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解決方案-制造業(yè)傳感器的分析和應(yīng)用
閱讀：702 發(fā)布時(shí)間：2023-9-621世紀(jì),，傳感器已是無(wú)處不在,。日常生活中，小到遙控器,、感應(yīng)燈，大到醫(yī)療器械,、機(jī)器人,，都離不開(kāi)傳感器。而像手機(jī),、汽車,、飛機(jī)等智能產(chǎn)品，更是集成應(yīng)用了很多傳感器,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，一部普通的智能手機(jī)大約應(yīng)用了10余個(gè)傳感器，一輛高檔汽車的傳感器往往上百,，而一架飛機(jī)中則有2000-4000個(gè)傳感器,。
傳感器不僅在生活中極為常見(jiàn)，在工業(yè)領(lǐng)域中更是不可缺,。工業(yè)4.0時(shí)代,，傳感器已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中的智能“感官"，幫助人們檢測(cè)關(guān)鍵變量,，監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程,，保障生產(chǎn)安全。比如,，圖像傳感器能夠?qū)θS結(jié)構(gòu)件進(jìn)行精密測(cè)量與精準(zhǔn)定位,，實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝的優(yōu)化和提升；溫度傳感器可以連續(xù)測(cè)量大面積的溫度分布,，為生產(chǎn)工藝的精準(zhǔn)控制提供決策依據(jù),；接近傳感器能檢測(cè)出人體等目標(biāo)對(duì)象的靠近，在大型機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中切實(shí)保障生產(chǎn)安全,。
本文將帶來(lái)傳感器的演進(jìn)過(guò)程,，介紹常見(jiàn)的傳感器分類，并選取六類傳感器,，介紹其發(fā)展與應(yīng)用趨勢(shì),。
? 結(jié)構(gòu)型傳感器是利用結(jié)構(gòu)參量的變化來(lái)感受和轉(zhuǎn)化信號(hào)。如電阻式直線位移傳感器,，以位移或力的作用使電阻值產(chǎn)生變化進(jìn)而來(lái)反映被測(cè)量的大小。
? 物性型傳感器是利用材料本身的物理特性變化而實(shí)現(xiàn)測(cè)量的傳感器,，例如熱敏傳感器,、光敏傳感器,。物性型傳感器無(wú)可動(dòng)部件，靈敏度高,，可以減少對(duì)被測(cè)對(duì)象的影響,，解決了結(jié)構(gòu)型傳感器不能解決的某些對(duì)象測(cè)量問(wèn)題，擴(kuò)大了傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域,。
? 智能型傳感器是對(duì)自身狀態(tài)具有一定的自診斷,、自補(bǔ)償、自適應(yīng)能力,，同時(shí)具有雙向通訊功能的傳感器裝置,。從結(jié)構(gòu)上看，它是將傳感器,、通信芯片,、微處理器、驅(qū)動(dòng)程序,、軟件算法等有機(jī)結(jié)合,，通過(guò)高度敏感的傳感元件實(shí)現(xiàn)多功能檢測(cè)，通過(guò)邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理,，基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)匯聚的一個(gè)感知測(cè)量系統(tǒng) [2],。常見(jiàn)的MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微機(jī)電系統(tǒng)）傳感器可視為典型的智能傳感器,，隨著CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor,，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）技術(shù)與MEMS技術(shù)的發(fā)展與融合，智能傳感器未來(lái)將繼續(xù)向網(wǎng)絡(luò)化,、微型化,、集成化和多樣化發(fā)展。
與結(jié)構(gòu)型,、物性型傳感器相比,，智能傳感器能瞬時(shí)獲取大量信息，對(duì)所獲取的信息還具有信號(hào)處理的功能,，具有高精度,、高可靠性、高適應(yīng)性的優(yōu)勢(shì),。智能傳感器迎合了工業(yè)4.0時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)采集,、處理等流程的高階需求，正逐漸成為市場(chǎng)主流,。
傳感器分類方式較為多樣,，有通用分類、智能化分類,、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)分類等,。其中僅就通用分類方式而言,，常見(jiàn)的有按檢測(cè)對(duì)象（用途）、工作原理,、輸出信號(hào)類型,、制作材料、工作機(jī)理,、制作工藝等方面進(jìn)行分類 [3],，也可以依據(jù)結(jié)構(gòu)類型、感知量類型,、作用形式、能量變換關(guān)系,、技術(shù)特征以及關(guān)聯(lián)方式等進(jìn)行分類,。
傳感器的分類也不止一個(gè)層級(jí)，通?？梢愿鶕?jù)更具體的檢測(cè)對(duì)象,、工作原理或應(yīng)用場(chǎng)景等進(jìn)行更細(xì)層級(jí)的劃分，見(jiàn)下圖示意,。下文將基于傳感器通用分類方式中常見(jiàn)的幾類進(jìn)行介紹,。
1) 按照檢測(cè)對(duì)象（用途）分類
根據(jù)檢測(cè)對(duì)象（用途）進(jìn)行分類,，有位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器,、壓力傳感器、流速傳感器,、溫度傳感器,、濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器,、濃度傳感器,、粘度傳感器等等。
上述傳感器還可以根據(jù)具體的檢測(cè)對(duì)象進(jìn)一步細(xì)分,，如速度傳感器可以分為角速度傳感器,、線速度傳感器等，壓力傳感器可以分為靜態(tài)壓力傳感器,、動(dòng)態(tài)壓力傳感器,、差壓傳感器以及真空傳感器等。
2) 按工作原理分類
根據(jù)作用原理的不同,，傳感器可分為物理型,、化學(xué)型和生物型三大類：
物理傳感器是依據(jù)變換元件的物理性質(zhì)制成的傳感器，可以按照被測(cè)量所屬細(xì)分領(lǐng)域劃分為力學(xué),、熱學(xué),、光學(xué),、磁學(xué)、聲學(xué),、電學(xué)等類型,，常見(jiàn)的如電學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器,。還可以進(jìn)一步細(xì)分,，如電學(xué)傳感器又可分為電容式、電阻式,、電感式等等,，典型的有電阻式位移傳感器、電容式壓力傳感器等,。
化學(xué)傳感器是利用敏感材料與物質(zhì)間的電化學(xué)反應(yīng)原理,，把無(wú)機(jī)和有機(jī)化學(xué)成分、濃度等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器,，如氣體傳感器,、濕度傳感器等。
生物傳感器是對(duì)生物物質(zhì)敏感,，并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的儀器,。生物體中，能夠選擇性的分辨特定物質(zhì)的種類有酶,、微生物,、抗體等等，據(jù)此進(jìn)一步分類,，常見(jiàn)的有酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器等?/span>
3) 按照輸出信號(hào)的形式分類
根據(jù)輸出信號(hào)，可分為模擬型,、數(shù)字型,、贗數(shù)字型、開(kāi)關(guān)型等類型,。其中：
模擬傳感器將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào),，即連續(xù)的信號(hào)。常見(jiàn)的模擬傳感器有聲音傳感器,、水位傳感器等,；
數(shù)字傳感器將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)（包括直接和間接轉(zhuǎn)換），即離散的信號(hào),。常見(jiàn)的數(shù)字傳感器有編碼器,、計(jì)量光柵等；
贗數(shù)字傳感器將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出（包括直接或間接轉(zhuǎn)換）,，這類型的代表有增量型旋轉(zhuǎn)編碼器,，將信號(hào)以脈沖的方式提供給控制器,；
開(kāi)關(guān)傳感器是當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào),，如液位開(kāi)關(guān)傳感器,、溫度開(kāi)關(guān)傳感器、接近傳感器等,。
4) 按照所用材料分類
按照傳感器所用材料類別可分為金屬,、聚合物、陶瓷,、混合物等,；還可按材料的物理性質(zhì)分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體,、絕緣體,、磁性材料等；亦可以按材料的晶體結(jié)構(gòu)分為單晶,、多晶、非晶材料等類型,。
5) 按照制作工藝分類
按照傳感器制作工藝可分為集成傳感器,、薄膜傳感器、厚膜傳感器,、陶瓷傳感器等,。其中集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的；薄膜傳感器是通過(guò)真空沉積技術(shù),，在介質(zhì)襯底（基板）上形成敏感材料的薄膜,；厚膜傳感器則是利用敏感材料的漿料涂覆在基片上制成，通常涂覆后還要進(jìn)行熱處理,，使厚膜成形,；陶瓷傳感器的制造主要是依靠標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或變種的溶膠工藝，將成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結(jié),。
應(yīng)用于制造業(yè)場(chǎng)景的傳感器類型多樣,，本文將選取視覺(jué)/圖像傳感器、壓力傳感器,、液位傳感器,、溫度傳感器、編碼器,、接近傳感器等工業(yè)應(yīng)用中常見(jiàn)的六類傳感器,，圍繞其測(cè)量參數(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景,、技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行介紹,，并盤點(diǎn)相應(yīng)的主流生產(chǎn)廠商,。
1、視覺(jué)/圖像傳感器
視覺(jué)傳感器（也叫圖像傳感器）是機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的基礎(chǔ),，顧名思義是對(duì)圖像進(jìn)行采集的裝置,，是工業(yè)相機(jī)的核心部件。
隨著機(jī)器視覺(jué)技術(shù)從二維圖像識(shí)別到三維圖像識(shí)別的演進(jìn),，圖像傳感器在工業(yè)智能化生產(chǎn)中的應(yīng)用也從質(zhì)量控制階段發(fā)展到了精密測(cè)量階段,。光柵投影三維測(cè)量技術(shù)就是基于三維圖像識(shí)別的一種精密測(cè)量技術(shù)[4]，該技術(shù)將光柵條紋投射到被測(cè)物體,，由CCD采集到條紋圖像后,，通過(guò)圖像處理與三維轉(zhuǎn)換模型得到被測(cè)物體的三維信息，具有測(cè)量速度快,、視場(chǎng)大,、精度高等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)悉,，國(guó)內(nèi)的光柵投影三維測(cè)量精度目前最高可達(dá)8微米量級(jí),。在基于圖像傳感的精密測(cè)量加持下，目前汽車工業(yè)的沖壓,、焊裝,、涂裝、總裝等四大工藝環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了高精度的自動(dòng)化操作,。
圖像傳感器當(dāng)前的主流技術(shù)包括CCD和CMOS兩大類,。CCD（Charge-Coupled Device）含義是電荷耦合器件，CMOS是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體,。兩類技術(shù)的主要差異是數(shù)字信號(hào)的傳送方式不同,，CCD中共用一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，而CMOS中每個(gè)像素都有獨(dú)立的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,。這種差異導(dǎo)致CCD圖像傳感器在分辨率,、靈敏度以及噪聲控制等方面表現(xiàn)較優(yōu)，而CMOS圖像傳感器則具有低功耗,、低成本以及高整合度的特性,。業(yè)界普遍認(rèn)為CMOS技術(shù)最終會(huì)取代CCD技術(shù)，但目前在工業(yè)相機(jī)中,，CCD技術(shù)還是主流,。隨著制造技術(shù)的進(jìn)步，兩者的差異正在縮小,，預(yù)計(jì)在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),，兩者會(huì)保持共存的關(guān)系。
圖像傳感器的國(guó)際廠商主要有索尼、三星,、豪威,、安森美、海力士,、意法半導(dǎo)體,、基恩士、康耐視,、西克等,，國(guó)內(nèi)廠商則有格科微、思特威,、?？禉C(jī)器人、深視智能,、大恒圖像,、奧普特、凌云光,、華?？萍肌D漾科技等,。
2,、壓力傳感器
壓力傳感器(Pressure Sensor)是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，通常用于測(cè)量物體受力情況,，并將其轉(zhuǎn)化成能夠傳輸和顯示的電信號(hào)，因此也常被稱為“變送器"（需要注意的是,，在很多場(chǎng)合實(shí)際測(cè)量值為壓強(qiáng),，因此稱“壓強(qiáng)傳感器"更為準(zhǔn)確，但工程上習(xí)慣稱“壓力傳感器"）,。
壓力測(cè)量在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用很多,。第一種常見(jiàn)的應(yīng)用是稱重，分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)稱重,。常見(jiàn)的電子秤,、汽車地磅等屬于靜態(tài)稱重，工業(yè)場(chǎng)合多用動(dòng)態(tài)稱重,，如輸送機(jī)在輸送大宗散料過(guò)程中的稱重,，汽車在裝卸過(guò)程中的稱重等。第二種常見(jiàn)應(yīng)用是監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的力,。例如,，鍛壓是機(jī)械加工中常見(jiàn)的成形工藝，在鍛壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生非常大的力施加于工件，有時(shí)會(huì)超過(guò)鍛壓機(jī)的公稱力,，對(duì)設(shè)備造成損壞,，因此需要對(duì)加工力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。另外一種常見(jiàn)應(yīng)用則是對(duì)加速度,、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)壓力的測(cè)量,，如電機(jī)運(yùn)行中振動(dòng)的測(cè)量能夠有效地幫助診斷和預(yù)防電機(jī)故障。
除了直接的壓力測(cè)量,，壓力傳感器同時(shí)也可用于間接測(cè)量其他量,，如液體/氣體的流量、速度,、液位等,，在流程行業(yè)壓力傳感器常見(jiàn)的三類應(yīng)用如下：第一種是在蒸汽系統(tǒng)的壓強(qiáng)測(cè)量中，壓力傳感器首先用來(lái)監(jiān)控壓力,，其次可以測(cè)量蒸汽流動(dòng)的時(shí)間和流向,，智能壓力傳感器還可以通過(guò)控制閥門以調(diào)節(jié)蒸汽壓力保持在恒定數(shù)值上。第二種是過(guò)濾系統(tǒng)的流量測(cè)量,。壓力傳感器被安裝在過(guò)濾器旁,，只要濾網(wǎng)開(kāi)始堵塞，流量就會(huì)降低,，隨之濾網(wǎng)處受到的壓強(qiáng)就會(huì)發(fā)生變化,，從而給出提示需要清理或者更換過(guò)濾器。還有一種是液位的測(cè)量,，通過(guò)測(cè)量液面和容器內(nèi)氣體的壓力差值來(lái)間接計(jì)算出靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)液位,。
根據(jù)結(jié)構(gòu)與原理的不同，壓力傳感器可分為應(yīng)變式,、壓阻式,、電容式、壓電式,、光電式,、光纖式、超聲式等不同類型,。其中應(yīng)變式是應(yīng)用較為廣泛的一種,，有數(shù)據(jù)表明，應(yīng)變式壓力傳感器使用量約占?jí)毫鞲衅骺偭康?0％左右,。這類傳感器廣泛用于機(jī)械,、汽車、食品,、建筑等行業(yè),，如機(jī)械制造工藝中的液壓系統(tǒng),、動(dòng)力系統(tǒng)等，以及機(jī)械裝備的載荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng),。
壓力傳感器的生產(chǎn)廠商眾多,，其中較為的國(guó)際廠商均有生產(chǎn)，如博世,、英飛凌,、泰科電子、霍尼韋爾,、意法半導(dǎo)體,、森薩塔、橫河電機(jī),、威卡,、安費(fèi)諾、恩智浦等等,，國(guó)內(nèi)廠商有杭州美控,、青島潤(rùn)能、鵬合電子,、聯(lián)測(cè),、天宇恒創(chuàng)、米科,、創(chuàng)威,、星儀、匡建儀表等,。
3,、液位傳感器
液位傳感器能夠把容器內(nèi)的液位高度轉(zhuǎn)換成為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，進(jìn)行集中顯示,、報(bào)警,、控制，廣泛應(yīng)用在石油,、化工、冶金,、電力,、制藥、食品加工,、給排水,、環(huán)保等領(lǐng)域。
工業(yè)中常用的液位傳感器可分為點(diǎn)式液位傳感器和連續(xù)液位傳感器兩類,。
點(diǎn)式液位傳感器通常用于檢測(cè)介質(zhì)存在與否,，或者判斷液位處在高或低的水平。點(diǎn)式液位傳感器的兩類常見(jiàn)應(yīng)用一是泄露檢測(cè)，防止對(duì)設(shè)備,、生產(chǎn)造成損壞,。如液壓系統(tǒng)的油液，通過(guò)非工作通道,，由高壓腔流到低壓腔,，或由系統(tǒng)內(nèi)流到系統(tǒng)外時(shí)，會(huì)造成設(shè)備異常,，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致整機(jī)癱瘓,；二是防止液體外溢或者空轉(zhuǎn)干燒的情況。生產(chǎn)中的常見(jiàn)裝置水泵,，其葉輪主要依靠水流冷卻,。當(dāng)管道中缺水時(shí)，水泵長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生大量熱量,，進(jìn)而燒毀,。
連續(xù)液位傳感器用于實(shí)現(xiàn)液位的連續(xù)測(cè)量。在化工行業(yè)一些有毒有害的原料檢測(cè)場(chǎng)合,，如液氯儲(chǔ)罐,、氯化石蠟反應(yīng)釜中，連續(xù)液位傳感能夠適用這種危險(xiǎn)品的實(shí)時(shí)液位監(jiān)測(cè),，對(duì)生產(chǎn)的監(jiān)控,、分析具有重要意義。
液位傳感器根據(jù)檢測(cè)原理,，可以分為電容式,、電導(dǎo)率（電阻）式、光學(xué),、振動(dòng)音叉式,、浮子式、超聲波式,、雷達(dá)（微波）式,、激光式等。與前幾種類型相比,，超聲波式和雷達(dá)式屬于非接觸式測(cè)量,，適用于有毒、高粘性液體的液位測(cè)量,，在當(dāng)前的工業(yè)應(yīng)用中普及迅速,。由于超聲波需要傳播媒介，且容易被氣泡,、水霧等吸收,，而電磁波不存在這些問(wèn)題,，因此相比超聲波式，雷達(dá)式應(yīng)用的場(chǎng)合要擴(kuò)展不少,。激光液位傳感器的出現(xiàn),，更是將非接觸式的液位測(cè)量拓展到表面粗造的工況中，如鑄造砂型鐵水液位測(cè)量,。
液位傳感器的國(guó)際廠商主要有威格,、西門子、科隆,、E+H,、艾默生、橫河電機(jī),、ABB,、霍尼韋爾、施耐德,、西克等,，國(guó)內(nèi)廠商主要有美控、正泰,、伊萊科,、新九洲、匡建儀表,、天康,、中控、通博,、仁科等,。
4、溫度傳感器
溫度是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的重要參數(shù),，在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化流程中,，溫度測(cè)量點(diǎn)有時(shí)會(huì)占全部測(cè)量點(diǎn)的一半以上。例如,，在鋼鐵冶煉過(guò)程中,，準(zhǔn)確地控制冶煉溫度可以明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量，還能節(jié)能降耗,；在石油煉化廠,，準(zhǔn)確控制裂解溫度，可以得到不同品質(zhì)的柴油系列產(chǎn)品,。
溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分,，可按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻,、熱電偶,、半導(dǎo)體熱敏電阻以及光學(xué)式等,，也可按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。熱電阻,、熱電偶,、半導(dǎo)體熱敏電阻等等屬于接觸式溫度傳感器，非接觸式溫度傳感器則主要包括紅外測(cè)溫,、光纖測(cè)溫等,。非接觸式溫度傳感器具有測(cè)溫范圍廣、測(cè)溫面積大,、信號(hào)傳輸與轉(zhuǎn)換方便快捷等優(yōu)勢(shì),，正在工業(yè)測(cè)溫領(lǐng)域逐步普及。
紅外測(cè)溫儀是常見(jiàn)的非接觸式溫度傳感器,，它是利用被測(cè)物體自身向外輻射的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè),，還可以將溫度分布以可視化的形式展示出來(lái)（紅外熱像儀），是溫度檢測(cè)的重要手段,。目前紅外熱像儀在新品研發(fā),、生產(chǎn)管控、設(shè)備維護(hù),、環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用,，特別在高溫測(cè)量方面，如高爐爐壁,、工件,、冷卻壁等固體表面測(cè)溫以及爐膛內(nèi)溫度及分布的測(cè)量等。
溫度傳感器的國(guó)際廠商有德州儀器,、泰科電子,、TDK、芝浦電子,、TKS,、SEMITEC、意法半導(dǎo)體,、霍尼韋爾,、安費(fèi)諾、西門子等,，國(guó)內(nèi)廠商則有華工科技（華工高理）,、高德智感、杭州美控,、飛卓科技,、奧迪威、保隆科技,、精創(chuàng),、南北儀器,、勝利儀器等。
5,、編碼器
編碼器（encoder）是一種運(yùn)動(dòng)控制傳感器,，主要用于機(jī)械運(yùn)動(dòng)中角度、速度,、位置,、距離等的測(cè)量，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床,、回轉(zhuǎn)臺(tái),、伺服傳動(dòng)、機(jī)器人,、電梯等需要檢測(cè)位置和角度的裝置中,。它同時(shí)也是一種典型的數(shù)字傳感器，能夠?qū)⒈粶y(cè)對(duì)象轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出,。
按結(jié)構(gòu)形式劃分,，編碼器可分為線性編碼器和旋轉(zhuǎn)編碼器。其中線性編碼器用來(lái)測(cè)量直線位移,，通常用在CNC銑床上,；旋轉(zhuǎn)編碼器可以將旋轉(zhuǎn)位置或旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字信號(hào)，多用于需要精確旋轉(zhuǎn)位置及速度的場(chǎng)合,，例如機(jī)器人,。
按照測(cè)量類型，編碼器可以分為增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器,。顧名思義,，增量式編碼器可以輸出編碼器從預(yù)定義起始位置發(fā)生的增量變化。優(yōu)點(diǎn)是精度高,、構(gòu)造簡(jiǎn)單,，可靠性高，成本相對(duì)較低,。缺點(diǎn)是斷電后需要先尋零,，易受干擾導(dǎo)致累計(jì)誤差。絕對(duì)式編碼器可以記錄編碼器在一個(gè)絕對(duì)坐標(biāo)系上的位置,，優(yōu)點(diǎn)是精度高,，無(wú)接觸，壽命長(zhǎng),，開(kāi)機(jī)不需尋零,，沒(méi)有累計(jì)誤差，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格不具優(yōu)勢(shì),。
按照工作原理,，編碼器又可分為光電式、電磁式,、電感式、電容式,、激光式等,。其中光學(xué)編碼器精度更高，應(yīng)用范圍更廣,，但在戶外及惡劣環(huán)境下使用時(shí)需要較高的防護(hù)要求,，并且不適宜在凝露的環(huán)境中使用。比如在低溫下使用光學(xué)編碼器,，如果環(huán)境溫度急劇上升,，可能在光學(xué)碼盤上形成凝霧，進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)讀取障礙,；磁編碼器受到環(huán)境的影響較小,，但由于存在天然的非線性現(xiàn)象，精度不如光學(xué)編碼器,。它們通常用于灰塵,、蒸汽、振動(dòng)和其他可能干擾光學(xué)編碼器性能的環(huán)境中,。隨著技術(shù)的發(fā)展,，磁編碼器的精度得到持續(xù)提升，逐漸可與光學(xué)編碼器抗衡,。
編碼器的國(guó)際廠商有海德漢,、西克、堡盟,、倍加福,、亨士樂(lè)、多摩川,、歐姆龍,、奧托尼克斯、圖爾克,、巴魯夫等,，國(guó)內(nèi)廠商有禹衡光學(xué)、宜科電子,、時(shí)易,、深浦電氣、上海锝秉工控,、升威電子等,。
6,、接近傳感器
以無(wú)需接觸的方式檢測(cè)到物體的接近和檢測(cè)對(duì)象有無(wú)的產(chǎn)品總稱為“接近傳感器"或者“接近開(kāi)關(guān)"，在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位,、定位控制等功能使用,，能夠保障生產(chǎn)安全。
接近傳感器代替了限位開(kāi)關(guān)等接觸式檢測(cè)方式,，根據(jù)其感應(yīng)原理,，一般分為電感式、電容式,、光電式,、磁性式等，每種類型都有特定使用的應(yīng)用范圍,，如電感式接近傳感器檢測(cè)的被測(cè)物體是金屬導(dǎo)體,，非金屬導(dǎo)體不能測(cè)量；電容式接近開(kāi)關(guān)可以檢測(cè)絕緣的液體或粉狀物體,；光電式開(kāi)關(guān)抗電,、磁干擾能力強(qiáng)，但使用環(huán)境要保證不能振動(dòng),，否則將嚴(yán)重影響精度,；磁性接近傳感器利用磁效應(yīng)，只對(duì)磁性物體做出響應(yīng),。
安全光幕是一種典型的接近傳感器,，隨著人與機(jī)器協(xié)同工作場(chǎng)景的普及而為人們所熟知。安全光幕主要由投光器和受光器組成,，兩者之間形成一個(gè)保護(hù)網(wǎng),，當(dāng)有物體進(jìn)入保護(hù)網(wǎng)區(qū)間，投光器發(fā)射的光線會(huì)被物體擋住,，受光器就會(huì)作出反應(yīng),。安全光幕常會(huì)應(yīng)用在具有潛在危險(xiǎn)的機(jī)械設(shè)備或危險(xiǎn)區(qū)域，如沖壓機(jī)械,、剪切設(shè)備,、金屬切削設(shè)備、自動(dòng)化焊接線,、機(jī)械傳送搬運(yùn)設(shè)備以及高溫,、高壓及有毒等危險(xiǎn)區(qū)域。
接近傳感器的國(guó)際廠商有西克,、易福門,、巴魯夫、圖爾克、歐姆龍,、倍加福,、阿自倍爾、奧托尼克斯,、基恩士,、堡盟等，國(guó)內(nèi)廠商有長(zhǎng)江傳感,、德寶,、深浦、德夫爾,、肯森斯等。