2深圳海油工程水下技术有限公司 广东深圳 518068
摘要：当前传感器在工业技术中的作用越来越大，工业技术的发展在很多方面依靠传感器技术的发展和进步，在这样的前景下，我国的传感器技术已经越来越不能满足工业技术发展的需要，本文简单介绍了传感器技术及传感器系统的部分用途。阐述了传感器技术在ROV中的应用和我国传感器技术与国外的差距，当前我国应该做出怎样的努力，向什么样的方向发展传感器技术，才能追赶到国际平均水平并能在一些方面领先国际水平一步。
关键词：传感器；工业技术；ROV
一、传感器简介
1.1传感器的定义及组成
通俗的来说，一种把物理变化或者化学变化的变化量转变成可以利用的电信号的期间成为传感器。根据国际电工委员会的定义：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。电路连接的敏感元件和承载体组成了传感器。而组合有模拟或数字信号的信息处理能力的系统称为传感器系统。传感器系统包含了传感器，传感器是用来采集转化信号的第一线终端，敏感元件采集信号和信号转换元件组成了传感器。
敏感元件 用来采集信号，能直接感受或响应被测量的变化量的传感器元器件。
转换元件 用来转换采集到的信号，对信号调理用于转换电路以及运算调制和信号放大等功能。能将敏感元件感受或响应的被测量的变化量转换成适于测量或传输的电信号传感器部件。传感器的工作必须要有辅助电源来进行信号调理转换电路供电。
1.2传感器的分类
人类为了从外界获取信息使用了人体的五大感官，这五大感官是目前最灵敏的“生物传感器”。但人类对于研究自然现象和自然规律以及生产活动中需求，让人们的认识到自身感觉器官功能就远远不足够以使用了。为了在这些环境下研究工作就需要传感器来实现信号采集处理，所以说传感器可以成为电五官，相当于人类五官的延长，代替人类工作。
常用的传感器分类
（1）电阻式传感器；
（2）电容式传感器；
（3）电感式传感器；
（4）压电式传感器；
（5）霍尔式传感器。
霍尔传感器是基于霍尔效应原理而利用霍尔元件将被测量转换成电动势输出的一种传感器。因为霍尔元件具有结构简单、体积小、噪声小。动态范围大（输出电势变化范围可达1000：1）、频率范围宽（从直李在元李在元流到微波）、寿命长、静止状态下具有感受磁场的独特能力，所以应用的最广泛。
1.3传感器的应用
（1）传感器通过感受人体的红外微波用来感知人体经过，产品有如自动门；
（2）传感器通过烟敏电阻来测量烟雾浓度用来感知烟雾，产品有如烟雾报警器；
（3）传感器通过光学传感器来捕获图像用来感知外界环境，产品有如手机相机以及数码相机的等照相机；
（4）传感器通过导体应变片技术的力学传感作用测量物体对应变片的压力变化，因压力变化产生应变片形变变化以达到测量重量，产品有如电子称；
（5）利用传感器来捕捉水位信号，温度信号，湿度信号，声学光学信号等，如自动阀门，高温报警器，水分探测器，声光控楼梯灯。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、传感器在ROV上的应用
2.1传感器在ROV系统中的作用及地位
如果没有传感器，ROV就像人没了皮肤、四肢、眼睛、耳朵等人体各种结构。像人不能感知周围的一切，没有任何感觉，布置到自己周围的情况。无法进行各种简单的动作及信号采集转换，更无法实现完成各种复杂的动作。ROV使用传感器采集及处理信号为自身提供周边环境信息，同时也采集自身信号，以便控制自身功能。因需要采集检查各种环境变化信息，现代ROV包含了各种各样的传感器，保证了在复杂海况下ROV能够在复杂的任务指令控制下灵活的惊醒各种活动作业。没有传感器就无从谈起ROV，ROV系统中传感器有着不可替代的作用。离开传感器ROV寸步难行，因此传感器是ROV必不可少的部件，在未来的传感器发展中，随着传感器各种各样的的功能实现和传感器的探究发展和完善。ROV的功能会越来越多，并且越来越强大，将在海洋资源开采如海洋石油工程项目施工领域为人类做出更大的贡献。
2.2 ROV中传感器的应用
在ROV上使用的传感器可分为外部传感器和内部传感器两个大种类。外部传感器主要用来检测ROV周围的环境变化和调查各种工程数据，如检测远处有没有物体，是什么物体，距离物体有多远。从而使得ROV能够与环境发生交互作用并对环境具有自我校正和适应能力。其外部传感器主要包括：视觉传感器，听觉传感器、力觉传感器。内部传感器主要用来检测自身状态，如电气绝缘，温度，水分，艏向，运动速度，倾斜度等。这些传感器用来确认ROV自身坐标轴确定所在位置信息及感知自身状态，已调整和控制ROV的运动。内部传感器常有角度传感器，姿态传感器，速度传感器，压力传感器，加速度传感器，位置传感器等。在ROV中我们使用温度传感器、水份传感器、压力传感器、角度传感器，速度及加速度传感器来采集ROV自身各位置温度，液压油及补偿油中水份，液压油压力，ROV移动速度，自身姿态，移动距离，所在水下深度，距离海床高度等信息。采用摄像头来完成视觉信息采集，使用声呐来采集听觉及距离信息，使用信标来采集地理位置信息。由于ROV是在水下工作，所以ROV采用的传感器要能承受一定压力，具体耐压强度根据需要工作的最大深度来选择。
三、传感器发展前景
3.1目前与国外差距
与国外的差距，我国传感器的研究始于20 世纪80 年代，目前主要集中在各个专业研究所和大学，与国际先进技术相比还有一定的差距。主要表现在：
（1）我国传感器的产业结构，存在着企业分散、实力不强、市场开拓不力等问题；
（2）国内的传感器在研究方面科研设备比较落后并且科研投资力度较低，我国经过了“八五”、“九五”两个五年计划的发展目前也只有3000多种传感器，而目前在国际上的传感器种类已经约有2万多种。有大量种类等待研究开发；
（3）我国的传感器产品主要存在长期稳定性差和可靠性较差等问题，这些问题极大地限制了我国传感器产业的发展和其应用领域，就目前而言我国的技术水平与国际有较大的差距。
3.2未来发展趋势
我国具有非常广阔的传感器市场，虽然我国传感器产品技术水平与国际相比有一定的差距，但是从统一市场的观点来看巨大的需求让我国的传感器产业的前途和产业发展还是有很大空间的。为了提高我国传感器的整体技术水平还是需要加强国际先进技术设备的引进和发展自身传感器技术研究。我国未来的传感器发展趋势，可以表现在这几个方面：发展集成化、多功能化、智能化、多维化、小型化、大量程范围、高性能的检测装置；新材料开发，扩大检测领域，应用新技术和心得物理效应向灵敏度高，高精确度发展；向智能数字化发展提高响应速度，及性能互换好的新型传感器；传感器在随着现代化的发展中已经突破传统的功能，出现了智能传感器，传感器已经不再是只能输出单一的模拟信号的元器件。而是一种可以经过处理器处理好的数字信号的传感器系统。
四、结束语
总之，我国的工业系统发展还很不完善。传感器技术与国际上一流国家也存在着很大的差距，尤其是再机器人系统中的应用。传感器在机器人及现在工业中起着无与伦比的作用，我国应加快发展传感器技术，积极发展机器人技术，努力缩小与国际一流国家的差距。相信在不久的将来，我国一定能在传感器技术及各种工业水平工艺中遥遥领先，发展好传感器技术一定并应用与工业机器人中一定会成为我国的技术水准，并为我国的未来工业做出巨大的贡献。
参考文献：
[1] 吴建平.传感器原理及应用.北京：机械工业出版社，2012.
[2] 柳洪义，宋伟刚。机器人技术基础[M].北京：冶金工业出版社，2000.
[3] 高国富，谢绍荣。机器人传感器及其应用[M].北京：化学工业出版社，2005.
论文作者:赵强1,张恩2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
标签：传感器论文; 信号论文; 我国论文; 霍尔论文; 技术论文; 测量论文; 元件论文; 《基层建设》2018年第28期论文;