傳感器和執(zhí)行器的應(yīng)用與發(fā)展----揚州良業(yè)收集
隨著人類活動領(lǐng)域擴大到太空、深海和探索自然現(xiàn)象過程的深化，傳感器和執(zhí)行器已經(jīng)成為基礎(chǔ)研究與現(xiàn)代技術(shù)相互融合的新領(lǐng)域。它們匯集和包容多學(xué)科的研究成果，成為人類探索自然界活動和發(fā)展社會生產(chǎn)力zui活躍的部分之一。傳感器和執(zhí)行器技術(shù)是利用各種功能材料實現(xiàn)信息檢測和輸出的應(yīng)用技術(shù)，成為現(xiàn)代信息技術(shù)系統(tǒng)三大支柱之一。
在光機電儀一體化領(lǐng)域，傳感器按被測參數(shù)分類：尺寸與形狀（寬度、厚度、凸度、平直度、弧度、直徑等），位置（物位、閥門開度、高度、傾斜角度等），溫度、速度（轉(zhuǎn)速、線速度），力（重力、壓力、張力、軋制力等），振動、加速度、流量、濕度、粘度、顏色、照度和視覺圖像等非電量傳感器。傳感器按測量原理分類，主要有物理和化學(xué)原理，包括電參量式、磁電式、磁致伸縮式、壓電式和半導(dǎo)體式等。執(zhí)行器按控制系統(tǒng)要求應(yīng)具備高度控制和快速響應(yīng)的能力，主要有電動執(zhí)行器（伺服電機、直線電機、步進(jìn)電機、調(diào)速電機等），氣動執(zhí)行器、液壓執(zhí)行器（比例控制閥、伺服閥閉環(huán)控制），壓電陶瓷執(zhí)行器和lv/hv納米執(zhí)行器等。
電氣控制和儀表控制融合成為基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)，傳感器（變送器）、檢測儀表和執(zhí)行器成為plc、pac或ipc的輸入和輸出設(shè)備。傳感器和執(zhí)行器大多數(shù)應(yīng)用場合是高速、高精度、多控制環(huán)節(jié)的復(fù)雜控制系統(tǒng)，實現(xiàn)調(diào)節(jié)、校正、糾偏和補償?shù)裙δ?。它們在機電行業(yè)主要用于機械加工設(shè)備（高速加工、激光加工、精密壓鑄、精密加工、塑料加工、快速成型等），數(shù)控設(shè)備、并聯(lián)機床、印刷包裝設(shè)備（同步、糾偏、補償裝置等），運輸設(shè)備（傳輸帶、電梯、起重機、立體倉庫等），半導(dǎo)體生產(chǎn)測試和it行業(yè)裝備（精密定位、微切割、粘片機、邦定機、smt生產(chǎn)線等），藥品/消費品生產(chǎn)線（配料、稱重、數(shù)粒、噴碼、貼標(biāo)、顏色識別等），汽車制造業(yè)（焊接機器人、輪胎壓力檢測、工藝流程檢測等），郵件自動分揀線和辦公設(shè)備等。
隨著數(shù)字化和信息技術(shù)與機械裝置的融合，傳感器和執(zhí)行器已經(jīng)開始實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、控制功能和控制參數(shù)協(xié)調(diào)一體化，并通過現(xiàn)場總線與外部連接。隨著基礎(chǔ)自動化控制功能的重新分配，許多計算機控制功能下放到傳感器和執(zhí)行器中完成，如參數(shù)檢測、控制、診斷和維護(hù)管理等。由標(biāo)準(zhǔn)iec-62061所規(guī)定的機械設(shè)備的功能安全已成為一個熱門概念和不能回避的問題。就傳感器和執(zhí)行器而言，過去衡量其可靠性指標(biāo)時，常用mtbf（平均*時間）來描述，隨著硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)通信的融入，其可靠性必須有一個整體指標(biāo)來描述，即功能安全規(guī)范。在產(chǎn)品的使用過程中遇到外界因素（機械振動、沖擊、溫度、電噪聲、浪涌、雷擊等）的單獨或復(fù)合作用下，當(dāng)可能功能出錯導(dǎo)致危險時免遭影響而保護(hù)其可靠工作，同時又不能拋棄原有建立在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母怕收摶A(chǔ)上的可靠性理論。
傳感器和執(zhí)行器的發(fā)展趨勢是向集成化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和復(fù)合多功能化，利用納米技術(shù)、新型壓電與陶瓷材料，隧道勢壘等新原理和新材料研發(fā)航天、深海和基因工程領(lǐng)域的感知系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)。在工業(yè)領(lǐng)域，具有現(xiàn)場總線功能的傳感器（變送器）和執(zhí)行器，在提供測量參數(shù)信息的同時，一般還能提供器件的狀態(tài)信息，配合軟件增強自診斷能力，如差壓/壓力變送器做引壓管堵塞、孔板沖蝕診斷等。近年來現(xiàn)場總線技術(shù)著重發(fā)展現(xiàn)場設(shè)備診斷技術(shù)（fdt），其目的是使現(xiàn)場設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)化，使傳感器和執(zhí)行器制造廠商可借此開發(fā)參數(shù)設(shè)定和故障診斷軟件，以設(shè)備類型管理（dtm）的形式加以集成。大多數(shù)情況新的fdt接口可用“軟適配”的方法，既可用于rs-232c連接，又可用于現(xiàn)場總線連接。隨著利用數(shù)字化技術(shù)、信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和光機電儀一體化進(jìn)程的加速，我國對新型高性能價格比的傳感器和執(zhí)行器的研發(fā)與應(yīng)用前景將更加廣闊