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为什么要学习传感器知识？

现代化工厂都已经向自动化方向发展，那么传感器对于电气系统就如同人类的眼睛一样有着重要的观察和侦测作用，而传感器则分为好多种，每一种的用法，功能和注意事项都不相同，所以能否选择一款合适的传感器或者在使用了不合适的传感器之后能否辨别出来就是一个非常重要的本领，而且学习不同的传感器对学习PLC编程也有很大的帮助，传感器是电气中的一个重要的知识点，所以也应该重点学习。

那么我们来看一下工厂里常见的传感器以及如何选型；根据应用不同，我们可以将常见传感器大体分类。

1 测位置或距离；接近开关，光电开关，接触式位置开关，编码器，激光测距仪，超声波测距传感器。

2 测介质；各种形式的流量计，压力传感器，液位计和料位计，电流互感器和电压互感器，测振仪，测气体含量和浓度的传感器。

3 测温度；热电阻和各种形式的热电偶。

4 测重量；称重传感器。

5 还有一些特殊的传感器。

传感器知识也是一个比较庞大的电气学科，需要丰富的经验才能熟练的掌握，以后我们还会讲解到，那么今天我们主要说下选型。

1、根据测量对象与输出条件确定类型

要进行某个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，用流量计举例，有电磁流量计和涡街流量计还有超声波流量计，我们需要针对具体目标去选择流量计，除此之外，还需要参考需要使用哪种输出模式，比如说2线制还是四线制电流信号，0-20ma，4-20ma，0-10v电压信号或者是某种协议的通讯。

2、依据灵敏度的选择

通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的干扰信号。

传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

3、判断频率响应特性

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真。实际上传感器的响应总有-定延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应越高，可测的信号频率范围就越宽。在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过大的误差。

4、根据传感器的稳定性

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。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。

5、传感器的量程和精度是最难以协调的一对冤家。

精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。然而传感器精度却受量程的制约，一般量程越大，精度越低，但高精度的传感器很有可能量程不够，因此也就导致了高精度大量程的传感器非常昂贵。所以选择的时候需要适当调节它们的关系。

这篇文章我们先笼统的了解下工厂常用的传感器类型和一些基础知识，以后的文章我们会讲解具体的某种传感器的使用注意事项以及一些在PLC上应用的案例。

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光学新成果让普通传感器“识图”

光明日报北京5月18日电记者张亚雄、通讯员陈妙琪 从中国科学技术协会获悉，上海理工大学人工智能纳米光子学中心顾敏院士团队公布了一项光学领域科研成果，提出全光推理全息纳米结构研究方案，能够让普通的图像传感器具备“识图”的智能。相关研究成果已于2021年3月3日发表在科学期刊《光：科学与应用》上。该成果也是中国科技期刊卓越行动计划入选期刊的重大成果。

传感器在日常生活中应用广泛，最普遍的就是智能手机的人脸识别功能：先由传感器（即手机摄像头）收集人脸光学信息（比如五官的形状以及五官之间的距离），随后将光学信息发送到计算机中的神经网络，最后将视觉信息通过电子硬件转化为电子信息后再显示画面信息。但这一过程耗时耗能，效率不高。

由顾敏院士团队提出的这一创新技术，省略了传统工艺中由光到电的转换过程，让光学信息处理直接在光域内完成。“我们利用超分辨3D纳米加工技术，可以将AI光学器件直接集成到现有的成像传感器中，这相当于在成像传感器上放置量身定制的、针对特定任务的智能眼镜，可以在检测到传入的光学信息之前对这些信息进行处理。”顾敏说。

顾敏表示，这种快速、高效节能的功能性光电器件可以应用于安全检查、医疗影像、智能驾驶、艺术品鉴赏和卫星图像处理等领域。与现有解决方案相比，其占用空间更小、能耗更低、成本更低。随着这项创新技术的进一步成熟应用，未来机场、车站等场所的安保人员将不必再守在大型安检机旁，只要戴上一副轻便的光学眼镜就能轻松识别海量人脸信息，实现智能安全检查，乘客也不用排队等候“刷脸”“开箱”。

团队研究成员、来自意大利的艾丽娜（ElenaGoi）博士认为，人工智能现在已经成为公众日常生活的一部分，在生物识别和自动驾驶等领域都有着举足轻重的地位，而中国正处于这一领域的发展前沿。“在不远的将来，我们将以比现有系统更快、更高效的方式执行人工智能任务，进而实现人工智能器件的高密度集成。”艾丽娜说。

记者了解到，作为中国科技期刊卓越行动计划的“领军期刊”，《光：科学与应用》于2012年正式创刊，由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国光学学会共同主办。2019年，《光：科学与应用》入选中国科技期刊卓越行动计划领军期刊，影响因子连续6年突破13并位于世界光学期刊前三，是中国首本进入世界影响因子总榜百强的科技期刊，已跻身世界一流光学期刊行列。

《光明日报》（ 2021年05月19日09版）

来源： 光明网-《光明日报》

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