传感器电路制作与调试项目教程第3版应用篇106

传感器电路制作与调试项目教程第3版第二篇第一章传感器在机器人中的应用工业机器人服务机器人特种机器人人形机器人机器人机器人机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编制的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类进行工作。它是高度整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。工业机器人

工业机器人根据用途不同可以细分为如下几类：机器人

如图所示为工业机器人在现代汽车制造业中的应用案例。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。多年来，我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位，劳动强度大，作业环境恶劣，焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差，无法适应现代汽车生产的需要。近年来，由于焊接机器人的大量应用，提高了零部件生产的自动化水平及生产效率，同时使生产更具有柔性，焊接质量也得到了保证。机器人工业机器人在汽车领域应用机器人服务机器人

服务机器人按应用环境，可以划分为如下几类：机器人

服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，当前世界服务机器人的市场化程度仍处于起步阶段，但受简单劳动力不足及老龄化等刚性驱动和科技发展促进的影响增长很快，并在世界范围内具有巨大的发展潜力。在发达国家，服务机器人的发展更是有着广阔的市场。

如图所示为家庭清洁机器人，智能清洁机器人包括双模免碰撞感应系统、自救防卡死功能、自动充电、自主导航路径规划、配备广角摄像头（120°）、15组感应红外装置、加入路由WiFi功能、通过手机App直接远程操控机器人、能拍照视频分享。机器人家庭清洁机器人机器人特种机器人

特种机器人按用途不同，可以划分为如下几类：机器人

如图所示为水下机器人。这种机器人以传感、控制为主，机械传动部分应用仿生学技术模拟鱼类的游动方式，使得它在水下游动时动作连续、自由、灵活。它还拥有螺旋桨推进、上浮下潜、横滚调整等多种运动机械结构，能够进行多种方式的运动。这种机器人提供基本的WiFi控制和尾鳍推动模块，配置有视觉舱体，可进行720P高清视频实时传输和图像存储。这种机器人还提供多种可拓展性模块及高级传感器模块，可提升自身的智能性。机器人机器人人形机器人

如图所示为常见的人形机器人的结构示意图。机器人实践与思考

请同学们在课余实践中查阅资料，总结目前机器人中所用到的传感器种类及特点，并根据当前机器人不断发展壮大的总体趋势分析传感器的未来发展方向。机器人感谢聆听传感器与自动检测课程组传感器电路制作与调试项目教程第3版第二篇第二章传感器在现代汽车中的应用概述汽车上的主要传感器概述现代汽车

现代汽车电子控制中，传感器广泛应用在发动机、底盘和车身各个系统中。汽车传感器在这些系统中担负着信息的采集和传输，由电脑(电子控制单元)对信息进行处理后向执行器发出指令，实现电子控制。传感器在电子控制和自我诊断系统中是非常重要的装置，它能及时识别外界的变化和系统本身的变化，再根据变化的信息去控制本身系统的工作。各个系统控制过程正是依靠传感器，进行信息的反馈，实现自动控制工作的。现代汽车汽车上的主要传感器

1．温度传感器现代汽车发动机、自动变速器和空调等系统均使用温度传感器，它们用于测量发动机的冷却液温度、进气温度、自动变速器油温度、空调系统环境温度等。汽车上实际应用的温度传感器主要有热敏电阻式、石蜡式、双金属片式和热敏铁氧体等现代汽车

2．空气流量传感器空气流量传感器是用来检测发动机进气量大小的器件，它将进气量大小转变成电信号输入电子控制单元（ECU），以供ECU计算喷油量和点火时间。现代汽车

3．压力传感器在汽车的使用过程中，各种气体和液体的压力都需要实时监测，这就用到了各种压力传感器。现代汽车

4．位置传感器应用在汽车上的位置传感器有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、液位传感器和车辆高度传感器等。现代汽车现代汽车

5．速度与加速度传感器曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它是电喷发动机特别是集中控制系统中最重要的传感器，也是点火系统和燃油喷射系统共用的传感器。其作用是检测发动机曲轴转角和活塞上止点，并将检测信号及时送至发动机电脑，用以控制点火时刻（点火提前角）和喷油正时，是测量发动机转速的信号源。现代汽车

6．气体浓度传感器汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。氧传感器均安装在发动机排气管上。现代汽车

7．爆震与碰撞传感器点火时刻的闭环控制是采用爆震传感器检测发动机是否发生爆震作为反馈信号的，从而决定点火时刻是提前还是延后。所以爆震传感器是点火时刻闭环控制系统必不可少的重要部件，它的功能是将发动机爆震信号转变成电信号输入ECU，ECU根据爆震信号对点火提前角进行修正，从而使点火提前角在任何工况下都保持一个最佳值。现代汽车实践与思考

请同学们在课余实践中和一些司机谈谈，然后提出未来汽车可能在哪些方面改进和提高，并且增加具有哪些功能的传感器。感谢聆听传感器与自动检测课程组传感器电路制作与调试项目教程第3版第二篇第三章传感器在智能家居中的应用智能电器控制智能灯光控制安防监控系统智能家居智能家居随着科技的发展与收入水平的提高，人们对生活品质不断提出更高的要求。科技给人类生活带来的变化，尤其是传感器在家居生活中的应用，主要体现在它们使得人类的生活行为变得更加舒适、便捷、安全。现代生活中常用的传感器多数应用于以下一些方面：给我们的生活提供更舒适的环境；家居生活行为变得更加便捷；居家生活安全感有所增强。智能家居智能电器控制热电偶温度传感器利用热电偶在温度差异的情况下产生微小电动势的特性来检测温度，常用于洗澡用热水器的温度检测、家庭饲养热带鱼的鱼缸的温度检测、饮水机温度的检测等。

恒温鱼缸控制器智能家居红外传感器利用半导体材料对于红外线敏感的特性制成，能将外界红外线的变化方便地转换成电信号，一般可用于红外线自动水龙头，这样的水龙头在有人手接近的情况下自动放水，在人手离开的时候，及时关闭，既实现了节水功能，又避免了不同的人手同时接触水龙头可能造成的交叉传染，另外卫生间的自动烘手机也都采用了红外线传感器来检测人手，自动加热烘手机给我们的生活带来不小的方便，这是将来的发展趋势。智能家居温室大棚中的温度传感器红外感应节水水龙头自动烘手机智能家居智能灯光控制光敏传感器利用的是半导体的光敏特性，一些半导体在受到光线照射的情况下会产生阻值的变化，利用这个特性就可以对光线的强弱进行检测。有些高级的台灯可以自动检测环境光线的强弱，有些电视机也可以根据环境光线调节背光的明暗，这些都是为了更好地保护人的视力。智能监测环境照度的台灯智能家居驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于录音机、无线话筒及声控电路等中，属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，一般应用在楼道或者卫生间安装的自动灯里，可以根据环境的明暗自动开启并延时关闭来节省电能。很多自动灯不光能检测声音还能检测环境的光线，在环境光线足够用的情况下，即使有人活动的声音也不开启，只有环境的光线不足和人活动的声音这两个条件同时出现的时候才开启，更好地实现了节能功能。智能家居声控节能灯座智能家居安防监控系统燃气传感器利用恒定直流电压通过搭桥对元件加热，只有在探测器元件上可燃气体才被氧化，增加的热量会加大电阻，产生的信号与可燃气体的浓度成比例，这样就检测到了可燃性气体的浓度。一般在家庭安装可燃性气体报警器能给我们的生活带来进一步的安全保障，当然可燃性气体报警器要经常（大约一个月）进行一下性能测试，避免老化及油污等原因带来的失效隐患。智能家居燃气泄漏报警器智能家居无线电信号传感器利用电磁感应原理，一般采用电感和电容组成的震荡电路来接收相应频率的无线电信号，之后整形、滤波、解码、驱动后面的电路工作，一般可用于车库的遥控锁，给我们的车库管理提供安全和便捷。车库遥控门锁的钥匙智能家居干簧管利用磁场同性相斥、异性相吸的原理工作，主要分常开和常闭两种。它一般用于家庭门窗之上，一旦门窗被非法开启，门磁报警器两部分分开，也就是磁铁和传感器干簧管分开，干簧管的分合状态立即发生变化，导致后续电路的工作状态发生变化，从而实现报警，好一点的门磁报警器还具有远程无线报警功能。无线门磁报警器智能家居指纹传感器技术目前主要是利用光学全反射原理，也出现了超声波扫描指纹传感器技术和晶体电容指纹传感器技术。其中基于光学全反射的指纹传感器技术虽然成像能力一般，但因其具有耐用性好、成本低、可靠性高和性能稳定等优点，是目前的首选技术，利用指纹传感器制作的门锁可以提供更安全和便捷的开锁体验，省却了忘带和丢失钥匙的烦恼。智能家居指纹密码锁智能家居实践与思考

请同学们在课余时间多走访一下高端时尚商品房小区，和物业管理人员谈一谈，提出未来住宅小区发展的方向和可能用到具有哪些新功能的传感器件。智能家居感谢聆听传感器与自动检测课程组传感器电路制作与调试项目教程第3版第二篇第四章传感器在无损检测中的应用涡流检测超声波检测射线检测无损检测

无损检测（又称无损探伤）是在不损伤检测对象的条件下，借助其内部材料结构的不连续（缺陷）引起的声、光、电、磁等物理量的变化来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷的一种检测方法。无损检测类似生活中的“隔皮猜瓜”挑选西瓜时我们用手轻轻拍打西瓜外皮，通过听声响或者手感，来判断西瓜的生熟，这样对西瓜没有损坏，是非破坏性的，这是生活中的无损检测。我们身边有许多无损检测的例子，比如机场的安检、医学领域的B超等。除了以上这些无损检测还被广泛的用于航空、航天、冶金、机械、化工、核能等领域，适用于产品设计、研制、生产和使用的全过程。无损检测涡流检测无损检测

涡流检测（简称ET）应用范围广泛，涉及航空、航天、冶金、机械、电力、化工、核能等领域。涡流检测适用于导电材料，建立基础是电磁感应原理。在无损检测中检测线圈通入交变电流，建立交变磁场；探头靠近被检测件，由线圈交变磁场通过被检测件与之发生电磁感应作用，在导电材料中建立涡流，被检测件中的涡流会产生自己的磁场（附加磁场），如果被检测件表面存在缺陷，会造成涡流流通路径的畸变，最终影响到涡流磁场。无损检测BVV车轮涡流探伤需要用到M2型探伤仪器无损检测

温室技术已经由院内种植、薄膜覆盖、日光温室，发展到现在的智能温室，使农业工厂化成为现实。农业物联网技术在智能控制、产品质量提高、产品溯源、观光农业、规模生产等方面大大提高温室的功能性，温室正向着现代化生产方向发展壮大。冬季温室大棚中的湿帘无损检测超声波检测

超声检测可分为三类：第一类是用于探伤的超声探伤仪，如各类用于金属、非金属和复合材料的探伤仪；第二类是用于测量的超声测量仪，如用于测量厚度的测厚仪，用于测量距离的测距仪，用于测量声速的声速仪，以及用于测量流量的流量计；第三类是用于医学诊断的超声检测仪，如B超，血流量仪等。超声波检测超声波检测ISONIC3510型手动便携式相控阵超声波检测系统超声波检测轨道列车中的超声探伤检测射线检测射线检测

射线检测是一种重要的无损检测手段，主要应用于铸件及焊接件的内部缺陷检测。其依据被检零件成分、密度、厚度等的不同，对射线吸收或散射不同的特性为检测原理，能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定位。工业应用的射线检测技术包括X射线检测、伽玛射线检测和中子射线检测三种。其中应用最广的是X射线。射线检测X射线探伤是利用X射线可以穿透物质和在物质中具有衰减的特性，发现缺欠的一种无损检测方法。X射线的波长很短一般为0.001～0.1nm。X射线以光速直线传播，不受电场和磁场的影响，可穿透物质，在穿透过程中有衰减，能使胶片感光。射线检测X射线检测仪射线检测X射线检测仪实践与思考

请同学们在课余时间上网查阅无损检测的发展情况，了解无损检测应用领域的最新动态。无损检测感谢聆听传感器与自动检测课程组传感器电路制作与调试项目教程第3版第二篇第五章传感器在智慧农业中的应用温度湿度光照养分智慧农业智慧农业智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，使传统农业更具有“智慧”。除了对农产品精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、农产品溯源防伪、农残检测、农产品冷链物流等方面的内容。智慧农业温度智慧农业

农作物的生长发育的基本条件就是阳光、水分、土壤和养分，因此对作物的实时动态监控主要就是这四方面。智慧农业

不同的农作物在不同的生长阶段对温度的要求各不相同，不同的农作物有其最适温度、上限温度和下限温度。所谓下限温度和上限温度就是农作物可以忍耐的最高温度和最低温度，如果农作物超过了上限温度和下限温度的界限，生长就会受到阻碍，甚至导致作物的死亡。温度传感器实现作物的温度监测智慧农业温室大棚中的温度传感器温室大棚中的温度传感器智慧农业湿帘实物智慧农业