传感器在机电一体化系统中的应用及发展

1XX学院毕业设计论文作者学号系部机电学院专业机电一体化题目传感器在机电一体化系统中的应用和发展指导教师评阅教师完成时间：2013年4月日2毕业设计（论文）中文摘要题目：传感器在机电一体化系统中的应用及发展摘要：在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。本文简述了传感器在机电一体化系统中的作用及其地位，也讲述了在机电一体化中常见的传感器类型、特点、结构及用途等，还介绍了在机电一体化中传感器的选择指标以及传感器在以后的发展情况。关键词：传感器，机电一体化，应用，发展3毕业设计(论文)外文摘要TITLE:THESENSORTECHNOLOGYAPPLICATIONINMECHATRONICSSYSTEMANDITSDEVELOPMENTABSTRACT：Inmechatronicssystem,wherethesensorsystem,theroleoftheequivalentsystemfeelingOrgans,canquicklyandaccuratelytoobtaininformationandcanwithstandharshenvironmenttest,iselectromechanicalintegrationsystemreachesToahighlevelofassurance.SuchaslackofthesesensorsonthesystemstateandaccurateandreliableinformationtobeautomaticTesting,thesystem'sinformationprocessing,controldecision-makingfunctionscannottalkaboutandrealization.ThisarticlesummarizesthesensorResearchsituationanddevelopment,discussesthesensorsintheelectromechanicalintegrationsystem,andanalyzestheapplicationofsensorImplementtechnologydevelopmentcertainproblemsanddevelopmentdirection.Thispaperbrieflydescribesthesensorinmechanicalandelectricalintegrationofsystemfunctionandposition,alsotellsthestoryofcommontypeofsensorinmechanicalandelectricalintegration,characteristics,structureandusageandsoon,alsointroducedthesensorselectionindicatorandsensorinmechanicalandelectricalintegrationinthelaterdevelopmentdirectionandfuture4developmentprospects.KEYWORDS:sensortechnology，Mechatronics，application，development5目录1引言...................................................................................................................62机电一体化系统的概念..................................................................................73传感器在机电一体化系统中的作用及地位..................................................94机电一体化系统中常用传感器的类型、特点、结构及用途....................104.1电阻应变式传感器............................................................................104.2电感式传感器....................................................................................114.3电容式传感器....................................................................................114.4压电式传感器....................................................................................125如何为机电一体化系统选择传感器............................................................145.1传感器类型........................................................................................145.2灵敏度.................................................................................................145.3频率响应特性....................................................................................145.4线性范围............................................................................................155.5可靠性与稳定性................................................................................155.6精度.....................................................................................................155.7工作方式............................................................................................155.8其它.....................................................................................................166霍尔式传感器的结构、表现形式及应用....................................................176.1工作原理............................................................................................176.2集成霍尔传感器................................................................................176.3霍尔传感器的应用............................................................................187机电一体化系统中常用传感器的发展........................................................20结论.......................................................................................................................21致谢.......................................................................................................................22参考文献...............................................................................................................2361引言从20世纪80年代起，在世界范围内逐步掀起一股“传感器热”，各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域，传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术之一。72机电一体化系统的概念机电一体化又称机械电子学，英文称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本《机械设计》杂志的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被人们广泛接受和普遍使用。1996年出版的WEBSTER大词典收录了这个日本造的英文单词，这不仅意味着“Mechatronics”这个单词得到了世界各国学术界和企业界的认可，而且还意味着“机电一体化”的哲理和思想为世人所接受。到目前为止，就机电一体化这一概念的内涵国内外学术界还没有一个完全统一的表述。目前，较普遍的提法是“日本机械振兴协会经济研究所”于1981年的解释：“机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称”。机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义：首先，机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。图1形地表达了机电一体化与机械学、电子学和信息科学之间的相互关系；其次，机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术（即所谓的“3C”技术：Computer、Communication和Control8Technology）“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等；最后，机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。因此，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。93传感器在机电一体化系统中的作用及地位在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受