传感器在机械领域的应用与发展毕业论文.docx

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单位代码

学 号 100617019

分类号

密 级

毕业设计（论文）

传感器在机械领域的应用与发展

院（系）名称 工学院

专业名称机械设计与制造

学生姓名

指导教师

2013年5月11日

传感器在机械领域的应用与发展

摘要

工业自动化是人类摆脱繁重的体力劳动的必要手段。

设想有一天，人们可以坐在中央控制室，看着各种机床按预先设定的程序有序地工作。

为了实现这一目标．中央控制室需要随时了解各单元的运行情况，及时作出判断并发出下一步动作指令，以实现闭环控制。

随着计算机技术的飞速发展．工业自动化程度愈来愈高．过去必须由人力去做的许多工作，现在已经逐步由计算机来代替了。

要实现工业自动化，传感器是必不可少的。

传感器的应用范围极广，几乎应用于所有的技术领域，如机器人技术领域、航空航天技术领域、兵器领域、民用工业领域，并逐渐深入到人们的日常生活中。

本文首先对传感器有比较详细的说明，然后介绍传统的工业机械以及现代的

工业机械，对比之下，可以容易得知现在工业机械的效率更高、安全系数更好等

优点，传感器在其中起的作用不可小觑。

最后，我们用冷水机和空压机的实例说明传感器在机械中的应用。

关键词：

传感器机械领域兵器领域

Theapplicationanddevelopmentofsensorinmechanicalfield

Author:

LiWei

Tutor:

LiHui

Abstract

Industrialautomationistheessentialmeanstohumansfromheavymanualwork.

Imagineoneday,peoplecansitatthecentralcontrolroom,lookingatallkindsofmachinetoolsaccordingtothepresetprogramworkorderly.Toachievethisgoal.Thecentralcontrolroomneedtoknowtheoperatingconditionoftheunitatanytime,timelyjudgeandanextmoveinstruction,inordertorealizetheclosed-loopcontrol.

Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,industrialautomationdegreemoreandmorehigh.Thepastmustbehumantodoalotofwork,isnowgraduallyinsteadofbycomputer.

Torealizeindustrialautomation,sensorsareessential.Sensorapplicationrangeisverywide,almostapplytoallareasoftechnologyinareassuchasrobotics,aerospacetechnology,weapons,civilianindustry,andgraduallygodeepintothePeople'sDailylife.

Atfirst,thispaperhasmoredetailedinstructionstothesensor,thenintroducesthetraditionalandmodernindustrialmachineryindustrialmachinery,incontrast,canbeeasilylearnedthatnowindustrialmachineryismoreefficientandbettersafetycoefficient,functionofsensorinittobereckonedwith.Finally,weusecoldwatermachineandaircompressorexampleillustratestheapplicationofsensorinmechanical.

Keywords:

weaponsfieldsensormechanicalfield

黄河科技学院毕业设计（论文） 第29页

目录

1传感器应用的发展过程 3

1.1传感器在机械发动机工况控制的应用 3

1.2传感器在工程机械液压系统控制中的应用 4

1.3传感器在机械总体性能控制中的应用 4

1.2.1机械中传感器的半导体化 4

1.2.2工程机械中传感器的多功能化 4

1.2.3机械中传感器的智能化和专业化 4

2传感器的概述 5

2.1传感器的作用 6

2.2传感器的功能 6

2.3传感器的分类 6

2.4传感器的特性 7

2.4.1传感器静态特性 7

2.4.2传感器动态特性 7

2.4.3传感器的线性度 8

2.4.4传感器的灵敏度 8

2.4.5传感器的分辨率 8

2.4.6传感器的迟滞特性 8

2.5几种主要的传感器 9

2.5.1电阻式传感器 9

2.5.2光敏传感器 9

2.5.3湿度传感器 9

2.5.4温度传感器 11

2.5.5压力传感器 16

3传感器在机械中的应用 21

3.1传统机械与现代机械 21

3.2传感器在空气压缩机中的应用 22

3.2.1空气压缩机的种类及原理 22

3.2.2空压机的特点 22

3.2.3传感器在阿特拉斯空压机中的应用 23

3.3传感器在冷水机中的应用 24

3.3.1冷水机的用途 25

3.3.2冷水机使用工业 25

3.3.3风冷和水冷式冷冻机 25

3.3.4传感器在york冷水机中的应用 26

4总结 28

5.参考文献 29

1传感器应用的发展过程

1.1传感器在机械发动机工况控制的应用

20世纪60年代以前，传感器只作为测量工程的一部分加以分析研究，随着材料科学的发展，特别是20世纪80年代以后计算机技术的发展和芯片集成水平提高，使传感器技术也随之提高和发展。

传感器不仅应用在工业自动控制、工作环境及工作介质的参数测量等范围内，而且传感器技术与计算机技术结合，形成了微型的多功能、智能化传感器，使之对移动机械设备的状态控制更易普及和发展，因此，在工程机械设备上大量使用传感器技术，以提高这些设备的技术性能。

1.1.1传感器在机械发动机工况控制的应用

近几年出现的电喷柴油发动机借鉴了汽油发动机的一些传感控制技术，它的应用提高了工程机械整体技术水平。

另外，新近生产的一些采用普通柴油机的工程机械也采用了一些传感器测控技术。

工程机械在这方面使用的传感器有以下几种类型：

控制空气流量动片式传感器的喷油机构的位置传感器；压力传感器，包括燃油压力、润油系统机油压力等压力传感器；用于柴油机转速控制的转速传感器；用于测控燃油液面和机油液面的传感器和控制温度的温度传感器。

1.1.2传感器在工程机械液压系统控制中的应用

液压传动系统在现代工程机械的传动中占有十分重要的地位，它不仅应用在主要的工作机构中，如挖掘机的挖掘机构传动，振动压路机的振动机构，而且在现代工程机械行走系统、转向系统以及一些伺服机构中都大量应用。

在液压系统中应用的传感器主要有控制液压油温度的温度传感器；控制液压油压力的压力传感器；控制泄漏量和流量的流量传感器；控制液压油液位的液位传感器等。

1.1.3传感器在机械总体性能控制中的应用

通常工程机械工作环境是比较恶劣的，为了提高其工作的安全性和工作性能，就需要对机械整体性能进行有效控制，在这方面应用的传感器主要有控制主要的工作机构和制动系统磨损检测传感器；控制整机通过性的限位平衡传感器；用于装载机械超载的控制超载压力传感器；用于控制摊铺机铺层厚度的距离传感器；用于拌和站物料温度控制的温度传感器；另外还有工程机械驾驶室工作间的温度、湿度、光照等条件控制的温度式、湿度式、光量式传感器等。

1.2工程机械中应用传感器的发展趋势

进入20世纪80年代超大规模半导体集成技术和计算机技术的发展，为传感器技术的发展创造了极为有利的条件。

从现有的工程机械中传感器应用的相关专业技术的发展来分析。

在工程机械中使用的传感器显示出四个发展趋势，即半导体化、多功能化、智能化和专业化。

1.2.1机械中传感器的半导体化

目前在工程机械中使用的传感器，按测控原理半导体传感器类型已占7O%以上，半导体传感器以其灵敏度高、响应快、体积小、重量轻被广泛应用与筑路机械中。

测控的参数包括温度、压力、流量、浓度、湿度等多项内容，其更重要的特性是传感器集成化程度高，可便利地与计算机结合，广泛应用工程机械中。

1.2.2工程机械中传感器的多功能化

由于半导体传感器可高度集成，这样就可以在同一芯片集成如温度、湿度、压差、气体、浓度等多个敏感元件，使传感器效率有很大提高。

半导体传感器的多功能化比较适合工程机械这样的移动式作业设备。

因此，工程机械中的传感器的多功能化是一个较显著的发展趋势。

1.2.3机械中传感器的智能化和专业化

工程机械使用的传感器与计算机结合形成了具有检测、信息处理功能和自动控制的智能化传感器。

如摊铺机为控制铺层厚度采用的距离传感器就是这一类型。

此类传感器基本上都具有自动校调功能，这样极大地方便了工程机械的使用。

另外，工程机械种类较多，在专业化生产过程中，为提高工程机械的效率和降低生产成本，针对不同种类的工程机械的主要测控参数所使用的传感器，向专业化方向发展，这也是工程机械中使用传感器发展趋势。

据对不同种类的工程机械使用传感器技术的统计，专业传感器占92%以上。

2传感器的概述

传感器（sensor;measuringelement;transducer）：

能感受规定的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。

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。

它能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

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。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

2.1传感器的作用

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。

而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。

为适应这种情况，就需要传感器。

因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。

在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。

因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。

现代科学技术的发展，进入了许多新领域：

例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万