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Case 傳感知識
來源:
賽迪顧問日前發布的《2018中國工業互聯網產業演進及投資價值研究》報告顯示,2017年中國工業互聯網市場規模達到4709.1億元,同比增長13.6%,增速領先于全球工業互聯網市場。傳感器是工業互聯網的基礎和核心,是自動化智能設備的關鍵部件,工業互聯網的蓬勃發展,將給傳感器企業帶來巨大的機會。工業互聯網為傳感器企業帶來巨大市場參照工業2.0、3.0、4.0,人工智能1.0、2.0等階段劃分,工業互聯網可分成三個階段:工業互聯網1.0,通過建設以IP技術為基礎的網絡連接體系,實現工廠IT網絡與OT網絡的連接,工廠外部企業與上下游、智能產品、用戶的網絡聯通;工業互聯網2.0,通過工業數據采集技術,實現產品、設備、原材料、產業鏈等詳細數據的上傳和匯聚,為工業互聯網平臺和工業APP打下基礎;工業互聯網3.0,通過人工智能、邊緣計算技術,實現物理世界與數字世界的智能無縫連接。機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所副所長石鎮山說,“我國大部分的工業企業尚處于工業互聯網1.0或向其邁進的過程中,少部分領先性企業在探索實踐工業互聯網2.0,個別企業開始布局工業互聯網3.0的研究。工業互聯網發展的不同階段對傳感器要求差別亦不同,傳感器及傳感系統產業企業同樣需要準確定位,不僅要看到工業互聯網發展給傳感器產業發展帶來的藍海,更要挖掘有效市場,實現最終的產值和利潤。”傳感器既是工業自動化智能設備的核心部件,也是工業互聯網數據采集、分析、利用的基礎和源頭。市場分析公司NanoMarkets發表的工業互聯網用傳感器市場報告,將工廠自動化、樓宇自動化、智能電網、公共交通等作為工業互聯網的重要應用領域,他們預測,到2019年該領域的傳感器消費將超過200億美元。可見工業互聯網的高速發展,給傳感器企業帶來爆炸式的增長。國內傳感器企業應跨領域合作補上短板重慶市自動化與儀器儀表協會秘書長、中國儀器儀表學會智能制造技術...
發布時間: 2018 - 10 - 16
來源:
在工業自動化領域,機器需要傳感器提供必要的信息,以正確執行相關的操作。機器人已經開始應用大量的傳感器以提高適應能力。例如有很多的協作機器人集成了力矩傳感器和攝像機,以確保在操作中擁有更好的視角,同時保證工作區域的安全等。在此枚舉一些常用的可以集成到機器人單元里的各種傳感器,供諸君參考。二維視覺傳感器二維視覺基本上就是一個可以執行多種任務的攝像頭。從檢測運動物體到傳輸帶上的零件定位等等。二維視覺在市場上已經出現了很長一段時間,并且占據了一定的份額。許多智能相機都可以檢測零件并協助機器人確定零件的位置,機器人就可以根據接收到的信息適當調整其動作。三維視覺傳感器與二維視覺相比,三維視覺是最近才出現的一種技術。三維視覺系統必須具備兩個不同角度的攝像機或使用激光掃描器。通過這種方式檢測對象的第三維度。同樣,現在也有許多的應用使用了三維視覺技術。例如零件取放,利用三維視覺技術檢測物體并創建三維圖像,分析并選擇最好的拾取方式。如果說視覺傳感器給了機器人眼睛,那么力/力矩傳感器則給機器人帶去了觸覺。機器人利用力/力矩傳感器感知末端執行器的力度。多數情況下,力/力矩傳感器都位于機器人和夾具之間,這樣,所有反饋到夾具上的力就都在機器人的監控之中。有了力/力矩傳感器,像裝配,人工引導、示教,力度限制等應用才能得以實現。碰撞檢測傳感器這種傳感器有各種不同的形式。這些傳感器的主要應用是為作業人員提供一個安全的工作環境,協作機器人最有必要使用它們。一些傳感器可以是某種觸覺識別系統,通過柔軟的表面感知壓力,如果感知到壓力,將給機器人發送信號,限制或停止機器人的運動。有些傳感器還可以直接內置在機器人中。有些公司利用加速度計反饋,還有些則使用電流反饋。在這兩種情況下,當機器人感知到異常的力度時,觸發緊急停止,從而確保安全。但是在機器人停止之前,你還是會被它撞到。因此最安全的環境是完全沒有碰撞風險的環境,這就...
發布時間: 2018 - 10 - 11
來源:
據悉,來自華盛頓州立大學(Washington State University)的研究人員開發出一款傳感器,由生物燃料驅動的可植入傳感器,它不僅可以依靠糖來運行監測身體的生物信號,并且能檢測、預防并診斷疾病。這款由華盛頓州立大學電子工程和計算機科學學院助教Subhanshu Gupta領導的跨學科研究團隊開發的獨特的傳感器,由生物燃料電池供電,可以從體液中收集葡萄糖維持其正常運行。 研究團隊展示了生物燃料電池與電子元件的獨特集成,以高靈敏度處理生理生化信號。目前用于疾病檢測的傳感器或是需要充電的手表,或是需要貼在皮膚上的貼片,這些貼片都是表面的,而無法嵌入。由華盛頓州立大學團隊開發的傳感器則可以消除刺破手指以檢測某種疾病(如糖尿病)的需求。Gupta指出:“人體體液中攜帶有大量燃料,通過皮膚和口腔周圍的血糖或乳酸生成。使用生物燃料電池開啟了將身體作為潛在燃料的大門。”他表示,傳感器當中的電子元件采用最先進的設計和制造,只需要消耗幾微瓦的功率,同時又具有高靈敏度。將這些電子元件與生物燃料電池相結合,將使其比傳統電池供電裝置更高效。由于該裝置依賴于體內的葡萄糖,因此傳感器的電子元件可以無限期供電。例如,傳感器可以僅依靠在皮膚下生成的糖運行。不同于常用的鋰離子電池,生物燃料電池是完全無毒的,因此作為人體植入物更具前景。此外,它也比傳統的生物燃料電池更穩定和靈敏。研究人員表示,利用規模經濟效益,他們研發的傳感器可以通過大規模量產以降低制造成本。雖然傳感器已經在實驗室進行過測試,研究人員希望能在毛細血管中進行測試和演示,上述行為需要獲得監管機構的批準。研究人員還在致力于進一步改善并提高生物燃料電池的功率輸出。Gupta補充道,“將生物燃料電池技術和先進的電子元件相結合將成就一段‘佳話’,我們可以預見到多種未來應用。”研究團隊成員還包括來自機械和材料工程學院的Yuehe L...
發布時間: 2018 - 10 - 10
來源:
因消費者對高便利性、舒適性以及兼具更強性能和更省燃料的車型需求越來越高,汽車行業正在快速推出各項新技術。現在汽車駕駛室中以及車載信息娛樂系統體現了明顯的技術創新,而汽車傳動系統也有了不起的改進,對車輛的操縱性、性能和燃料經濟性有很大的提升。如今,選擇手動還是自動變速器是消費者需要做出的關于傳動系統的最常見的選擇之一。對于駕駛愛好者額而言,更可能選擇手動變速器,自動變速器因其便利性而日益流行。但是自動變速器是一個大型的復雜系統,需要具有車載處理功能,并且需要在各種駕駛條件下保持正常運轉。自動變速器汲取汽車發動機產生的功率,然后通過符合各種駕駛需求的不同的齒輪傳動比傳導這些功率。齒輪傳動比之所以不同,是為了確保發動機轉速(RPM)和供應給車輪的扭矩與當前車速和加速度匹配。來自發動機飛輪的動力通過扭矩變換器傳輸給變速器(見圖1)。 圖1:自動變速器概覽變速器控制單元(TCU)是基于變速箱報告的速度、位置、壓力和溫度數據管理變速調檔的高級控制系統。由于需要連接至發動機,所以TCU和變速箱位于發動機室中或在發動機室附近。但當發動機室內達到極端溫度時,就會帶來損壞的風險。TCU模塊包含具有很多集成電路元件的電路板,如對高溫非常敏感的微控制器(MCU)等。許多MCU都具有某些形式的集成溫度傳感功能,但它們通常不夠精確,只能達到TCU模塊整體溫度的粗略近似值。LM71-Q1是一種外部溫度傳感器,能夠通過串行外設接口(SPI)直接將溫度數據傳輸給MCU,這樣一來便無需使用模數轉換器通道和/或查詢表。另外,LM71-Q1可以監測TCU模塊的總體溫度,當溫度處于-40°C和+150°C之間時,測量精度可達+3/-2°C。如前所述,TCU采用來自變速箱的溫度數據,作為其決策過程的一部分。LMT01-Q1是采用雙引腳引線封裝的一種易用型數字溫度傳感器,您可以把...
發布時間: 2018 - 10 - 10
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根據被調制的光波的性質參數不同,光纖傳感器都可再分為強度調制光纖傳感器、相位調制光纖傳感器、頻率調制光纖傳感器、偏振態調制光纖傳感器和波長調制光纖傳感器。 1)強度調制型光纖傳感器基本原理是待測物理量引起光纖中傳輸光光強的變化,通過檢測光強的變化實現對待測量的測量。恒定光源發出的強度為I的光注入傳感頭,在傳感頭內,光在被測信號的作用下其強度發生了變化,即受到了外場的調制,使得輸出光強的包絡線與被測信號的形狀一樣,光電探測器測出的輸出電流也作同樣的調制,信號處理電路再檢測出調制信號,就得到了被測信號。這類傳感器的優點是結構簡單、成本低、容易實現,因此開發應用的比較早,現在已經成功的應用在位移、壓力、表面粗糙度、加速度、間隙、力、液位、振動、輻射等的測量。強度調制的方式很多,大致可分為反射式強度調制、透射式強度調制、光模式強度調制以及折射率和吸收系數強度調制等等。一般反射式強度調制、透射式強度調制、折射率強度調制稱為外調制式,光模式稱為內調制式。但是由于原理的限制,它易受光源波動和連接器損耗變化等的影響,因此這種傳感器只能用于干擾源較小的場合。2)相位調制型光纖傳感器基本原理是:在被測能量場的作用下,光纖內的光波的相位發生變化,再用干涉測量技術將相位的變化轉換成光強的變化,從而檢測到待測的物理量。相位調制型光纖傳感器的優點是具有極高的靈敏度,動態測量范圍大,同時響應速度也快,其缺點是對光源要求比較高同時對檢測系統的精密度要求也比較高,因此成本相應較高。目前主要的應用領域為:利用光彈效應的聲、壓力或振動傳感器;利用磁致伸縮效應的電流、磁場傳感器;利用電致伸縮的電場、電壓傳感器;利用賽格納克效應的旋轉角速度傳感器(光纖陀螺)等。3)頻率調制型光纖傳感器基本原理是利用運動物體反射或散射光的多普勒頻移效應來檢測其運動速度,即光頻率與光接收器和光源間運動狀態有關。當它們相對靜止...
發布時間: 2018 - 10 - 09
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