传感器_机械仪表_工程科技_专业资料

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1、传感器一.传感器的定义传感器是一种能感受规定的被测量件并按照一•定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由頌感元件和转换元件组成”。传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。其包含以下儿个方而的含义：1•传感器是测量装置，能完成检测任务2.它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等3.输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等等，这种量可以是气、光、电量，但主要是电量。4.输入输出有对应关系，且M有一定的精确度。二.传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件、转换

2、电路三部分组成：1.敏感元件（Sensitiveelement）：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。2.转换元件（Transductionelement）：以敏感元件的输岀为输入，把输入转换成电路参数。3.转换电路（Transductioncircuit）：上述电路参数接入转换电路，便口J转换成电量输出。实际上，冇些传感器很简单，仅由一个敏感元件（兼作转换元件）组成，它感受被测量时玄接输出电量。如热电偶。有些传感器由頌感元件和转换元件组成，没有转换电路。三.传感器的分类1、根据输入物理量可分为：位移传感器、压力传感器、速度

3、传感器、温度传感器及气敏传感器等。2、根据工作原理可分为：电阻式、电感式、电容式及电势式等。3、根据输出信号的性质可分为：模拟式传感器和数字式传感器。即模拟式传感器输出模拟信号，数字式传感器输出数字信号.4、根据能量转换原理可分为：有源传感器和无源传感器。有源传感器将非电量转换为电能量，如电动势、电荷式传感器等；无源程序传感器不起能虽:转换作用，只是将被测非电量转换为电参数的量，如电阻式、电感式及电容式传感器等。内部传感器1、概述在冇关工业机器人功能的术语中，“内部”测虽功能定义为测量机器人自身状态的功能，所谓内部传感器就是实现该功能的元件，具体检

4、测的对象有关节的线位移、角位移等几何最,速度、角速度、加速度等运动量，还有倾斜角、方位角、振动等物理量，对各种传感器要求精度高、响应速度快、测量范围宽。内部传感器屮，位直传感器和速度传感器，是当今机器人反馈控制中不可缺少的元件。现已有多种传感器人量生产，但倾斜角传感器、方位角传感器及振动传感器等用作机器人内部传感器的时间不氏，其性能尚盂进一步改进。2.内部传感器按功能分类（1）规定位置、规定角度的检测检测预先规定的位置或角度，可以用0N/0FF两个状态值，这种方法用于检测机器人的起始原点、越限位置或确定位置。（2）位置、角度测量测量机器人关节线位移

5、和角位移的传感器是机器人位置反馈控制屮必不可少的元件。（3）速度、角速度测量速度、角速度测量是驱动器反馈控制中必不可少的环节，有时也利川测位移传感器测量速度及检测单位采样时间位移量，然后川F/V转换器变成模拟电压，但这种方法有其局限性，在低速时，存在看不稳定的危险；而高速时，只能获得较低的测量精度。（4）加速度测最随着机器人的高速比、高精度化，由机械运动部分刚性不足所引起的振动问题开始提到口程上來了。为了解决振动问题，有时在机器人的运动手愕等位置安装加速度传感器，测量振动加速度，并把它反馈到驱动器上。（5）其他内部传感器除以上介绍的常用内部传感器外

6、，还有一些根据机器人不同要求而安装的不同功能的内部传感器，如用于倾斜角测量的液体式倾斜角传感器、电解液式倾斜角传感器、垂直振子式倾斜角传感器、用于方位角测量的陀螺仪和地磁传感器。这些传感器有待于进一步完善，更好地用于机器人上。外部传感器1、概述为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系，在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器,大大改善了机器人工作状况，使其能够更充分地完成复杂的工作。由于外部传感器为集多种学科于一身的产品，有些方面还在探索之屮，随着外部传感器的进一步完善，机器人的功能越來越强人，将

7、在许多领域为人类做出更大贡献。2、外部传感器按功能分类1）触觉传感器触觉是接触、冲击、压迫等机械刺激感觉的综合，触觉可以用来进行机器人抓取，利用触觉可进-•步感知物体的形状、软硬等物理性质。対机器人触觉的研究,只能集中于扩展机器人能力所必需的触觉功能，一般把检测感知和外部直接接触1何产生的接触觉、压力、触觉及接近觉的传感器称为机器人触觉传感器。2）接近觉：接近觉是一种粗略的距离感觉，接近觉传感器的主要作用是在接触对象Z前获得必要的信息，用来探测在一定距离范围内是否有物体接近、物体的接近距离和对象的表面形状及倾斜等状态，一般用“1”和“0”两种态表示

8、。在机器人中，主要用于对物体的抓取和躲避。接近觉一般用非接触式测量元件,如崔尔效应传感器、电磁式接近开关和光学接近传感器。