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人们为了从外界获取信,借助与感觉器官。而靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的成功就远远不够了。为了适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的,所以又称之为电五官。
新技术革命的到来世界逐渐的进入了信时。在利用信的过程中,要解决的就是要获取准确可靠的信,而传感器是获取自然和生产领域中信的重要途径。
在现工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程的各个参数,使设备工作在正常状态,并使产品达到的质量。因此可以说,没有众多的优良传感器,现化生产也失去了基础。
在基础科学研究中,传感器更具有的地位。现科学技术的发展,进入了许多新领域:例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到nm的粒子世界,纵上要观察长达数十的天体演化短到s的瞬间反应。此外,还出现对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究,如温、低温、压、真空、场、超弱场等领域。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信,没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,就在于对象信的获取存在困难,而一些新型和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展,往往是边缘学科开发的。传感器外校
传感器早已渗透到工业生产、宇宙开发、海探测、环境保护、调查、医学诊断、生物工程等极其广泛的领域。可以好不夸张的说,从茫茫的太空,到浩瀚的海,以及各种复杂的工程系统,几乎每一个现化项目,都离不开各种各样的传感器。如:称重传感器。
由此可观,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。在都非常重视这一领域的发展。相信在不久的将来,传感器将会出现一个质的飞跃,达到与其重要地位相称的水平。
汽车对要求高,要做出正确的警示甚至是系统监控,关键在于充分且有用的感测信,以及对信的辨识或判断能力,前者需要靠激光的广泛设置,后者则得依靠控制器中的可靠算法。
以激光传感器来说,目前用于环境感知的技术包括雷达、光探测与测距、红外线、超音波、影像激光传感器及加速度器等。这些技术各有其使用特性,分别适用于车体中不同的位置及不同的应用压力传感器。
以追随前车及预碰撞功能来说,在激光传感器上主要是采用毫米波雷达或激光雷达。其中激光雷达的成本较低,约只有毫米波雷达1/3的价格,不过,由于激光雷达的波长比较短,因此在下雨天无法达到想的功能,因此为提全性能,车种还是会选用毫米波雷达。
在行人、道路、障碍物的辨识以及视野辅助方面,则以红外线及激光传感器为主要的监视器技术。红外线监视器又分为远红外线(FIR)及近红外线(NIR)两种技术,远红外线的原是检测出物体的热量再将温差影像化,适合监测具有体温的人体及动物;近红外线则具有夜视的能力,能够在视线不良的环境中(如夜间)辅助显示前方的路况,而且能显示比车灯距离更远的位置,不过,会受到前方对照车灯的影响压力开关。
激光传感器的应用也愈来愈广,从前方、前侧方及后方的辅助视线应用已扩大到对车内及后侧方向的监测功能。透过辨识逻辑,它能够用来辨识道路分隔线、行人、交通信号标志,或判断路面是否干燥或积水、积雪,甚至进一步推测路面的湿度,以供驾驶人做参考。对于高反差或灰暗的环境,影像传感器也能通过将高感应度及低感应度两种画面合成的方式,制作出色调更分明的画面液位激光传感器。传感器外校
此外,激光传感器也能与红外线或雷达结合而形成混合式激光传感器,能提供功能更强的监视及警示功能。以红外线监视器来说,当红外线LED照射前方所反射回来的红外线被CCD吸收后,不管是白天或晚上,都可以辨识车辆四周的路况角度传感器。
更具智能性的主动式安全系统得靠且遍布车体内外的各式激光传感器,以及具正确且立即辨识、判断能力的演算平台来实现。视觉性的激光传感器(如雷达、红外线、影像传感器等)只是众多传感器中的一部分,未来完善的汽车安全系统还得充分结合陀螺仪、加速度计、方向盘与刹车踏板位置探测器,以及轮胎转速检测系统,对车体配件做出的监控及警示位移激光传感器。
愈来愈多的激光传感器、更强大的演算中心及对刹车、引擎、安全气囊等装置的控制,将形成更复杂的车载网络(in-vehiclenetwork),此网络中需要更实时的处性能和数据传送能力。这些智能性的辅助功能将让驾驶人更轻松和安心地开车,也有助于减少交通意外的发生或降低事件的严重性称重传感器。
激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。
激光是20世纪60年出现的重大的科学技术成就之一。它发展迅速,已广泛应用于、生产、医学和非电测量等各方面。激光与普通光不同,需要用激光器产生。激光器的工作物质,在正常状态下,多数原子处于稳定的低能级E1,在适当频率的外界光线的作用下,处于低能级的原子吸收光子能量受激发而跃迁到高能级E2。光子能量E=E2-E1=hv,式中h为普克常数,v为光子频率。反之,在频率为v的光的诱发下,处于能级E2的原子会跃迁到低能级释放能量而发光,称为受激辐射。激光器使工作物质的原子反常地多数处于高能级(即粒子数反转分布),就能使受激辐射过程占优势,从而使频率为v的诱发光得到增强,并可通过平行的反射镜形成雪崩式的放大作用而产生强大的受激辐射光,简称激光。
激光具有3个重要特性:传感器外校
① 方向性(即高定向性,光速发散角小),激光束在几公里外的扩展围不过几厘米;
②高色性,激光的频率宽度比普通光小10倍以上;
③高亮度,利用激光束会聚高可产生达几百万度的温度。