传感器在工业自动控制中的典型应用

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

由于传感器的不断发展和完善，已经广泛应用于国防军事、航空航天、土木工程、、能源、机器人、工业自动控制、环境保护、交通运输、医疗化工、家用电器及遥感技术中。下面我们来看几个典型的应用。

1）传感器在航空航天领域中的应用

如图2所示宇宙飞船除使用传感器进行速度、加速度和飞行距离的测量外，飞行的方向、飞行姿态、飞行环境、飞行器本身的状态及内部设备的监控也都要通过传感器进行检测，还有飞船内部环境（如湿度、温度、空气成份等）都要通过传感器进行检测。

图2  传感器在航天航空中的应用实例

另外，从飞机、人造卫星、宇宙飞船及船舶上对远距离的广大区域的被测物体及其状态进行大规模探测应用的就是遥感技术。图3为在卫星上通过遥感技术拍摄的美国空军基地。

图3  传感器在航天航空中的应用实例

2）传感器在机器人中的应用

在劳动强度大或危险作业的场所和一些高速度、高精度的工作，已逐步使用机器人取代人的工作。但要使机器人和人的功能更为接近，这就要给机器人安装视觉传感器和触觉传感器，使机器人通过视觉对物体进行识别和检测，通过触觉对物体产生压觉、力觉、滑动感觉和重量感觉。 如图4所示机器人控制中使用了多种传感器。

3）传感器在工业自动控制系统中的应用

传感器是自动检测与自动控制的首要环节，如果没有传感器对原始信息（信号或参数）进行精确、可靠的测量，就无法实现从信号的提取、转换、处理到生产或控制过程的自动化。可见，传感器在自动控制系统中是必不可少的。如图5是传感器在楼宇自动控制系统中的应用实例。

4）传感器在环境保护中的应用

环球的大气污染、水质污浊及噪声已严重地破坏了地球的生态平衡和我们赖以生存的环境，为保护环境，利用传感器制成的各种环境监测仪器正在发挥着积极的作用。如用生物传感器监测水质，排污监控系统中排污量的检测、污水成分的鉴定等，都使用传感器来监测。 如图6所示为传感器在烟气测量中的应用。

图6  传感器在环境保护中的应用实例

5）传感器在医学上的应用

传感器在医学上可以用来对人体的表面和内部温度、血压、腔内压力、血液及呼吸流量、肿瘤、血液的分析、脉搏及心音、心脑电波等进行高难度的诊断。在早期诊断、早期治疗、远距离诊断及人工器官的研制等广泛的范围内发挥作用。

图7  传感器在医学上的应用实例

例如：光纤光栅传感器能够通过最小限度的侵害方式测量人体组织内部的温度、压力、声波场的精确局部信息。 光纤光栅传感器还可用来测量心脏的效率，实现心脏功能监测。生物医学传感器在现代医学仪器设备中是必不可少的一个关键部件。

6）传感器在交通运输中的应用

传感器在交通运输中应用也非常广泛，在车辆运输中使用传感器检测车轴数、轴距、车速监控、车型分类、动态称重、收费站地磅、闯红灯拍照、停车区域监控、交通信息采集（道路监控）及机场滑行道。在车辆中也已不只局限于对行驶速度、行驶距离和发动机旋转速度的监控，还用于安全监控，如汽车安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、排气循环装置、电子燃料喷射装置及汽车“黑匣子”等都得到了实际应用。

7）传感器在日常生活中的应用

传感器在我们的日常生活中随处可见，如图8所示的家用电器中都使用了传感器：电冰箱、电饭煲中的温度传感器；空调中的温度和湿度传感器；洗衣机中的液位传感器；煤气灶中的煤气泄漏传感器；水表、电表、电视机和影碟机中的红外遥控器；照相机中的光传感器；汽车中燃料计和速度计等等。