智能传感器的应用有多广

　　随着电子计算机、生产自动化、现代信息、军事、交通、化学、环保、能源、海洋开发、遥感、宇航等科学技术的发展，对传感器的需求量与日俱增，其应用的领域已渗入国民经济的各个部门以及人们的日常文化生活之中。可以说，从太空到海洋，从各种复杂的工程系统到人们日常生活的衣食住行，都离不开各种各样的传感器，传感技术对国民经济的发展日益起着巨大的作用。

　　传感器在工业检测和自动控制系统中的应用传感器在工业自动化生产中占有极其重要的地位。在石油、化工、电力、钢铁、机械等加工工业中，传感器在各自的工作岗位上担负着相当于人们感觉器官的作用，它们每时每刻地按需要完成对各种信息的检测，再把大量测得的信息通过自动控制、计算机处理等进行反馈，用以进行生产过程、质量、工艺管理与安全方面的控制。

　　传感器在医疗及人体医学上的应用

　　随着医用电子学的发展，仅凭医生的经验和感觉进行诊断的时代将会结束。现在，应用医用传感器可以对人体的表面和内部温度、血压及腔内压力、血液及呼吸流量、肿瘤、血液的分析、脉波及心音、心脑电波等进行高难碗度的诊断。显然，传感器对促进医疗技术的高度发展起着非常重要的作用。

　　为增进全国人民的健康水平，我国医疗制度的改革，将把医疗服务对象扩大到全民。以往的医疗工作仅局限于以治疗疾病为中心，今后，医疗工作将在疾病的早期诊断、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，而传感器在这些方面将会得到越来越多的应用。

　　在自动控制系统中，电子计算机与传感器有机地结合在实现控制的高度自动化方面起到了关键的作用。

　　传感器与航空及航天

　　在航空及航天的飞行器上广泛地应用着各种各样的传感器。为了解飞机或火箭的飞行轨迹，并把它们控制在预定的轨道上，就要使用传感器进行速度、加速度和飞行距离的测量。要了解飞行器飞行的方向，就必须掌握它的飞行姿态，飞行姿态可以使用红外水平线传感器陀螺仪、阳光传感器、星光传感器及地磁传感器等进行测量。此外，对飞行器周围的环境、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。

　　传感器与遥感技术

　　所谓遥感技术;简单地说就是从飞机、人造卫星、宇宙飞船及船舶上对远距离的广大区域的被2Il物体及其状态进行大规模探测的一门技术。

　　在飞机及航天飞行器上装用的传感器是近紫外线、可见光、远红外线及微波等传感器。在船舶上向水下观测时多采用超声波传感器。例如，要探测一些矿产资源埋藏在什么地区，就可以利用人造卫星上的红外接受传感器特地面发出的红外线的量进行测量，然后由人造卫星通过微波再发送到地面站，经地面站计算机处理，便可根据红外线分布的差异判断出埋有矿藏的地区。

　　汽车与传感器

　　目前，传感器在汽车上的应用及燃料剽余量等有关参数的测量。已不只局限于对行驶速度、行驶距离、发动机旋转速度以由于汽车交通事故的不断增多和汽车对环境的危害，传感器在一些新的设施，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。可以预测，随着汽车电于技术和汽车安全技术的发展，传感器在汽车领域的应用将会更为广泛。

　　传感器与家用电器

　　现代家用电器中普遍应用着传感器。传感器在电子炉灶、自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、热风取暖器、风干器、报警器、电樊斗、电风扇、游戏机、电子驱蚊器、洗衣机、洗碗机、照相机、电冰箱、彩色电视机、录像机、录音机、收音机、电唱机及家庭影院等方面得到了广泛的应用。

　　随着人们生活水平的不断提高，对提高家用电器产品的功能及自动化程度的要求极为强烈。为满足这些要求，首先要使用能检测模拟量的高精度传感器，以获取正确的控制信息，再由微型计算机进行控制，使家用电器的使用更加方便、安全、可靠，并减少能源消耗，为更多的家庭创造一个舒适的生活环境。

　　目前，家庭自动化的蓝图正在设计之中，未来的家庭将由作为中央控制装置的微型计算机，通过各种传感器代替人监视家庭的各种状态，并通过控制设备进行着各种控制。家庭自动化的主要内容包括：安全监视与报警、空调及照明控制、耗能控制、太阳光自动跟踪、家务劳动自动化及人身健康管理等。家庭自动化的实现，可使人们有更多的时间用于学习、教育或休息娱乐。

　　传感器在机器人上的应用

　　目前，在劳动强度大或危险作业的场所，已逐步使用机器人取代人的工作。’一些高速度、高精度的工作，由机器人来承担也是非常合适的。但这些祝器人多数是用来进行加工、组装、检验等工作，屑于生产用的自动机械式的单能机器人。在这些机器人身上仅采用了检测臂的位置和角度的传感器。

　　要使机器人和人的功能更为接近，以便从事更高级的工作，要求机器人能有判断能力，这就要给机器人安装物体检口传感器，特别是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。

　　这类机器人被称为智能机器人，它不仅可以从事特殊的作业，而且一般的生产、事务和家务，全部可由智能机器人去处理。

　　传感器与环境保护

　　目前，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，这一现状已引起了世界各国的重视。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。

　　遥感技术目前已在农林业、土地利用、海洋资源、矿产资源、水利资源、地质、气象、军事及公害等领域得到了应用。

　　传感器是用于侦测、监控和响应称重、温度、压力、湿度和运动等物理参量的设备，产生出称重传感器、温度传感器、压力传感器等。它们是许多实际工作系统不可或缺的零组件，在工业、消费、汽车、医疗和军事方面应用非常广泛。在过去，从传感器获得的数据被直接发送至中央控制单元，然后中央控制单元可能会使用外挂的硬件组件或数字逻辑对传感器数据执行后制或显示。

　　随着8位微控制器(MCU)等嵌入式处理器解决方案的出现，将固定的中央硬件替换为可透过程序执行应用所需特定任务的微控制器所带来的优势愈加明显。但是，8位微控制器只能提供给计算密集度不大的系统做一些基本处理任务。

　　简单地说，讯号调整电路将感测组件的输出讯号规画到其余电子电路或应用软件可以处理的范围内。传感器应用所需的具体讯号调整电路，取决于所采用的传感器的类型。例如，某个传感器根据所测量的物理参数大小产生输出电压，其需要的讯号调整能力，可能不同于产生可变电阻的传感器。从本质上说，传感器应用均有以下共同的讯号调整要求。

　　首先，传感器产生的讯号必须尽量避免混入噪声。而且，讯号的频谱(亦即讯号频宽)必须根据某些约束条件限制在特定的范围内，因而常常有必要使用一种称为迭频消除滤波器的设备。其次，不管是电压、电流还是频率，传感器所产生讯号的振幅通常较小。为了准确处理讯号，让系统尽量不受噪声的影响，须要将讯号放大。

　　除了滤波和放大外，还须使用模拟数字转换器(ADC)将讯号转换成数字形式，这增加了讯号调整要求。除了要放大讯号外，可能还须要对讯号进行转换，使其能适应不同的ADC参考电压。但是，很多ADC，尤其是微控制器或数字讯号控制器(DSC)中包含的ADC，仅对单极性输入有效。换句话说，输入电压不能相对地在正负电位之间变换。在这种情况下，就必须使用电压位准移位器。