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1、機器人傳感技術(shù) 參考書籍 你了解自己的手機嗎？v手 機 橫 /豎 屏 幕 切 換v微 信 搖 一 搖v自 動 調(diào) 整 屏 幕 亮 度v射 擊 游 戲v電 子 地 圖 、 導(dǎo) 航v v 重 力 感 應(yīng) 傳 感 器v 加 速 度 傳 感 器v 光 線 感 應(yīng) 器v 三 軸 陀 螺 儀 v GPS/電 子 羅 盤 1、 傳 感 器 在 工 業(yè) 檢 測 和 自 動 控 制 系 統(tǒng) 中 的 應(yīng) 用超 聲 波 檢 測 電 容 指 紋 識 別指 紋 形 成 電 容 器 ,凹 凸 不 同 2、 傳 感 器 與 家 用 電 器 感 應(yīng) 水 龍 頭自 動 門 傳 感 器 在 機 器 人 上 的 應(yīng) 用l 觸 覺

2、能 力 ：n 主 要 指 確 定 工 作 對 象 是 否 存 在 ， 以 及 它 的 尺 寸 大 小 和 形 狀 等 。l 接 近 覺 ：n 主 要 用 于 探 測 機 器 人 自 身 與 周 圍 物 體 之 間 相 對 位 置 或 距 離 的 傳 感 器 。接 近 覺 界 于 觸 覺 與 視 覺 之 間 。l 視 覺 ：n 孔 、 邊 、 拐 角 的 檢 測 及 工 作 對 象 形 狀 的 檢 測 等 。l 壓 覺 ： n 主 要 用 于 檢 測 機 器 人 與 作 業(yè) 對 象 之 間 接 觸 面 的 法 向 壓 力 值 的 大 小 。l 滑 覺 ：n 主 要 用 于 檢 測 物 體 因 自

3、 重 相 對 于 機 器 人 手 爪 的 滑 移 量 的 大 小 。 多指靈巧手手指傳感器系統(tǒng)指 尖 力 /力 矩 傳 感 器 溫 度 傳 感 器 手 指 關(guān) 節(jié) 力 矩 傳 感 器 關(guān) 節(jié) 位 置 傳 感 器 電 機 霍 爾 傳 感 器 基 關(guān) 節(jié) 力 矩 傳 感 器 仿人靈巧手的精細抓取操作 仿 生 控 制 （ EEG） v 傳 感 器 ： 獲 取 信 息 （ 視 覺 、 力 覺 、 觸 覺 、 聽 覺 、 嗅覺 、 味 覺 等 ） ， 實 現(xiàn) 機 器 人 自 動 化 5-1 概 述轉(zhuǎn) 換 電 路物 理 信 息化 學(xué) 信 息生 物 信 息 電 信 號光 信 號敏 感 元 件傳 感 器 傳

4、感 器 的 定 義傳 感 器 （ Transducer/Sensor） 的 定 義 是 ： “ 能 夠 感 受 規(guī) 定的 被 測 量 并 按 照 一 定 規(guī) 律 轉(zhuǎn) 換 成 可 用 輸 出 信 號 的 器 件 或 裝置 ” 。 定 義 包 含 的 意 思 ： 傳 感 器 是 測 量 裝 置 ， 能 完 成 檢 測 任 務(wù) ； 它 的 輸 入 量 是 某 一 種 被 測 量 ， 可 能 是 物 理 量 ， 也 可 能 是 化 學(xué) 量 、 生 物 量 等 。 它 的 輸 出 量 是 某 種 物 理 量 ， 這 種 量 應(yīng) 便 于 傳 輸 、 轉(zhuǎn) 換 、 處 理 、 顯 示 等 等 ， 這 種 量

5、不 一 定 是 電 量 ， 還 可 以 是 氣 壓 、 光 強 等 物 理 量 ， 但 主 要 是 電 物 理 量 ； 輸 出 與 輸 入 之 間 有 確 定 的 對 應(yīng) 關(guān) 系 ， 且 能 達 到 一 定 的 精 度 。 輸 出 量 為 電 量 的 傳 感 器 ， 一 般 由 敏 感 元 件 、 轉(zhuǎn) 換 元件 、 基 本 轉(zhuǎn) 換 電 路 三 部 分 組 成 。 敏 感 元 件 ： 它 是 直 接 感 受 被 測 量 ， 并 輸 出 與 被 測 量 成 確定 關(guān) 系 的 某 一 物 理 量 的 元 件 。 轉(zhuǎn) 換 元 件 ： 將 敏 感 元 件 的 輸 出 轉(zhuǎn) 換 成 一 定 的 電 路 參

6、數(shù) 。有 時 敏 感 元 件 和 轉(zhuǎn) 換 元 件 的 功 能 是 由 一 個 元件 （ 敏 感 元 件 ） 實 現(xiàn) 的 。 基 本 轉(zhuǎn) 換 電 路 ： 將 敏 感 元 件 或 轉(zhuǎn) 換 元 件 輸 出 的 電 路 參 數(shù)轉(zhuǎn) 換 、 調(diào) 理 成 一 定 形 式 的 電 量 輸 出 。 如 電 壓 、電 流 等 敏 感元 件 基 本 轉(zhuǎn)換 電 路轉(zhuǎn) 換元 件被 測 量 中 間 量 輸 出 電 量 傳 感 器 按 照 原 理 分 類電 位 器 式 傳 感 器應(yīng) 變 式 傳 感 器壓 阻 式 傳 感 器電 容 式 傳 感 器變 磁 路 傳 感 器壓 電 式 傳 感 器 機 器 人 用 傳 感 器 的 類

7、 型 （ 相 對 的 ） ：v 內(nèi) 部 傳 感 器 :v 檢 測 機 器 人 內(nèi) 部 狀 態(tài) 信 息 的 傳 感 器 位 置 、 速度 、 力 /力 矩 傳 感 器 。v 外 部 傳 感 器v 檢 測 外 部 對 象 和 外 部 環(huán) 境 。v 觸 覺 傳 感 器 、 聽 覺 傳 感 器 、 視 覺 傳 感 器 等 。 5-3 傳 感 器 的 靜 態(tài) 特 性 和 動 態(tài) 特 性u 傳 感 器 的 基 本 特 性 ： 傳 感 器 的 輸 入 輸 出 關(guān) 系 特 性 。 是 傳 感 器 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 作 用 關(guān) 系 的 外 部 表 現(xiàn) 。u 輸 入 信 號 分 為 ： 穩(wěn) 態(tài) 、 動 態(tài)p

8、 對 應(yīng) 傳 感 器 特 性 ： 靜 態(tài) 特 性 、 動 態(tài) 特 性u 對 傳 感 器 的 要 求 ： 高 精 度 信 號 （ 或 能 量 ） 無失 真 轉(zhuǎn) 換 反 映 被 測 量 的 原 始 特 征 一 、 傳 感 器 的 靜 態(tài) 特 性 傳 感 器 的 靜 態(tài) 特 性 是 指 在 穩(wěn) 態(tài) 條 件 下（ 傳 感 器 無 暫 態(tài) 分 量 ） 用 分 析 或 實 驗 方 法 所確 定 的 輸 入 輸 出 關(guān) 系 。 這 種 關(guān) 系 可 依 不 同情 況 ， 用 函 數(shù) 或 曲 線 表 示 ， 有 時 也 用 數(shù) 據(jù) 表格 來 表 示 。 表 征 傳 感 器 靜 態(tài) 特 性 的 主 要 指 標(biāo) 有

9、 線 性度 、 靈 敏 度 、 遲 滯 、 重 復(fù) 性 等 。 1. 線 性 度 是 以 一 定 的 擬 合 直 線 作 基 準(zhǔn) 與 校 準(zhǔn)曲 線 作 比 較 ， 其 不 一 致 的 最 大 偏 差 與 理 論 滿 量 程 輸出 值 的 百 分 比 來 進 行 計 算 ： m ax 100%YL FSL 式 中 ： YFS ymax ymin 滿 量 程 輸 出 電 壓 2 遲 滯 遲 滯 特 性 說 明 傳 感 器 加 載 （ 輸 入 量 增 大 ） 和 卸載 （ 輸 入 量 減 小 ） 輸 入 輸 出 特 性 曲 線 不 重 合 的 程度 。 m ax= 100%2HH FSy v 產(chǎn) 生

10、 原 因 ： 傳 感 器 機 械 部 分 存 在 摩 擦 、 間 隙 、 松 動 、 積 塵 等 3 重 復(fù) 性 重 復(fù) 性 是 指 傳 感 器 輸 入 按 同 一 方 向 作 全 量 程 連續(xù) 多 次 變 動 時 所 得 特 性 曲 線 不 一 致 的 程 度 。 m ax FS 100%YRR 4 靈 敏 度 yx /k y x 傳 感 器 輸 出 變 化 量 與 引 起 該 變 化 量 的 輸 入 變 化 量之 比 即 為 靜 態(tài) 靈 敏 度 。 （ 擬 合 直 線 即 為 斜 率 ） 5 分 辨 力 分 辨 力 是 指 傳 感 器 可 能 檢 測 出 被 測 信 號 的 最 小 增 量

11、 。 6. 漂 移p 輸 出 量 隨 時 間 變 化 的 現(xiàn) 象 ， 又 稱 時 漂 ；p 反 映 傳 感 器 的 穩(wěn) 定 性 指 標(biāo) ；p 時 間 范 圍 ： 1小 時 、 1天 、 1個 月 、 半 年 或 1年 等 。 7. 溫 漂p 輸 出 量 隨 溫 度 變 化 的 現(xiàn) 象p 反 映 傳 感 器 的 穩(wěn) 定 性 指 標(biāo) ； 二 、 傳 感 器 的 動 態(tài) 特 性1. 概 述 傳 感 器 的 動 態(tài) 特 性 是 指 傳 感 器 對 激 勵 （ 輸 入 ）的 響 應(yīng) （ 輸 出 ） 特 性 。 2. 頻 率 特 性 及 其 與 動 態(tài) 品 質(zhì) 之 間 的 關(guān) 系 ( )H j ( )A

12、( ) 線 性 系 統(tǒng) 在 正 弦 輸 入 作 用 下 的 輸 出 幅 值 與 輸 入 幅 值的 比 值 稱 為 系 統(tǒng) 的 幅 頻 特 性 ， 以 或兩 者 統(tǒng) 稱 為 頻 率 特 性 。 表 示 。 表 示 ；輸 出 與 輸 入 之 間 隨 頻 率 而 變 的 相 位 特 性 稱 為 相 頻 特性 ， 以 在 研 究 傳 感 器 時 域 動 態(tài) 特 性 時 ， 為 表 征 傳 感 器 的動 態(tài) 特 性 常 用 上 升 時 間 trs、 響 應(yīng) 時 間 tst、 超 調(diào) 量 c等參 數(shù) 來 綜 合 描 述 。 上 升 時 間 trs 輸 出 從 穩(wěn) 定 值 的 595 的 時 間 ；響 應(yīng)

13、時 間 tst 從 開 始 到 穩(wěn) 定 值 所規(guī) 定 的 范 圍 內(nèi) 所 需 要 的 時 間 ；超 調(diào) 量 c 輸 出 第 一 次 達 到 穩(wěn) 定 值的 最 大 偏 差 。 3. 傳 感 器 的 動 態(tài) 時 域 特 征 4. 傳 感 器 的 動 態(tài) 頻 域 特 征 p特 性 關(guān) 系 式 ：p拉 氏 變 換 ：p變 形 ：p傳 遞 函 數(shù) ： xbdtdxbdt xdbdt xdbyadtdyadt ydadtyda mmmmmmnnnnnn 0111101111 )()( 01110111 bsbsbsbsXasasasasY mmmmnnnn 11 1 011 1 0( )( ) m mm

14、mn nn nb s b s bs bY sX s a s a s a s a )( )()( )()( sX sYtxL tyLsH 5-4 內(nèi) 部 傳 感 器 （ Proprioceptive Sensors）v 一 、 位 置 和 姿 態(tài) 傳 感 器v 1.1 電 位 器 （ Potentiometer） 電 位 器 是 典 型 的 位 置 傳 感 器 ， 將 機 械 位 移 或 其 它能 轉(zhuǎn) 換 為 位 移 的 非 電 量 轉(zhuǎn) 換 為 與 其 有 一 定 函 數(shù) 關(guān)系 的 電 阻 值 的 變 化 ， 從 而 引 起 輸 出 電 壓 的 變 化 。v 是 一 種 電 阻 式 傳 感 器

15、線 繞 電 位 器 式 傳 感 器 工 作 原 理 及 結(jié) 構(gòu)線 繞 電 位 器 結(jié) 構(gòu) 圖 電 阻 系 數(shù) 很 高 的 導(dǎo) 線 繞 在 絕 緣 骨 架 上 ， 用 電 刷 （ 活 動 觸 點 ） 調(diào) 節(jié) 阻 值 。 特 點 ： 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 尺 寸 小 ， 輸 出 特 性 精 度 高 （ 可 達 0.1%） 。 壽 命 短 ，分 辨 力 也 較 低 。 線 繞 電 位 器 實 物 圖UiRx0 Rx(等 效 電 路 ) 1.2 光 電 式 傳 感 器 原 理 首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后通過光電器件變換成電信號。輻 射 源 光 學(xué) 通 路 光 電 器 件 輸 出被測量被測

16、量 特 性 頻譜寬、非接觸測量、體積小、重量輕等 分 類 ： 增 量 式 ： 需 要 一 個 計 數(shù) 系 統(tǒng) ， 旋 轉(zhuǎn) 的 碼 盤 通 過 敏 感 元 件 給 出 一 系 列 脈 沖 ， 它 在 計 數(shù) 器 中 對 某 個 基 數(shù)進 行 加 或 減 ， 從 而 記 錄 了 旋 轉(zhuǎn) 的 位 移 量 。絕 對 式 ： 它 可 以 在 任 意 位 置 給 出 一 個 固 定 的 與 位 置相 對 應(yīng) 的 數(shù) 字 碼 輸 出 。 光學(xué)碼盤式傳感器是用光電方法把被測角位移轉(zhuǎn)換成以數(shù)字代碼式表示的電信號的轉(zhuǎn)換部件。 下圖是工作原理示意圖。 1-光源；2-柱面鏡；3-碼盤；4-狹縫；5-元件。二 、 工

17、作 原 理 由光源1發(fā)出的光線經(jīng)柱面鏡2變成平行光或會聚光，照射到碼盤3上。碼盤由光學(xué)玻璃制成，上面刻有許多同心碼道，每個碼道上都有按照一定規(guī)律排列的若干透光和不透光部分，即亮區(qū)和暗區(qū)。通過亮區(qū)的光線鏡狹縫4后，形成一束很窄的光束照射到光電元件5上。光電元件的排列與碼道一一對應(yīng)。當(dāng)有光照射時，光電元件的各種信號組合，反映出按一定規(guī)律編碼的數(shù)字量，代表了碼盤轉(zhuǎn)角的大小。 1、 下 圖 所 示 是 一 個 6位 的 二 進 制 碼 盤 。碼 盤 和 碼 制 二 進 制 碼 盤v 大 型 碼 盤 是 10到 20圈 。 2、 二 進 制 碼 盤 的 誤 差 問 題 1） 編 碼 器 的 精 度 取

18、決 于 碼 盤 的 ， 分 辨 率則 決 定 于 碼 道 的 。 措 施 ： 需 要 增 大 碼 盤 的 尺 寸 以 容 納 更 多 的 碼 道 （ 對 工 藝 提 出 很 高 要 求 ） 2） 同 步 困 難 ： 相 鄰 兩 碼 之 間 若 有 一 個 碼 道 提 前或 延 后 ， 會 造 成 讀 碼 誤 差 。 a、 編 碼 技 術(shù) ； b、 掃 描 技 術(shù) 3、 循 環(huán) 碼 盤 (Gray碼 盤 ) 右 圖 為 6位 循 環(huán) 碼 碼 盤 。（ 1） n位 循 環(huán) 碼 有 2n種 不 同 編 碼 ；（ 2） 循 環(huán) 碼 為 無 權(quán) 碼 ；（ 3） 循 環(huán) 碼 碼 盤 相 鄰 區(qū) 域 的 編

19、 碼 只 有 一 位 變 化 。 3、 格 雷 Gray碼 盤v 二 進 制 高 位 變 ， 低 位 也 變 ， 變 化 位 數(shù) 不 定 。格 雷 碼 進 位 時 只 有 一 位 變 化 。 超 過 兩 位 變 化 有 錯 ，糾 錯 。v 計 算 機 內(nèi) 部 存 有 格 雷 碼 與 自 然 二 進 制 碼 轉(zhuǎn) 換 表 D B G D B G十 進 制 二 進 制 循 環(huán) 碼 十 進 制 二 進 制 循 環(huán) 碼01234567 00000001001000110100010101100111 00000001001100100110011101010100 59101112131415 1000

20、1001101010111100110111101111 11001101111111101010101110011000困 難 ： 循 環(huán) 碼 變 為 十 進 制 數(shù) 電 路 復(fù) 雜 應(yīng) 用 光 學(xué) 碼 盤 測 角 原 理光 放 大 鑒 幅 整 形 糾 錯當(dāng) 量 變 換 寄 存 顯 示 譯 碼 光 源 聚 光 鏡 碼 盤 狹 縫光 電 元 件 光源1通過大孔徑聚光鏡2形成均勻狹長的光束照射到碼盤3上。根據(jù)碼盤所處的轉(zhuǎn)角位置，位于狹縫4后面的一排光電元件5輸出相應(yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大、鑒幅、整形后，再經(jīng)當(dāng)量變換，最后譯碼顯示。糾錯電路和寄存電路在需要時采用。 組 成 ： 旋 轉(zhuǎn) 盤 、 光

21、 源 、 狹 縫 板 、 光 電 傳 感 器 (光 電 二極 管 、 光 電 晶 體 管 ) 1.3 傾 角 計 （ Inclinometer）v傾 角 傳 感 器 用 于 機 器 人 俯 仰 、 橫 滾 角 的 測 量vAngelStarvAccuStar II/DAS 20 1.4 電 子 羅 盤v即 數(shù) 字 羅 盤 。 原 理 ： 測 量 地 球 磁 場 ， 水 平 面內(nèi) 偏 轉(zhuǎn) 角 度 的 測 量 。 三 軸 可 測 俯 仰 、 橫 滾 和偏 轉(zhuǎn) 。 1.5 陀 螺 儀 （ gyroscope）v 根 據(jù) 陀 螺 的 力 學(xué) 性 質(zhì) 制 成 的 ： 角 動 量 守 恒 原 理v 分 類

22、 ： 壓 電 、 光 纖 、 激 光 陀 螺 儀 。 可 以 同 加 速 度 計 、磁 阻 芯 片 、 GPS組 合 成 慣 性 導(dǎo) 航 控 制 系 統(tǒng)v 應(yīng) 用 ： 飛 機 ， iphone 1.6 速 度 傳 感 器v 測 速 發(fā) 電 機 （ tachogenerator）v 原 理 ： 將 機 械 轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn) 變 為 電 壓 信 號 ， 輸 出 電 壓 與 輸入 轉(zhuǎn) 速 成 正 比 1.7 加 速 度 傳 感 器 （ Acceleration sensor） p p p p p p p ppn 石 英 晶 體 的 壓 電 機 理n 對 于 不 存 在 對 稱 中 心 的 異 極 晶 體

23、加 在 晶 體 上 的 外 力 除 了使 晶 體 發(fā) 生 形 變 以 外 ， 還 將 改 變 晶 體 的 極 化 狀 態(tài) ， 在 晶體 內(nèi) 部 建 立 電 場 ， 這 種 由 于 機 械 力 作 用 使 介 質(zhì) 發(fā) 生 極 化的 現(xiàn) 象 稱 為 正 壓 電 效 應(yīng) 圖 中 “ ” 代 表 Si4+， “ ” 代 表 2O2-。 v壓 電 式 加 速 度 計 結(jié) 構(gòu) MEMS加 速 度 傳 感 器 圖 示 加 速 度 傳 感 器 以 MEMS加 工 技 術(shù) 為 基 礎(chǔ) ， 既 能 測 量 交變 加 速 度 （ 振 動 ） ， 也 可 測 量慣 性 力 或 重 力 加 速 度 。 其 工 作電 壓

24、 為 2.7 5.25V， 加 速 度 測量 范 圍 為 數(shù) 個 g， 可 輸 出 與 加速 度 成 正 比 的 電 壓 也 可 輸 出 占空 比 正 比 于 加 速 度 的 PWM 脈沖 。 MEMS三 軸 加 速 度 傳 感 器技 術(shù) 指 標(biāo) ：靈 敏 度 ： 500mV/g ，量 程 ： 10g，頻 率 范 圍 ： 0.5-2000Hz，安 裝 諧 振 點 :8kHz ，分 辨 力 ： 0.00004g ， 重 量 ： 200g ，安 裝 螺 紋 ： M5 mm ，線 性 誤 差 ： 1% 硅 微 加 工 加 速 度 傳 感 器 原 理 1 加 速 度 測 試 單 元 2 信 號 處 理

25、 電 路 3 襯 底 4 底 層 多 晶 硅 （ 下電 極 ） 5 多 晶 硅 懸 臂 梁 6 頂 層 多 晶 硅 （ 上電 極 ） 當(dāng) 它 感 受 到 上 下 振 動 時 ， C1、 C2呈 差 動 變 化 。 與加 速 度 測 試 單 元 封 裝 在 同 一 殼 體 中 的 信 號 處 理 電 路 將 C 轉(zhuǎn) 換 成 直 流 輸 出 電 壓 。 它 的 激 勵 源 也 做 在 同 一 殼體 內(nèi) ， 所 以 集 成 度 很 高 。 由 于 硅 的 彈 性 滯 后 很 小 ， 且懸 臂 梁 的 質(zhì) 量 很 輕 ， 所 以 頻 率 響 應(yīng) 可 達 1kHz以 上 ， 允許 加 速 度 范 圍 可

26、 達 10g 以 上 。 如 果 在 殼 體 內(nèi) 的 三 個 相 互 垂 直 方 向 安 裝 三 個 加 速度 傳 感 器 ， 就 可 以 測 量 三 維 方 向 的 振 動 或 加 速 度 。 加 速 度 傳 感 器 在 汽 車 中 的 應(yīng) 用 加 速 度 傳 感 器 安 裝 在 轎 車 上 ， 可 以 作 為 碰 撞 傳 感 器 。 當(dāng) 測得 的 負 加 速 度 值 超 過 設(shè) 定 值 時 ， 微 處 理 器 據(jù) 此 判 斷 發(fā) 生 了 碰 撞 ，于 是 就 啟 動 轎 車 前 部 的 折 疊 式 安 全 氣 囊 迅 速 充 氣 而 膨 脹 ， 托 住駕 駛 員 及 前 排 乘 員 的 胸

27、 部 和 頭 部 。 裝 有 傳 感 器的 假 人氣 囊 汽 車 氣 囊 的 保 護 作 用 使 用 加 速 度 傳 感 器 可 以 在 汽 車 發(fā) 生 碰 撞 時 ， 經(jīng)控 制 系 統(tǒng) 使 氣 囊 迅 速 充 氣 。 ？ 思 考 題n為 什 么 BCD碼 制 的 碼 盤 會 產(chǎn) 生 誤 差 ？n循 環(huán) 碼 的 特 點 。n一 個 10碼 道 的 循 環(huán) 碼 碼 盤 ， 其 最 小 分 辨 力為 多 少 ？ 二 、 力 /力 矩 傳 感 器 (Force/Torque Sensors) 2.1 應(yīng) 變 式 傳 感 器 應(yīng) 變 式 式 傳 感 器 是 基 于 金 屬 電 阻 的 應(yīng) 變效 應(yīng) 制

28、 成 。1、 金 屬 的 電 阻 應(yīng) 變 效 應(yīng) 金 屬 導(dǎo) 體 的 電 阻 隨 著 機 械 變 形 （ 伸 長 或縮 短 ） 的 大 小 發(fā) 生 變 化 的 現(xiàn) 象 稱 為 金 屬 的 電阻 應(yīng) 變 效 應(yīng) 。 l l r r FF 設(shè) 一 根 長 為 l， 截 面 積 為 S， 電 阻 系 數(shù) 為 的 電 阻 絲 ， 其 電 阻 值 R為 ： lR S l dlS dSd 導(dǎo) 線 兩 端 受 到 力 F作 用 時 dR d dl dSR l S 2dS drS r2S rdr dlr l dll 將 上 式 取 對 數(shù) 再 微 分 ， 則 引 起 電 阻 值 變 化 dR：因 ，由 材 料

29、 力 學(xué) 可 知 ： （ 徑 向 變 化 ） ， 式 中 泊 松 比表 示 電 阻 絲 軸 向 的 相 對 變 化 ， 也 就 是 應(yīng) 變 。 (1 2 ) (1 2 )dR d dl dR l dRR K (1 2 ) dK dR d dl dSR l S 令 則K金 屬 電 阻 絲 的 相 對 靈 敏 度 系 數(shù) 。金 屬 電 阻 絲 的 相 對 靈 敏 度 系 數(shù) 受 兩 個 因 素 影 響 ：（ 1） 受 力 后 材 料 的 幾 何 尺 寸 變 化 所 引 起 的 ； 即（ 2） 受 力 后 材 料 的 電 阻 率 發(fā) 生 變 化 引 起 的 ； 即 (1 2 )d 項項 2、 應(yīng) 變

30、 片 的 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 變 片 由 電 阻 絲 （ 敏 感 柵 ） 、 基 底 、 引 線 和 粘 合 劑 組 成 。 敏 感 柵 由 很 細 的 電 阻 絲 （ 0.010.05mm） 或 箔 式金 屬 片 （ 厚 度 為 310m） 組 成 。敏 感 柵 常 用 下 列 材 料 制 成 ：（ 1） 康 銅 （ 銅 鎳 合 金 ） ： 最 常 用 ；（ 2） 鎳 鉻 合 金 ： 多 用 于 動 態(tài) ；（ 3） 鎳 鉻 鋁 合 金 ： 作 中 、 高 溫 應(yīng) 變 片 ；（ 4） 鎳 鉻 鐵 合 金 ： 疲 勞 壽 命 要 求 高 的 應(yīng) 變 片 ；（ 5） 鉑 及 鉑 合 金 ： 高 溫 動 態(tài)

31、 應(yīng) 變 測 量 。 0 xRRK 電 阻 應(yīng) 變 片 的 靈 敏 度 系 數(shù) 定 義 為 ：x 為 軸 向 應(yīng) 變 。其 中 實 驗 證 明 ， 電 阻 絲 的 應(yīng) 變 靈 敏 度 系 數(shù) 不 等于 電 阻 絲 應(yīng) 變 片 的 應(yīng) 變 靈 敏 度 系 數(shù) ， 即 0K K 。 l0P P y x2b ar圖 4 放 大 的 柵 狀 電 阻 應(yīng) 變 片 及 彎 角 部 分 示 意 圖 y x 縱 向 應(yīng) 變 造 成 電 阻 增 加 ， 橫 向 應(yīng)變 造 成 電 阻 減 少 。xy 00 0( 1) (1 )2( 1)x rn nR lRK K rn n l 經(jīng) 推 導(dǎo) 得 ： n直 線 部 分

32、 柵 絲 的 數(shù) 目 ；n-1彎 角 部 分 的 個 數(shù) 。 可 見 ， 即 應(yīng) 變 片 存 在 橫 向 效 應(yīng) 使 應(yīng) 變 片 的 靈敏 度 系 數(shù) 小 于 電 阻 絲 的 應(yīng) 變 靈 敏 度 系 數(shù) 。 0K K 小 結(jié) dR dlKR l 應(yīng) 用 較 多 金 屬 絲 式 應(yīng) 變 片 使 用 最 早 ， 但 由 于 金 屬 絲 式 應(yīng) 變 片 蠕 變 較 大 ， 金屬 絲 易 脫 膠 ， 有 逐 漸 被 箔 式 所 取 代 的 趨 勢 。 但 其 價 格 便 宜 ， 多 用 于 應(yīng) 變 、應(yīng) 力 的 大 批 量 、 一 次 性 試 驗 。 箔 式 應(yīng) 變 片 與 片 基 的 接 觸 面 積

33、 大 得 多 ， 散 熱 條 件 較 好 ， 在 長 時 間 測 量 時 的 蠕 變 較 小 ， 一 致 性 較 好 ， 能 將 溫 度 影 響 減 小 到 最 小 的 程 度 ， 適合 于 大 批 量 生 產(chǎn) 。 310 1 2 3 4( ) RRU U R R R R 312 4 RRR R 4 13 11 2 41 1 3(1 )(1 ) R RR R U R R RR R R 1R 31 1 0 1 1 2 3 4( ) RR RU U R R R R R 310 1 2 3 4( ) RRU U R R R R 10 2 1(1 ) RnU U n R0 211 (1 ) u U n

34、K UR nR 0 211 (1 ) u U nK UR nR 10 4 RUU R 0 211 (1 )u U nK UR nR 311 udK ndn n4u UK 110 11(1 )(1 ) Rn RU U Rn nR 10 2 1(1 ) RnU U n R 11110 00 1 RRnRRU UUL 111121 2 RRRRL L R KR 111121 2 RRRRL R1 RB MM R1 RB MM R1 RB MM 31 10 1 1 2 2 3 4( ) RR RU U R R R R R R1 2 1 2 3 4, ,R R R R R R 112o RUU R 11

35、RRUo 原 理將 物 品 重 量 通 過 懸 臂 梁轉(zhuǎn) 化 成 結(jié) 構(gòu) 變 形 再 通 過應(yīng) 變 片 轉(zhuǎn) 化 為 電 量 輸 出 。 5-5 外 部 傳 感 器 （ Exteroceptive Sensors）v 1. 視 覺 傳 感 器 例 ： 二 值 視 覺 圖 像 傳 感 器 的 工 作 原 理v 特 點 ： 以 電 荷 作 為 信 號 ；v 基 本 功 能 ： 電 荷 的 存 儲 和 轉(zhuǎn) 移 ；v 基 本 工 作 原 理 ： 信 號 電 荷 的 產(chǎn) 生 信 號 電 荷 的 存 貯 信 號 電 荷 的 傳 輸 信 號 電 荷 的 檢 測 視 覺 傳 感 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用1.零 件 識

36、 別 、 檢 測 與 定 位 （ 生 產(chǎn) 線 、 工 業(yè) 機 器 人 ）視 覺 傳 感 系 統(tǒng) 在 生 產(chǎn) 線 上 的 應(yīng) 用 視 覺 傳 感 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用2.產(chǎn) 品 檢 驗 視 覺 傳 感 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 于 產(chǎn) 品 檢 驗 視 覺 傳 感 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用3.移 動 機 器 人 導(dǎo) 航視 覺 傳 感 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 于 Rocky7火 星 機 器 人 導(dǎo) 航 視 覺 傳 感 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用3.移 動 機 器 人 導(dǎo) 航Rocky7火 星 機 器 人 視 覺 傳 感 系 統(tǒng) 獲 得 的 障 礙 物 圖 像 視 覺 傳 感 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用4.遙 感 監(jiān) 測5.醫(yī) 學(xué) 檢 測6.

37、安 全 監(jiān) 控7.國 防 領(lǐng) 域5.其 他 五 角 大 樓 遙 感 圖 像 及 其 三 維 重 建 立 體 視 法 立 體 視 法 (Stereoscopy)就 是 指 同 一 物 體 的 兩 張 具 有 輕 微 角 度差 別 的 照 片 放 在 一 起 （ 分 別 用 左 右 雙 眼 ） 觀 看 ， 得 到 一 種 深 度的 感 覺 ， 從 而 產(chǎn) 生 常 規(guī) 立 體 視 覺 的 方 法 。 那 么 （ 最 基 本 的 ） 立體 攝 影 就 是 （ 模 擬 雙 眼 的 位 置 ） 從 左 右 兩 個 具 有 輕 微 角 度 差 異的 觀 察 點 分 別 拍 攝 同 一 個 物 體 ， 然 后

38、 將 這 兩 幅 照 片 以 同 樣 的 方式 展 示 出 來 ， 讓 左 右 攝 像 機 分 別 采 集 左 視 覺 和 右 視 覺 的 照 片 ，通 過 計 算 機 的 合 成 處 理 ， 我 們 就 獲 得 了 與 人 眼 直 接 觀 看 被 攝 物體 完 全 一 致 的 、 有 立 體 深 度 的 立 體 畫 面 。 人 類 的 眼 睛 就 像 是 一 套 功 能 完 整 的 攝 影 系 統(tǒng) ， 具 有 變 焦 鏡頭 、 可 變 光 圈 以 及 能 將 光 信 號 轉(zhuǎn) 變 成 大 腦 可 以 識 別 的 電 信 號 。人 類 的 兩 只 眼 睛 ， 都 長 在 前 面 的 臉 部 ，

39、呈 左 右 排 列 ， 間 隔 約 為65mm。 在 我 們 觀 察 物 體 時 ， 由 于 兩 只 眼 睛 所 處 的 角 度 有 略 微 不同 ， 兩 只 眼 睛 看 到 的 圖 像 還 是 有 略 微 差 別 的 ， 我 們 的 大 腦 將 這 兩幅 畫 面 綜 合 在 一 起 ， 形 成 一 種 有 深 度 的 視 覺 畫 面 。 而 一 只 眼 睛 看到 的 畫 面 是 沒 有 前 后 深 度 的 。 更 為 重 要 的 是 ， 大 腦 能 夠 根 據(jù) 接 受 到 的 兩 幅 圖 像 中 同 一 物 體之 間 位 差 的 大 小 判 斷 出 此 物 體 的 深 度 和 遠 近 ， 距

40、 離 眼 睛 越 遠 ， 位差 就 越 小 ， 反 之 就 越 大 。 示 意 圖 中 顯 示 了 這 個 過 程 的 工 作 原 理 ：（ 當(dāng) 我 們 觀 看 無 窮 遠 的 景 物 時 ） 遙 遠 的 太 陽 在 兩 幅 圖 像 中 的 位 置（ 幾 乎 ） 是 相 同 ， 但 是 近 處 的 樹 的 位 置 就 有 1/4英 寸 的 差 別 了 。小 科 普 ： 人 類 視 覺 原 理 應(yīng) 用 ： 仿 人 機 器 人 頭 部 109 觸 覺 作 用 :使 操 作 動 作 適 宜 ， 視 覺 無 法 代 替 識 別 操 作 對 象 的 屬 性 ， 如 大 小 、 重 量 等 用 于 安 全

41、 保 護 ， 躲 避 障 礙 ， 防 止 事 故觸 覺 傳 感 器 一 般 認 為 觸 覺 包 括 接 觸 覺 、 壓 覺 、 滑 覺 、 力 覺 四 種 ， 狹 義 的觸 覺 按 字 面 上 來 看 是 指 前 三 種 感 知 接 觸 的 感 覺 。 110 接 觸 覺 觸 覺 傳 感 器 應(yīng) 包 含 ：(1)提 供 使 傳 感 器 跟 待 檢 測 物 體 接 觸 的 手 段 ；(2)通 過 附 加 額 外 傳 感 器 確 定 觸 覺 傳 感 器 的 位 置 和 取 向 ；(3)實 現(xiàn) 獲 取 和 解 釋 觸 覺 信 息 的 “ 智 能 ” 功 能 。 因 此 ， 觸 覺 器 官 應(yīng) 考 慮

42、 手 爪 、 致 動 器 、 換能 器 、 信 息 處 理 等 環(huán) 節(jié) 。 最 簡 單 也 是 最 早 使 用 的 接 觸 覺 傳 感 器 是 微動 開 關(guān) ， 但 其 需 較 大 作 用 力 ， 又 響 應(yīng) 時 間 長 。 111 接 觸 覺 傳 感 器常 用 的 接 觸 傳 感 器 有機 械 式 (微 動 開 關(guān) 用 的 最 多 )陣 列 式 開 關(guān) 式 觸 覺 傳 感 器接 觸 覺 傳 感 器 實 例 2021-5-31 觸 覺 傳 感 器 壓 敏 電 阻 陣 列 與 掃 描 電 路 觸 覺 傳 感 器 壓 敏 電 阻 陣列 陣 列 掃 描 電 路可 以 感 知 物 體 的 輪 廓 20

43、21-5-31 114 壓 覺壓 覺 傳 感 器 其 實 是 接 觸 傳 感 器 的 引 申 。 壓 覺 感 知 壓 力 的大 小 。 壓 覺 中 使 人 感 興 趣 的 是 分 布 壓 覺 。 通 過 高 密 度 地 配 置這 種 傳 感 器 ， 把 同 物 體 接 觸 時 各 點 不 同 的 壓 力 ， 變 成 相 應(yīng) 的濃 淡 畫 素 ， 獲 取 物 體 形 狀 的 信 息 。 滑 覺 傳 感 器 一 般 可 將 機 械 手 抓 取 物 體 的 方 式 分 為 兩 種 ： 硬 抓 取 和 軟 抓取 。 硬 抓 取 （ 無 感 知 時 采 用 ） ： 末 端 執(zhí) 行 器 利 用 最 大 的

44、 夾 緊 力抓 取 工 件 。 軟 抓 取 （ 有 滑 覺 傳 感 器 時 采 用 ） ： 末 端 執(zhí) 行 器 使 夾 緊 力 保持 在 能 穩(wěn) 固 抓 取 工 件 的 最 小 值 ， 以 免 損 傷 工 件 。 此 時 機 器 人 要抓 住 物 體 ， 必 須 確 定 最 適 當(dāng) 的 握 力 大 小 。 因 此 需 檢 測 出 握 力 不夠 時 物 體 的 滑 動 ， 利 用 這 一 信 號 ， 在 不 損 壞 物 體 的 情 況 下 牢 牢抓 住 物 體 。 116 滑 動 覺 用 于 檢 測 物 體 接 觸 面 之 間 相 對 運 動 大 小 和 方 向 的傳 感 器 。 只 限 相 對

45、 運 動 的 檢 測 ， 非 表 面 狀 態(tài) 檢 測 常 用 的 滑 動 檢 測 方 法 ： 、 將 滑 動 轉(zhuǎn) 換 成 滾 球 和 滾 柱 的 旋 轉(zhuǎn) ； 、 用 壓 敏 元 件 和 觸 針 ， 檢 測 滑 動 時 的 微 小 振 動 ； 它 由 一 個 金 屬 球 和 觸 針 組 成 ， 金 屬 球 表 面 分 成 許 多 個 相 間 排 列 的 導(dǎo) 電 和 絕緣 小 格 。 觸 針 頭 很 細 ， 每 次 只 能 觸 及 一 格 。 當(dāng) 工 件 滑 動 時 ， 金 屬 球 也 隨 之 轉(zhuǎn) 動 ，在 觸 針 上 輸 出 脈 沖 信 號 ， 脈 沖 信 號 的 頻 率 反 映 了 滑 移 速

46、 度 ， 個 數(shù) 對 應(yīng) 滑 移 的 距離 。 滾 筒 式 滑 覺 傳 感 器 滑 覺 傳 感 器 工 作 原 理采 用 壓 覺 傳 感 器 實 現(xiàn) 滑 覺 感 知 從 抓 取 穩(wěn) 定 性 角 度 分 析 ,基 于 摩 擦 錐 理 論 1.力 敏 電 阻 ： 阻 值 隨 垂 直 施 加 在 表 面 的 力 的 增 加 而降 低 。 力 敏 電 阻 121 接 近 覺 傳 感 器 接 近 覺 傳 感 器 ： 是 檢 測 對 象 物 體 與 傳 感 器 距 離 信 息 的一 種 傳 感 器 。 利 用 距 離 信 息 測 出 對 象 物 體 的 表 面 狀 態(tài) 。接 近 覺 是 視 覺 傳 感 器

47、 功 能 的 一 部 分 ， 但 它 只 給 出 距 離 信息 ， 接 近 覺 傳 感 器 有 電 磁 感 應(yīng) 式 、 光 電 式 、 電 容 式 、 氣壓 式 、 超 聲 波 和 微 波 式 等 多 種 。 實 際 使 用 應(yīng) 根 據(jù) 對 象 物體 性 質(zhì) 而 定 。 接 近 覺 感 知 對 象 接 近 的 情 況 ， 其 作 用 為 ： (1)在 接 觸 到 對 象 前 獲 取 信 息 ， 為 后 續(xù) 動 作 先 做 準(zhǔn) 備 ； (2)發(fā) 現(xiàn) 障 礙 物 ， 規(guī) 定 行 程 范 圍 ， 以 免 碰 撞 ； (3)得 到 關(guān) 于 對 象 表 面 形 狀 的 信 息 。 目 前 常 用 的 接

48、 近 覺 傳 感 器 有 磁 力 式 和 超 聲 波 式 ， 前者 測 距 近 ， 后 者 測 距 較 遠 。 一 、 電 磁 感 應(yīng) 式 接 近 覺 傳 感 器 變 化 的 磁 場 將 在 金 屬 體 內(nèi) 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 流 。 這 種 電 流 的 流 線 在 金 屬 體 內(nèi) 是 閉合 的 ， 所 以 稱 為 渦 旋 電 流 （ 簡 稱 渦 流 ） ， 而 渦 流 的 大 小 隨 金 屬 體 表 面 與 線 圈 的 距 離 大 小 而 變 化 。 當(dāng) 電 感 線 圈 內(nèi) 通 以 高 頻 電 流 時 ， 金 屬 體 表 面 的 渦 流 電 流 反 作用 于 線 圈 L， 改 變 L內(nèi) 的

49、電 感 大 小 。 通 過 檢 測 電 感 便 可 獲 得 線 圈 與 金 屬 體 表 面 的距 離 信 息 。 二 、 電 容 式 接 近 覺 傳 感 器 利 用 平 板 電 容 器 的 電 容 C與 極 板 距 離 d成 反 比 的 關(guān) 系 。 其 優(yōu) 點 是 對 物 體 的 顏色 、 構(gòu) 造 和 表 面 都 不 敏 感 且 實 時 性 好 ； 其 缺 點 是 必 須 將 傳 感 器 本 身 作 為 一 個 極 板 ，被 接 近 物 作 為 另 一 個 極 板 。 這 就 要 求 被 測 物 體 是 導(dǎo) 體 且 必 須 接 地 ， 大 大 降 低 了 其實 用 性 。 三 、 超 聲 波

50、接 近 覺 傳 感 器 由 于 超 聲 波 指 向 性 強 ， 能 量 消 耗 緩 慢 ， 在 介 質(zhì) 中 傳 播 的距 離 較 遠 ， 因 而 超 聲 波 經(jīng) 常 用 于 距 離 的 測 量 ， 如 測 距 儀 和 物位 測 量 儀 等 都 可 以 通 過 超 聲 波 來 實 現(xiàn) 。 四 、 光 電 式 接 近 覺 傳 感 器 126注 意 ： 這 里 所 說 的 遠 近 是 指 紅 外 輻 射 在 電 磁 波 譜 中 與 可 見 光 的 距 離 。 紅 外 線 式 接 近 覺 傳 感 器 127 紅 外 輻 射 的 物 理 本 質(zhì) 是 熱 輻 射 ， 一 個 熾 熱 物 體 向 外 輻 射

51、 的 能量 大 部 分 是 通 過 紅 外 線 輻 射 出 來 的 。 物 體 的 溫 度 越 高 ， 輻 射 出來 的 紅 外 線 越 多 ， 輻 射 的 能 量 就 越 強 。 紅 外 光 具 有 明 顯 的 波 粒二 相 性 。紅 外 探 測 器 的 種 類 很 多 ， 按 探 測 機 理 的 不 同 ， 分 為 熱 探 測 器 和光 子 探 測 器 兩 大 類 。 1. 熱 探 測 器 工 作 機 理 是 ： 利 用 紅 外 輻 射 的 熱 效 應(yīng) ， 探測 器 的 敏 感 元 件 吸 收 輻 射 能 后 引 起 溫 度 升 高 ，進 而 使 有 關(guān) 物 理 參 數(shù) 發(fā) 生 相 應(yīng) 變

52、 化 熱 探 測 器 主 要 有 四 類 ： 熱 釋 電 型 、 熱 敏 電 阻型 、 熱 電 阻 型 和 氣 體 型 。 129 熱 釋 電 感 應(yīng) 燈 熱 釋 電 傳 感 器 130 熱 釋 電 元 件 在 紅 外 線 檢 測 中 得 到 廣 泛 的應(yīng) 用 。 它 可 用 于 能 產(chǎn) 生 遠 紅 外 輻 射 的 人 體 檢測 ， 如 防 盜 門 、 賓 館 大 廳 自 動 門 、 自 動 燈 的控 制 等 。 熱 釋 電 元 件 外 形 131 熱 釋 電 傳 感 器 的 內(nèi) 部 電 路兩 塊 反 向 串 聯(lián) 的熱 釋 電 晶 片場 效 應(yīng) 管 132 熱 釋 電 傳 感 器 工 作 原

53、理 熱 釋 電 晶 片 表 面 必 須 罩 上 一 塊 由 一 組平 行 的 棱 柱 型 透 鏡 所 組 成 菲 涅 爾 透 鏡 ， 每 一透 鏡 單 元 都 只 有 一 個 不 大 的 視 場 角 ， 當(dāng) 人 體在 透 鏡 的 監(jiān) 視 視 野 范 圍 中 運 動 時 ， 順 次 地 進入 第 一 、 第 二 單 元 透 鏡 的 視 場 ， 晶 片 上 的 兩個 反 向 串 聯(lián) 的 熱 釋 電 單 元 將 輸 出 一 串 交 變 脈沖 信 號 。 當(dāng) 然 ， 如 果 人 體 靜 止 不 動 地 站 在 熱釋 電 元 件 前 面 ， 它 是 “ 視 而 不 見 ” 的 。 133 菲 涅 爾 透

54、 鏡 菲 涅 爾 透 鏡熱 釋 電 晶 片 134 菲 涅 爾 透 鏡 外 形 傳 感 器 不 加 菲 涅 爾透 鏡 時 ， 其 檢 測 距 離小 于 2m， 而 加 上 該 透鏡 后 ， 其 檢 測 距 離 可增 加 3倍 以 上 。 135 熱 釋 電 套 件 136 熱 釋 電 報 警 器 菲 涅 爾 透 鏡 設(shè) 定 按 鈕 高 分 貝 喇 叭 137 2. 光 子 探 測 器 光 子 探 測 器 的 工 作 機 理 是 ： 利 用 入 射 光 輻 射 的 光子 流 與 探 測 器 材 料 中 的 電 子 互 相 作 用 ， 從 而 改 變 電 子的 能 量 狀 態(tài) ， 引 起 各 種

55、電 學(xué) 現(xiàn) 象這 種 現(xiàn) 象 稱 為 光 子效 應(yīng) 。 138 紅 外 線 輻 射 溫 度 計在 非 接 觸 體 溫 測 量 中 的 應(yīng) 用 耳 溫 儀 139 紅 外 線 成 像 技 術(shù) 紅 外 熱 成 像 技 術(shù) 是 一 種 被 動 紅 外 夜 視 技 術(shù) ， 其 原 理是 基 于 自 然 界 中 一 切 溫 度 高 于 絕 對 零 度 （ -273 ） 的 物體 ， 每 時 每 刻 都 輻 射 出 紅 外 線 ， 同 時 這 種 紅 外 線 輻 射 都載 有 物 體 的 特 征 信 息 ， 這 就 為 利 用 紅 外 技 術(shù) 判 別 各 種 被測 目 標(biāo) 的 溫 度 高 低 和 熱 分

56、布 場 提 供 了 客 觀 的 基 礎(chǔ) 。 利 用這 一 特 性 ， 通 過 光 電 紅 外 探 測 器 將 物 體 發(fā) 熱 部 位 輻 射 的功 率 信 號 轉(zhuǎn) 換 成 電 信 號 后 ， 成 像 裝 置 就 可 以 一 一 對 應(yīng) 地模 擬 出 物 體 表 面 溫 度 的 空 間 分 布 ， 最 后 經(jīng) 系 統(tǒng) 處 理 ， 形成 熱 圖 像 視 頻 信 號 ， 傳 至 顯 示 屏 幕 上 ， 就 得 到 與 物 體 表面 熱 分 布 相 對 應(yīng) 的 熱 像 圖 ， 即 紅 外 熱 圖 像 。 140 141熱 成 像 儀 142 紅 外 熱 成 像 技 術(shù) 是 一 種 被 動 式 的 非

57、接 觸 的 檢 測 與 識別 ， 隱 蔽 性 好 紅 外 熱 成 像 技 術(shù) 不 受 電 磁 干 擾 ， 能 遠 距 離 精 確 跟 蹤熱 目 標(biāo) ， 精 確 制 導(dǎo) 紅 外 熱 成 像 技 術(shù) 能 真 正 做 到 24h全 天 候 監(jiān) 控 紅 外 熱 成 像 技 術(shù) 的 探 測 能 力 強 ， 作 用 距 離 遠 紅 外 熱 成 像 技 術(shù) 可 采 用 多 種 顯 示 方 式 ， 把 人 類 的 感 官由 五 種 增 加 到 六 種 紅 外 熱 成 像 技 術(shù) 能 直 觀 地 顯 示 物 體 表 面 的 溫 度 場 ，不 受 強 光 影 響 ， 應(yīng) 用 廣 泛 143 溫 度 傳 感 器 ：

58、 熱 電 阻 、 熱 電 偶T1 T2T3 T4RI1 I2 RL 輸 出電 源I T ES Ube TkI TT v 線 性 電 流 輸 出 ： 1A/K， 正 比 于 絕 對 溫 度v 測 量 溫 度 范 圍 寬 ： -55+150 ；v 精 度 高 ： 0.5 ；v 線 性 好 ： 0.3 機 器 人 的 嗅 覺 與 聽 覺 聽 覺 也 是 機 器 人 的 重 要 感 覺 器 官 之 一 。 由 于 計 算 機 技 術(shù) 及語 音 學(xué) 的 發(fā) 展 ， 現(xiàn) 在 已 經(jīng) 部 分 實 現(xiàn) 用 機 器 代 替 人 耳 。 他 不 僅 能通 過 語 音 處 理 及 辨 識 技 術(shù) 識 別 講 話 人

59、 ， 還 能 正 確 理 解 一 些 簡 單的 語 句 。 機 器 人 聽 覺 系 統(tǒng) 中 的 聽 覺 傳 感 器 基 本 形 態(tài) 與 麥 克 風(fēng) 相 同 ，這 方 面 的 技 術(shù) 已 經(jīng) 非 常 成 熟 。 因 此 關(guān) 鍵 問 題 還 是 在 于 聲 音 識 別上 ， 即 語 音 識 別 技 術(shù) 。 它 與 圖 像 識 別 同 屬 于 模 式 識 別 領(lǐng) 域 ， 而模 式 識 別 技 術(shù) 就 是 最 終 實 現(xiàn) 人 工 智 能 的 主 要 手 段 。 嗅 覺 ： 電 子 鼻 5-6 傳 感 技 術(shù) 研 究 的 熱 點 問 題v新 型 傳 感 器 技 術(shù) ： 嗅 覺 、 味 覺 、 MEMS傳 感器 、 生 物 電 信 號 （ 肌 電 、 腦 電 ）v多 傳 感 器 信 息 融 合 技 術(shù)v提 高 傳 感 器 集 成 化 及 功 能 化 的 程 度v傳 感 器 微 型 化v新 型 功 能 材 料 的 開 發(fā) 5-7 思 考 題v機 器 人 常 用 傳 感 器 的 類 型 有 哪 些 ？ 作 用 是 什么 ？v傳 感 器 通 常 有 幾 部 分 組 成 ， 各 部 分 的 作 用 是什 么 ？