1828649第10章测控系统综合应用 182022210.1测控系统设计方法 182977610.1.1需求分析 182792810.1.2系统架构设计 183052410.1.3硬件选择与配置 181210710.1.4软件设计 181020310.1.5系统集成 191213010.2测控系统仿真与优化 19278010.2.1系统仿真 19440010.2.2参数优化 191001110.2.3系统测试与验证 192075710.3测控系统故障诊断与维修 19733210.3.1故障诊断 193057510.3.2维修方法 19840910.3.3预防性维护 192474610.4测控系统案例分析 192886310.4.1案例一：某工业生产过程测控系统设计 19174910.4.2案例二：某测控系统仿真与优化 19480110.4.3案例三：某测控系统故障诊断与维修 19第1章测控技术基础1.1测量误差分析1.1.1误差概念测量误差是指测量结果与被测量真实值之间的差异。在实际测量过程中，由于各种因素的影响，测量误差是不可避免的。本节将对测量误差的类型、产生原因及误差处理方法进行分析。1.1.2误差类型（1）系统误差：由于测量系统或方法本身的固有缺陷，导致测量结果偏离真实值的误差。（2）随机误差：在相同条件下进行多次测量，误差大小和方向随机变化的误差。（3）偶然误差：由于偶然因素引起的误差，其大小和方向无法预测。1.1.3误差处理方法（1）系统误差的处理：通过校准、改进测量方法、选用高精度仪器等手段减小或消除系统误差。（2）随机误差的处理：采用多次测量、取平均值等方法降低随机误差的影响。（3）偶然误差的处理：无法预测和消除，但可以通过增加测量次数来降低其对测量结果的影响。1.2控制系统数学模型1.2.1系统的定义控制系统是由输入、输出和一系列中间环节组成的，用于实现特定控制目标的系统。1.2.2数学模型的概念数学模型是用数学语言描述系统行为、结构和参数的抽象表达形式。本节主要介绍控制系统的一阶、二阶线性微分方程模型。1.2.3一阶线性微分方程模型一阶线性微分方程模型是描述系统动态特性的基本模型，其形式为：\[\frac{dx(t)}{dt}ax(t)=bu(t)\]其中，\(x(t)\)表示系统状态，\(u(t)\)表示系统输入，\(a\)和\(b\)为模型参数。1.2.4二阶线性微分方程模型二阶线性微分方程模型是描述更复杂系统动态特性的模型，其形式为：\[\frac{d^2x(t)}{dt^2}2\zeta\omega_n\frac{dx(t)}{dt}\omega_n^2x(t)=\omega_n^2u(t)\]其中，\(\zeta\)表示阻尼比，\(\omega_n\)表示自然频率。1.3传感器与执行器1.3.1传感器概述传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他形式的信息输出。1.3.2常用传感器类型（1）物理传感器：如温度传感器、压力传感器等。（2）化学传感器：如气体传感器、湿度传感器等。（3）生物传感器：如生物电极、生物芯片等。1.3.3执行器概述执行器是控制系统中的输出部分，用于将控制信号转换为机械动作，实现控制目标。1.3.4常用执行器类型（1）电动执行器：如电动机、步进电机等。（2）气动执行器：如气缸、气动马达等。（3）液压执行器：如液压缸、液压马达等。第2章检测技术2.1电阻式传感器2.1.1电阻式传感器原理电阻式传感器是利用材料电阻值的变化来实现物理量测量的传感器。其基本原理为电阻与被测量物理量之间存在一定的函数关系。根据电阻值的改变方式，电阻式传感器可分为线性电阻传感器和非线性电阻传感器。2.1.2电阻式传感器的类型与应用常见的电阻式传感器有应变片传感器、热电阻传感器和气敏电阻传感器等。应变片传感器主要用于测量力、压力、位移等物理量；热电阻传感器用于测量温度；气敏电阻传感器则应用于气体成分检测。2.2电容式传感器2.2.1电容式传感器原理电容式传感器是利用电容量与被测量物理量之间的函数关系来实现测量的传感器。电容式传感器的核心部分为电容器，其电容量会被测量物理量的变化而改变。2.2.2电容式传感器的类型与应用电容式传感器可分为变面积型、变间距型和变介质型等。它们广泛应用于位移、角度、振动、液位等物理量的测量，尤其在精密测量领域具有较大优势。2.3电感式传感器2.3.1电感式传感器原理电感式传感器是利用电感量与被测量物理量之间的函数关系来实现测量的传感器。电感式传感器的核心部分为电感线圈，当被测量物理量发生变化时，电感量也会相应地改变。2.3.2电感式传感器的类型与应用电感式传感器可分为自感式和互感式两大类。它们广泛应用于位移、速度、流量等物理量的测量，尤其在工业自动化领域具有重要地位。2.4磁电式传感器2.4.1磁电式传感器原理磁电式传感器是利用磁电效应实现物理量测量的传感器。当磁场或磁通量发生变化时，磁电式传感器会产生感应电动势，从而实现被测量物理量的检测。2.4.2磁电式传感器的类型与应用磁电式传感器主要包括霍尔传感器、磁阻传感器和磁敏传感器等。它们广泛应用于速度、位置、角度、磁场等物理量的测量，尤其在汽车、电力、电子等领域具有重要应用价值。第3章信号处理技术3.1信号处理基础3.1.1信号定义与分类信号是指携带信息的物理量，根据其性质和表现方式，可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是连续变化的物理量，而数字信号则是离散的数值表示。3.1.2信号处理基本概念信号处理是指对信号进行采集、表示、分析、处理和重建的过程。其目的在于提取信号中有价值的信息，提高信号的质量，满足后续处理和应用的需要。3.1.3信号处理的基本运算信号处理的基本运算包括线性运算、非线性运算、时域运算和频域运算等。这些运算为信号处理提供了丰富的理论工具。3.2数字信号处理方法3.2.1数字信号处理概述数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）是指用数字技术对信号进行处理的方法。其主要优点包括：处理精度高、灵活性大、稳定性好、易于实现复杂算法等。3.2.2离散时间信号与系统离散时间信号是指时间离散的信号，具有周期性或非周期性。离散时间系统是指用差分方程描述的系统，用于处理离散时间信号。3.2.3快速傅里叶变换（FFT）快速傅里叶变换是对离散傅里叶变换（DFT）的优化算法，大大降低了计算复杂度，广泛应用于信号处理的各个领域。3.3滤波器设计与应用3.3.1滤波器概述滤波器是一种选频装置，用于从输入信号中提取特定频率范围内的信号。根据其工作特性，滤波器可分为低通、高通、带通和带阻滤波器等。3.3.2数字滤波器设计数字滤波器设计主要包括冲激响应不变法和双线性变换法。这两种方法可以实现模拟滤波器到数字滤波器的转换。3.3.3滤波器的应用滤波器在信号处理中具有广泛的应用，如信号去噪、信号分离、特征提取等。3.4信号同步与采样3.4.1信号同步信号同步是指使信号在时间上对齐的过程。同步技术包括硬件同步和软件同步，对于信号的准确处理具有重要意义。3.4.2采样与采样定理采样是将连续时间信号转换为离散时间信号的过程。根据采样定理，采样频率应大于信号最高频率的两倍，以避免混叠现象。3.4.3采样保持电路采样保持电路是用于实现采样过程的硬件电路，其功能直接影响到采样信号的质量。3.4.4采样频率的选择与优化采样频率的选择与优化对信号处理质量具有重要影响。应根据信号特性和应用需求，合理选择采样频率。第4章自动控制原理4.1控制系统概述4.1.1控制系统的基本概念控制系统是由控制对象、执行机构、控制器、反馈元件及联系它们的信号传输线路组成的整体。本章主要介绍自动控制系统的基本原理和方法。4.1.2控制系统的分类根据控制系统的性质和特点，可分为线性控制系统和非线性控制系统、连续控制系统和离散控制系统、确定性控制系统和随机控制系统等。4.1.3控制系统的功能指标控制系统的功能指标主要包括稳定性、快速性、准确性和平稳性等。这些功能指标是评价控制系统功能的重要依据。4.2线性控制系统的数学模型4.2.1线性系统的数学描述线性控制系统可以用差分方程、微分方程或状态方程来描述。本章主要讨论连续线性系统的数学模型。4.2.2传递函数传递函数是描述线性系统动态特性的数学工具，本章将介绍传递函数的定义、性质和求解方法。4.2.3系统框图和信号流图系统框图和信号流图是表示控制系统结构的图形化方法，本章将介绍这两种图形的绘制方法和简化原则。4.3控制系统稳定性分析4.3.1稳定性的概念稳定性是评价控制系统功能的重要指标。本章将介绍稳定性的定义和分类。4.3.2线性系统稳定性分析方法本章将介绍劳斯赫尔维茨稳定性判据、奈奎斯特稳定判据和伯德稳定判据等线性系统稳定性分析方法。4.3.3稳定性的性质稳定性具有以下几个性质：1）若系统内部所有回路稳定，则系统整体稳定；2）若系统具有开环稳定性，则闭环系统也具有稳定性；3）稳定性的传递性。4.4控制器设计方法4.4.1控制器设计的基本原理控制器设计的目标是在满足系统功能指标的前提下，使系统稳定。本章将介绍控制器设计的基本原理和步骤。4.4.2负反馈控制器设计负反馈控制器是应用最广泛的控制器之一。本章将介绍比例积分微分（PID）控制器的设计方法。4.4.3状态反馈控制器设计状态反馈控制器可以改善系统的动态功能，本章将介绍状态反馈控制器的设计方法。4.4.4最优控制器设计最优控制器设计是指根据一定的功能指标，寻找使系统功能达到最优的控制器。本章将介绍线性二次型调节器（LQR）的设计方法。第5章可编程逻辑控制器5.1PLC基础5.1.1概述可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）是一种广泛应用于自动化控制领域的数字运算控制器。本章将介绍PLC的组成结构、工作原理及其在工业控制中的应用。5.1.2PLC的组成结构PLC主要由处理单元（CPU）、存储器、输入/输出接口（I/O）、通信接口和电源等部分组成。各部分协同工作，实现对生产过程的自动化控制。5.1.3PLC的工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。本章将详细阐述这三个阶段的工作原理。5.2PLC编程语言5.2.1梯形图（LD）梯形图是PLC编程中最常用的图形化编程语言，其表达方式直观、易于理解和掌握。本节将介绍梯形图的语法和编程方法。5.2.2指令表（IL）指令表是一种文本式的编程语言，通过指令代码和操作数实现程序设计。本节将介绍指令表的编程规则和常用指令。5.2.3功能块图（FBD）功能块图是一种基于功能模块的编程语言，适用于结构化程序设计。本节将介绍功能块图的基本概念和编程方法。5.2.4结构化文本（ST）结构化文本是一种类似于高级编程语言的文本式编程语言，适用于编写复杂的算法和数据处理。本节将介绍结构化文本的语法和应用实例。5.3PLC应用实例5.3.1交通信号灯控制以交通信号灯控制为例，介绍PLC在实时控制中的应用，包括硬件配置、程序设计和调试。5.3.2水泵控制以水泵控制为例，介绍PLC在过程控制中的应用，涉及模拟量输入/输出、PID控制等。5.3.3控制以控制为例，介绍PLC在运动控制中的应用，包括轴控制、协调运动等。5.4PLC通信与网络5.4.1PLC通信概述PLC通信是指PLC与外部设备、其他PLC或计算机之间的信息交换。本节将介绍PLC通信的基本概念和常见通信协议。5.4.2串行通信串行通信是一种常见的PLC通信方式，包括RS232、RS485等接口标准。本节将介绍串行通信的原理和编程方法。5.4.3网络通信网络通信是PLC在现代工业控制中重要的通信方式，包括以太网、Profibus、Profinet等。本节将介绍网络通信的原理、配置和应用实例。5.4.4通信程序设计通信程序设计是PLC应用中的一环。本节将结合实际案例，介绍通信程序的设计方法和注意事项。第6章计算机测控技术6.1计算机测控系统概述计算机测控技术是现代测控领域的重要组成部分，它融合了计算机技术、通信技术、自动控制技术等多学科知识。计算机测控系统通过对被控对象进行实时监测、数据处理和自动控制，实现对生产过程、实验过程及各种设备的智能化管理。本章将从计算机测控系统的基本概念、组成原理、发展趋势等方面进行介绍。6.2数据采集与处理数据采集与处理是计算机测控系统的基础，其主要任务是对被测信号进行采集、放大、滤波、转换等处理，然后将处理后的数据传输给计算机进行处理。本节将重点介绍数据采集与处理的基本原理、关键技术和常用设备。6.2.1数据采集数据采集主要包括模拟信号采集和数字信号采集。模拟信号采集通常涉及到传感器、信号放大、滤波等环节；数字信号采集主要包括模数转换、数据缓存、传输等过程。6.2.2数据处理数据处理主要包括信号预处理、特征提取、参数估计等环节。信号预处理主要是对采集到的原始信号进行去噪、滤波等处理，以消除信号中的随机干扰和系统误差；特征提取是从预处理后的信号中提取出对后续处理有用的信息；参数估计是对提取的特征参数进行估计，为后续的控制决策提供依据。6.3现场总线技术现场总线技术是计算机测控系统中实现设备间通信的关键技术。它具有实时性、可靠性、开放性等特点，广泛应用于工业自动化、楼宇自动化等领域。本节将介绍现场总线的基本原理、技术特点、主要标准和典型应用。6.3.1现场总线基本原理现场总线是一种用于设备间通信的数字通信网络，其基本原理是采用统一的通信协议，将各个设备连接在一起，实现数据传输和控制命令的传递。6.3.2技术特点现场总线技术具有以下特点：（1）实时性：现场总线具有高速数据传输能力，能够满足实时控制的要求。（2）可靠性：现场总线采用冗余设计、故障检测等技术，保证了通信的可靠性。（3）开放性：现场总线遵循国际标准，支持不同厂商设备的互操作性和互换性。（4）灵活性：现场总线可方便地实现设备的扩展和升级，降低系统维护成本。6.3.3主要标准和典型应用现场总线的主要标准有Profibus、Modbus、CAN、LonWorks等。这些标准在现场总线技术发展中起到了重要作用。现场总线技术在工业自动化、楼宇自动化、交通控制等领域有着广泛的应用。6.4测控软件设计测控软件是计算机测控系统的核心，负责实现数据采集、处理、存储、显示和控制等功能。本节将从软件架构、设计原则、开发方法等方面介绍测控软件的设计。6.4.1软件架构测控软件通常采用模块化、层次化、组件化的架构设计，以提高软件的可维护性、可扩展性和可移植性。6.4.2设计原则测控软件设计应遵循以下原则：（1）用户友好性：软件界面应简洁、直观，易于操作。（2）高效性：软件应具有较高的运行效率，满足实时性要求。（3）可靠性：软件应具备较强的抗干扰能力和错误处理能力。（4）可维护性：软件结构清晰，便于后期维护和升级。6.4.3开发方法测控软件的开发可以采用面向对象、面向过程等编程方法。在实际开发过程中，应根据项目需求、团队技术水平和开发周期等因素选择合适的开发方法。同时采用成熟的软件开发工具和平台，可以提高软件开发的效率和质量。第7章智能仪器7.1智能仪器概述智能仪器是一种集成了微处理器、微电子技术、计算机技术和测控技术的新型测量仪器。它能够实现对被测对象的自动检测、数据处理、存储、传输及控制等功能。智能仪器具有高精度、高可靠性、易于使用和维护等优点，已广泛应用于工业、农业、医疗、科研等领域。7.2智能仪器硬件设计智能仪器硬件设计主要包括微处理器、模拟前端、数字/模拟转换器、通信接口等部分。以下分别对这几个部分进行介绍：7.2.1微处理器微处理器是智能仪器的核心，负责控制整个仪器的运行。在选择微处理器时，需考虑其功能、功耗、成本等因素。目前常用的微处理器有单片机、ARM、DSP等。7.2.2模拟前端模拟前端主要包括信号调理、放大、滤波等电路，其作用是对被测信号进行预处理，使其满足微处理器的要求。7.2.3数字/模拟转换器数字/模拟转换器（DAC/ADC）负责将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟信号。在选择DAC/ADC时，应考虑其分辨率、精度、速度等因素。7.2.4通信接口智能仪器通常需要与其他设备进行通信，如串行通信、以太网通信等。在设计通信接口时，应考虑通信协议、速率、距离等因素。7.3智能仪器软件设计智能仪器软件设计主要包括以下几个方面：7.3.1系统软件系统软件负责整个仪器的运行管理，包括初始化、数据处理、存储、通信等功能。7.3.2应用软件应用软件是根据具体测量需求开发的，用于实现特定功能的软件。应用软件应具有友好的用户界面，便于用户操作。7.3.3算法软件算法软件主要实现信号处理、数据分析等功能，如滤波算法、校准算法等。7.4智能仪器应用实例以下列举几个典型的智能仪器应用实例：7.4.1智能温度控制器智能温度控制器可实现对温度的实时监测、控制及数据存储等功能，广泛应用于工业生产、实验室等领域。7.4.2智能压力变送器智能压力变送器具有高精度、高稳定性等特点，可用于测量各种液体、气体的压力，广泛应用于石油、化工、电力等行业。7.4.3智能流量计智能流量计能够实时测量流体的流量、流速等参数，并具有数据存储、远程传输等功能，适用于各种液体、气体的流量测量。7.4.4智能光谱仪智能光谱仪采用先进的光谱分析技术，可实现对光源的光谱特性进行快速、准确的测量，广泛应用于科研、生产、环保等领域。第8章机器视觉与图像处理8.1机器视觉基础8.1.1机器视觉概述机器视觉是指利用图像传感器获取目标图像，通过图像处理和分析技术，实现对目标物体识别、检测、测量和跟踪的一种技术。本章将介绍机器视觉的基本原理、系统组成及其在工程领域的应用。8.1.2机器视觉系统组成机器视觉系统主要由图像传感器、光源、光学系统、图像处理与分析模块、执行器及控制单元等组成。本节将详细介绍各部分的原理与功能。8.1.3机器视觉技术指标本节主要讨论机器视觉系统的关键技术指标，包括分辨率、视场、帧率、信噪比、动态范围等，并分析这些指标对系统功能的影响。8.2图像处理技术8.2.1图像预处理图像预处理是图像处理的第一步，主要包括图像去噪、图像增强、图像复原等，目的是提高图像质量，便于后续的图像分析。8.2.2图像分割图像分割是将图像划分为多个具有特定意义区域的过程。本节将介绍常用的图像分割方法，如阈值分割、边缘检测、区域生长等。8.2.3特征提取与表示特征提取与表示是从图像中提取用于表示目标特性的信息，如颜色、纹理、形状等。本节将讨论各种特征提取方法及特征表示方式。8.3模式识别与目标跟踪8.3.1模式识别模式识别是指利用计算机对输入的信息进行分类和识别的过程。本节将介绍常见的模式识别方法，包括统计模式识别、结构模式识别和模糊模式识别。8.3.2目标跟踪目标跟踪是在视频序列中，对感兴趣目标进行连续、准确的位置估计。本节将介绍基于不同算法的目标跟踪方法，如均值漂移、粒子滤波、深度学习等。8.4视觉检测应用实例8.4.1智能交通系统本节以智能交通系统为例，介绍机器视觉在交通领域中的应用，包括车牌识别、车辆检测、交通流量统计等。8.4.2工业检测本节介绍机器视觉在工业检测领域的应用，如缺陷检测、尺寸测量、表面质量检测等。8.4.3医疗影像分析本节讨论机器视觉在医疗影像分析中的应用，包括疾病诊断、病灶检测、手术导航等。8.4.4无人驾驶本节以无人驾驶技术为例，介绍机器视觉在自动驾驶领域的应用，包括环境感知、路径规划、避障等。第9章测控技术9.1概述是一种自动执行工作的设备，它能根据预设的程序或指令完成各种复杂任务。技术的发展和应用日益广泛，其测控技术也日益成熟。本节主要介绍的基本概念、分类及其在工业、服务业等领域的应用。9.2传感器传感器是感知外部环境信息的重要设备，对于实现的精确控制具有关键作用。本节主要介绍以下几种常见的传感器：（1）位置传感器：如编码器、霍尔传感器等，用于测量的关节角度或位置信息。（2）力传感器：如压力传感器、力矩传感器等，用于测量执行任务时的力或力矩。（3）视觉传感器：如摄像头、激光雷达等，用于获取的视觉信息，实现目标识别、路径规划等功能。（4）触觉传感器：如触摸传感器、振动传感器等，用于使具备触觉感知能力。9