各种传感器的应用实例

各种传感器的应用实例

各种传感器的应用实例，传感器的运用在我们的生活中是非常常见的，传感器的种类也相对较多，适用范围也比较光，不同的传感器在功能上也有差异，以下各种传感器的应用实例。

各种传感器的应用实例1

一、传感器定义

能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)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的设备即传感器。传感器将物理参数（例如：温度、血压、湿度、速度等）转换成可以用电测量的信号。我们可以先来解释一下温度的例子，玻璃温度计中的水银使液体膨胀和收缩，从而将测量到的温度转换为可被校准玻璃管上的观察者读取的温度。

二、传感器选型原则

在选择传感器时，必须考虑某些特性，具体如下：

1、精度——传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必过高，通常精度越高，其价格越昂贵。

2、线型范围——输入与输出成正比的范围

3、测量环境——一般对温度/湿度量有要求

4、校准——对于大多数测量设备而言必不可少，因为读数会随时间变化

5、稳定性——传感器使用一段时间后，其性能保持不变的能力称为稳定性。

三、传感器主要分类

传感器分为以下标准：

1、主要输入数量（被测量者），也称按用途，分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器等。

2、测量目（利用物理和化学作用）

物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。

3、制造工艺

4、按原理

振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。

5、输出信号

模拟传感器:将被测量的非电学量转换成模拟电信号。

数字传感器:将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。

膺数字传感器:将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。

开关传感器:当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。

四、五种常用的传感器

一些常用的传感器及其原理和应用说明如下：

（一）温度传感器

该设备从源头收集有关温度的信息，并转换成其他设备或人可以理解的形式。温度传感器的最佳例证是玻璃水银温度计，会随着温度的变化而膨胀和收缩。外部温度是温度测量的来源，观察者观察汞的位置以测量温度。温度传感器有两种基本类型：

·接触式传感器——这种类型的传感器需要与被感测对象或介质直接物理接触。例如温度计。

·非接触式传感器——这种类型的传感器不需要与被检测的物体或介质发生任何物理接触。它们监控非反射性固体和液体，但由于天然透明性，因此对气体无用。这些传感器使用普朗克定律测量温度。该定律处理从热源辐射的热量以测量温度。

不同类型温度传感器的工作原理及实例

（i）热电偶——它们由两根电线（每根均为不同的均匀合金或金属）组成，通过在一端的连接形成测量接头，该测量接头对被测元件开放。电线的另一端端接到测量设备，在此形成参考结。由于两个结点的温度不同，电流流过电路，测量得到的毫伏来确定结点的温度。

（ii）电阻温度检测器（RTD）——这是一种热电阻，其制造目的是随着温度的变化改变电阻，它们比任何其他温度检测设备都贵。

（iii）热敏电阻——它们是另一种电阻，电阻的大变化与温度的小变化成正比。

（二）红外传感器

该设备发射或检测红外辐射以感知环境中的特定相位。一般来说，热辐射是由红外光谱中的所有物体发出的，红外传感器检测到这种人眼看不见的辐射。

（三）紫外线传感器

这些传感器测量入射紫外线的强度或功率。这种电磁辐射的波长比x射线长，但仍比可见光短。一种被称为聚晶金刚石的活性材料正被用于可靠的紫外传感，紫外线传感器可以发现环境暴露在紫外线辐射下的情况。

（四）触摸传感器

触摸传感器根据触摸位置充当可变电阻器。触摸传感器由以下部件组成：全导电物质，如铜、绝缘间隔材料，如泡沫或塑料、部分导电材料。

（五）接近传感器

接近传感器检测几乎没有任何接触点的物体的存在。由于传感器与被测物体之间没有接触，且缺少机械零件，因此这些传感器的使用寿命长，可靠性高。不同类型的接近传感器有感应式接近传感器、电容式接近传感器、超声波接近传感器、光电传感器、霍尔效应传感器等。

五、先进的传感器技术

传感器技术在制造领域有着广泛的应用。先进技术如下：

一、条形码识别——市场上销售的产品有一个通用产品代码（UPC），它是一个12位代码。其中五个数字代表制造商，另外五个数字代表产品。前六位数字用代码表示为亮条和暗条。第一位表示数字系统的类型，第二位表示奇偶性表示读数的准确性。剩下的六位数字用暗线和暗线表示，与前六位数字的顺序相反。条形码如下图所示。

条形码阅读器可以管理不同的条形码标准，即使不知道标准代码。条形码的缺点是，如果条形码被油脂或污垢遮盖，条形码扫描仪将无法读取。

二、转发器——在汽车部分，在许多情况下使用射频设备。转发器隐藏在钥匙的塑料头内，任何人都看不见。钥匙插入点火锁芯。当你转动钥匙时，电脑会向收发器发送一个无线电信号。在应答器对信号做出响应之前，计算机不会让发动机点火。这些转发器由无线电信号供电。

三、制造部件的电磁识别——这类似于条形码技术，数据可以在磁条上编码。使用磁条技术，即使代码隐藏在油脂或污垢中，也可以读取数据。

四、表面声波——此过程类似于射频识别。在这里，部件识别由雷达类型信号触发，并且与RF系统相比，被远距离传输。

五、光学字符识别——这是一种自动识别技术，使用字母数字字符作为信息源。在美国，邮件处理中心使用光学字符识别。它们也用于视觉系统和语音识别系统。

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我们生活中传感器的七大应用

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。

传感器狭义的定义为：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置。传感器的广义定义：“凡是利用一定的物质（物理、化学、生物）法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换，并且输出与输入严格一一对应的器件或装置均可称为传感器”。

信息化的21世纪，离开不了传感器，传感器的应用领域非常的广泛，电子计算机、生产自动化、现代信息、、交通、化学、环保、能源、海洋开发、遥感、宇航等等。下面对一些常用的传感器做简单的介绍。

1、传感器与环境保护

目前，地球的大气污染、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。

中国现在的环境受到了极大的污染，主要是工业的发展造成了严重的污染。长江、黄河等水域都有不同程度的污染；空气现在的空气也不新鲜，特别是在有工业的地方，比如说PM2、5等超标；这些都是通过传感器检测出来的。

2、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。但这些机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，以便从事要求更高的工作，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，这是现在发展机器人的主要研究对象之一。

3、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、照像机、电冰箱、彩色及平板电视机、录像机、录音机、收音机、影碟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，使用家用电器更加方便、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。

4、传感器与物联网

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。

物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote）

通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能

实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。简单的讲，物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制，在物联网应用中有三项关键技术其中就包括传感器技术。

5、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。

为增进国家人民的健废水平，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为中心，今后，医疗工作将在的早期诊断、早期、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。

6、传感器与遥感技术

卫星遥感(satellite remote sensing)是航天遥感的组成部分，以人造地球卫星作为遥感平台，主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。

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从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。

7、传感器在上的应用

现在的战场都是信息化战场，而信息化是离不开传感器的。专家认为：一个国家传感器制造技术水平的高低，决定了该国武器制造水平的高低，决定了该国武器自动化程度的高低，终决定了该国武器性能的优劣。

当今，传感器在上的应用极为广泛，可以说无时不用、无处不用，大到星体、两d、飞机、舰船、坦克、火炮等装备系统，小到单兵作战武器；从参战的武器系统到后勤保障；从科学试验到装备工程；

从战场作战到战略、战术指挥；从战争准备、战略决策到战争实施，遍及整个作战系统及战争的全过程，而且必将在未来的高技术战争中促使作战的时域、空域和频域更加扩大，更加影响和改变作战的方式和效率，大幅度提高武器的威力和作战指挥及战场管理能力。

从上述看来，传感器在我们生活中应用很广泛，可以说是无处不在。

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传感器的检测方法

关于传感器的检测方法主要有直接检测、间接检测和组合检测三种方式。直接检测直接检测就是在使用传感器仪表进行检测时，对表读数不需要经过任何运作，就能直接表示检测所需要的结果。比方说，用磁电式电流表检测电路的电流，用d簧管式压力表检测锅炉的压力等这些都属于直接检测。

直接检测的优点是检测过程简单而迅速，缺点是检测精度不容易做到很高，这种检测方法在工程上被广泛采用。

间接检测在有些检测场合，被检测无法或不便于直接捡测，这就硬求在使用传感器进行检测时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行检测，然后将检测值代入团数关系式，经过计算得到所需的结果，这种方法称为间接检测。间接检测比直接检测所需要检测的量要多，并且计算过程较为复杂，引起误茬的因素也较多。

但如果对误差进行分析并选择和确定优化的检测方法，在比较理想的条件下进行间接检测。检测结果的精度不一定低，有时还可得到较高的检测精度-间接检测一般用于不方便直接检测或者缺乏间接检测手段的场合。

组合检测在应用传感器仪表进行检测时，若被测物理量必须经过求解联立方程组，才能得到最后结果。则称这样的检测为组合检测，在进行组合检查时，一般需要改变测试条件，才能获得一组联立方程所需要的数据。

组合检测是一种特殊的精密检测方法， *** 作手续较复杂，花费时间很长，一般适用于科学实验或特殊场合。快速密封连接器选择使用海亿普机械的密封快速连接器，能更简便，更快捷，更安全的进行测试连接。

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激光雷达技术是激光探测与测距系统的简称，通过测定传感器发出的激光在传感器与目标物体之间的传播距离，分析目标地物表面的反射能量大小、反射波谱幅度、频率和相位等信息，进行目标定位信息的精确解算，从而呈现目标物精确的三维结构信息。

尽管激光雷达在20世纪60年代就已首次被安装在飞机上使用，但直到20世纪80年代引入GPS后，它才成为计算精确地理空间测量值的常用方法。

现在，它的应用范围已经扩展到许多领域，我们应该更多地了解激光雷达测绘技术及其工作原理。什么是激光雷达技术？它是如何工作的？快来看看吧！

激光雷达技术

据美国地球科学研究所介绍，激光雷达使用脉冲激光计算物体与地球表面的可变距离。这些光脉冲与机载系统收集到的信息结合在一起，可生成关于地球表面和目标物体的精确三维信息。激光雷达仪器有三个主要部件：扫描仪、激光器和GPS接收器。在数据收集和分析中起重要作用的元件还有光电探测器和光学器件。大多数政府和私人组织使用直升机、无人机和飞机获取激光雷达数据。

激光雷达是如何工作的？

最常用的是地图，虚拟现实与地图的结合让人们的生活更便捷，地图中各种信息的获取，特别是高精度信息的获取，就要用到激光雷达技术了。

此外，激光雷达可用于实现许多具体发展目标，包括：

海洋学

当政府希望知道海洋表面的确切深度，以便在发生海上事故或出于研究目的需要时定位任何物体，他们就可以使用激光雷达技术来完成任务。除了定位目标，激光雷达还可以用来计算浮游植物荧光性和海洋表面生物量，这在过去是难以完成的。

数字高程或地面模型

地面高程在道路、大型建筑物和桥梁的施工建设中发挥着至关重要的作用。激光雷达技术可以获取x、y和z坐标，这便于三维高程模型的制作，可以确保有关各方更容易地得出必要的结论。

农业与考古学

激光雷达技术在农业部门的典型应用包括对产量、作物情况和种子分散度的分析。除此之外，它还用于运动规划、森林冠层的绘图等。

今后，通过和5G、物联网等技术不断融合，激光雷达技术将会在人们的生活中发挥更大的作用。

可以考虑以下几种方法：
1、使用远程监控软件：安装一款能够实现远程访问和管理的监控软件，并将其与雷达料位计连接。使用该软件，您可以通过互联网远程访问设备并进行参数设置。
2、使用物联网技术：通过将雷达料位计连接到物联网平台，可以实现远程监控和参数设置。您可以使用专门的物联网平台或自己搭建一个物联网系统来实现这一目的。
3、使用远程控制器：如果您的雷达料位计配备了远程控制器，那么您可以通过远程控制器实现远程监控和参数设置。

多地多部门加大生物多样性保护力度 

守护多样物种 共建美好家园(美丽中国)

党的二十大报告提出，推进以国家公园为主体的自然保护地体系建设。实施生物多样性保护重大工程。

近年来，多地多部门强化生物多样性保护制度建设，以科研引领生物多样性保护，提升生态系统多样性、稳定性、持续性。

山东黄河三角洲国家级自然保护区，片片浅滩之上，一群鸟儿掠过，时而在空中盘旋，时而在水边嬉戏。

“我们开展了渤海攻坚海洋生态修复、蓝色海湾整治等行动，推进砂质岸线修复、植被修复、底栖生物增殖等生态修复工程，恢复海洋生态功能，提升海洋生物多样性水平。”山东省海洋局党组书记、局长张建东说。

党的十八大以来，我国坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，实施了生物多样性保护重大工程，300多种珍稀濒危野生动植物野外种群数量得到恢复与增长，生物多样性保护取得扎实成效。

用最严格制度织就生物多样性保护网络

山东省生态环境厅副厅长管言明介绍，近年来，山东出台《关于进一步加强野生动物保护工作的意见》《山东省重点保护野生动物名录》《山东珍稀濒危树种种质资源名录》等，野生动植物保护法规政策体系日渐完善。去年，山东进一步更新了《山东省生物多样性保护战略与行动计划》，谋划了30个生物多样性保护优先区域。今年，全省开展优先区域的生物多样性调查工作，省级层面重点选取生态功能最重要、生态系统最典型、分布面积最广泛的9个区域开展调查，各市分别开展其他优先区域的调查工作。

在云南，针对濒临灭绝动植物的保护工作也有了日益完善的制度保障。十年来，云南印发《云南省生物多样性保护战略与行动计划(2012—2030年)》，并先后实施生物多样性保护工程、极小种群物种拯救保护、重要生态系统保护和修复重大工程等系列规划计划。目前，云南省已建设各级各类自然保护地362个，全省90%的典型生态系统和80%的重点保护野生动植物物种得到有效保护。

党的十八大以来，用最严格制度最严密法治保护林草资源的局面进一步巩固，对重要生态系统实行提级保护，划定并坚守生态保护红线，开创了全面保护天然林、草原、湿地、沙区植被和野生动植物新局面，提高了我国在生态系统和生物多样性保护修复方面的引领者地位。

十年来，野生动植物就地保护和迁地保护统筹推进。通过制定重要栖息地名录、划建自然保护区等方式，防止规划和建设项目违法违规破坏野生动物栖息地。建立以国家公园为主体的自然保护地体系，将重要生态廊道和典型生态系统纳入国家公园范围，有效保护了近30%的陆域国家重点保护野生动植物种类。设立三江源等5个国家公园，保护面积达23万平方公里，涵盖近30%的陆域国家重点保护野生动植物种类。

以科研引领生物多样性保护

山间秋日，清晨已有了几分凉意，四川栗子坪国家级自然保护区管理局副局长代勤龙又起了个大早。推开窗，他一边嗅着空气中的竹木芳香，一边把仪器塞进背包，准备开始新一天的巡护工作。

栗子坪保护区位于四川省雅安市石棉县，是大熊猫国家公园的一部分。大熊猫国家公园栗子坪片区地处小相岭山系，由于栖息地破碎化严重、人为干扰等，这里的大熊猫种群遗传多样性受到影响。2018年1月，大熊猫小种群保护与复壮研究开放实验室在这里挂牌，成为在自然保护区内以大熊猫小种群保护为目标开展科学研究的实验室。代勤龙等4名青年人才被引入，组建了科研团队，在石棉县区域成功建立起大熊猫DNA数据库。“现在我们已能实现区域内大熊猫小种群精细化管理，及时掌握每只大熊猫的情况。”代勤龙说。大熊猫国家公园四川省管理局专职副局长张绍军表示：“我们将继续推进科研一体化建设，加强专业科研机构、队伍、人才的建设与交流合作，以科研引领生物多样性保护。”

在山东黄河三角洲国家级自然保护区不远处的黄河三角洲生态监测中心，工作人员正运用信息技术手段，借助监测网络，实时掌握人为活动状况，通过对自然保护区生态现状的实时监测，确保鸟类繁衍栖息不受人为活动干扰。

山东运用互联网、大数据、物联网、遥感、雷达、无人机等信息技术手段，借助“天空地一体化”监测网络，打造全方位监管体系，筑牢巡查管护网络，实现重点保护区监测数据实时采集、实时传输。“下一步，山东将持续发挥科技力量，建立更加完善的生物多样性监测体系，强化生物多样性保护制度建设，开展丰富多彩的生物多样性保护活动。”山东省生态环境厅厅长宋继宝说。

系统治理，实施生物多样性保护重大工程

2021年，云南省怒江傈僳族自治州独龙族传统养蜂技术入选生态环境部“生物多样性保护重大工程”案例。养蜂过程中，独龙族群众巧妙使用了38种植物，极大促进了当地生态养蜂的发展。蜜蜂又是当地特色经济作物草果的主要传粉者，养蜂也促进了当地草果产业的发展。

十年来，通过实施珍稀濒危、极小种群和特有物种的拯救、保护、恢复工程，云南省重点野生动植物种数保护率分别达到83%和77%，滇金丝猴增长到3300只左右，绿孔雀、西黑冠长臂猿等旗舰物种数量稳定增长。曾经在滇池野外灭绝的滇池金线鲃，人工繁育成功，重新被引入滇池；华盖木、毛果木莲、漾濞槭、滇桐、巧家五针松等30种极小种群植物，通过就地、迁地和繁育回归等抢救性保护措施得到有效保护……目前，云南省已形成较为完备的野生植物资源调查、就地、近地、迁地、种质资源保存、人工繁育与回归等多元化保护体系。

十年来，我国坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，出台《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》。实施生物多样性保护重大工程和濒危物种拯救工程，划定了35个生物多样性保护优先区域。

人民日报记者 李 蕊 杨文明 李凯旋 常 钦

《 人民日报 》( 2022年10月27日   第 13 版)

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