1、畢 業 設 計學生姓名學 號系 (部)機電信息工程系專 業機電一體化技術題 目傳感器技術在機電一體化中的應用指導教師 （姓 名） （專業技術職稱/學位） （姓 名） （專業技術職稱/學位）2012年6月摘 要：近幾年來我國汽車工業增長迅速，發展勢頭很猛。隨之拉動了機電一體化的控制行業強勢發展，而隨著科學技術的不斷更新與集成化的趨勢，傳感器，也就越來越成為了控制中的核心器件之一。通過對傳感器技術在機電一體化系統中應用狀況的描述，指出傳感器技術作為機電一體化系統不可缺少的關鍵技術之一，在機電一體化系統中起著舉足輕重的地位和作用，也是機電一體化系統完成自動控制和自動調節的關鍵環節。文章概述傳感器研究

2、現狀與發展，探討傳感器在機電一體化系統中的應用，同時還對機電一體化系統中常用傳感器的種類、功能做了簡要介紹，并分析我國傳感器技術發展的若干問題及發展方向。關鍵詞：傳感器技術， 機電一體化， 應用Abstract： In recent years the rapid growth in China's automobile industry, develop a momentum. Then pull the mechatronics control industry development, and with strong science and technology unceasin

3、g renewal and integration trend, sensors, also more and more become one of the core device to control. Through the sensor technology in mechatronics system application status, and points out that the sensor technology described as electromechanical integration system is one of the indispensable key

4、technology in mechatronics system plays an important position and role, is also electromechanical integration system to accomplish automatic control and self-regulating key link. This article summarizes the current research and development, the sensor in mechanical and electrical integration system

5、discussed sensor, and the application of mechatronics system is used in category, function of the sensor paper briefly introduces, and analyzes some problems of the development of the sensor technology and development direction. Keywords： sensor technology，electromechanical integration，application目

6、錄1 引言52 機電一體化綜述52.1 機電一體化概要52.2 機電一體化的特點分析52.2.1 體積小、重量輕52.2.2 速度快、精度高52.2.3 可靠性高62.2.4 柔性好62.3 機電一體化系統的組成部分62.3.1 機械部分62.3.2 執行裝置62.3.3 傳感器62.3.4 控制裝置62.4 機電一體化的核心技術72.4.1 機械本體技術72.4.2 傳感技術72.4.3 信息處理技術72.4.4 驅動技術72.4.5 接口技術72.4.6軟件技術82.5 機電一體化技術的主要應用領域82.5.1 數控機床82.5.2 計算機集成制造系統（CIMS）82.5.3 工業機器人8

7、3 傳感器簡介83.1 傳感器的概念與組成83.2 傳感器機電一體化系統之首93.3 傳感器的種類104 傳感器技術在機電一體化中的應用114.1 傳感器技術的研究現狀和發展114.2傳感器在機電一體化系統中的應用114.2.1機器人用傳感器114.2.2機械加工過程的傳感檢測技術134.2.3汽車自動控制系統中的傳感技術134.3 我國傳感器技術發展的若干問題144.4 我國傳感器技術今后的發展方向154.4.1加速開發新型敏感材料154.4.2 向高精度發展154.4.3 向微型化發展154.4.4 向微功耗及無源化發展154.4.5 向智能化數字化發展15結 論16致 謝17參 考 文

8、獻181 引言進入20世紀80年代以來，關于機電一體化技術的研究和應用已成為全球性的課題，可以說，從軍事到經濟、從生產到生活、從簡單的日用消費品生產到復雜的社會生產和管理系統，機電一體化技術幾乎達到無所不在、無孔不入的地步。近幾年來，在我國汽車工業迅猛發展，成為世界最大產業之一的同時，隨之也拉動了機電一體化的控制行業強勢發展，而隨著科學技術的不斷更新與集成化的趨勢，傳感器，也就越來越成為了控制中的核心器件之一。在機電一體化系統中，傳感器處系統之首，其作用相當于系統感受器官，能快速、準確地獲取信息并能經受嚴酷環境考驗，是機電一體化系統達到高水品的保證。如缺少這些傳感器對系統狀態和對信息精確而可靠

9、的自動檢測、系統的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現。隨著人類探知領域和空間的拓展，電子信息種類日益繁多，信息傳遞速度日益加快，信息處理能力日益增強，相應的信息采集傳感技術也將日益發展，傳感器也將無所不在。 從20世紀80年代起，逐步在世界范圍內掀起一股“傳感器熱”，各先進工業國都極為重視傳感技術和傳感器研究、開發和生產。傳感技術已成為重要的現代科技領域，傳感器及其系統生產已成為重要的新興行業。 2 機電一體化綜述2.1 機電一體化概要機電一體化（mechatronics）一詞是機械（mechanics）和電子（electronics）兩個詞的合成詞，20世紀70年代中期由日本首先開始使

10、用，現在已得到歐美各國的普遍認可，并得到廣泛使用。雖然其精髓定義還不明確，但從廣義上可以簡要概括為“機械工程與電子工程相結合的技術，以及應用這些技術的機械電子裝置”。再簡單地說就是“機械的電子化或者機械電子工程”1的意思。顧名思義，機電一體化就是機械技術與電子技術相結合的產物。近年來，隨處可見許多以前僅由機械結構實現運動的裝置，通過與電子技術相結合而得到顯著改進和提高的實例。2.2 機電一體化的特點分析近年來機電一體化技術得到了迅速的發展，這種迅速發展當然有其原因。下面列舉機電一體化技術的幾個方面特點：2.2.1 體積小、重量輕 由于半導體與集成電路（integrated circuit,IC

11、）技術的提高和液晶技術的發展，使得控制裝置的測量裝置可以做成原來重量和體積的幾分之一甚至幾十分之一，迅速向輕型化和小型化發展。2.2.2 速度快、精度高 隨著半導體和集成電路的飛速發展，出現了大規模集成電路（large scale integrated circuit,LSI）和超大規模集成電路（very large scale integrated circuit,VLSI）。在電路集成度提高的同時，處理速度和響應速度也迅速提高，使機電一體化裝置總的處理速度能夠充分滿足實際應用的需要。同時，由于機電一體化技術的應用，推動了超精密加工技術的進步，使其與高精度加工和精密運動控制相適應。2.2.3

12、 可靠性高 由于激光和電磁應用技術的發展，傳感器和驅動控制器等裝置已采用非接觸式代替了接觸式，避免了原來接卸接觸式存在的注油、磨損、斷裂等問題，使可靠性得到大幅度提高。2.2.4 柔性好 從機器人的例子可以知道，通過計算機軟件就可以任意確定動作。比如，只要改變程序就可以實現最佳運動；同樣也可以很容易地增加新的運動，具有很強的可擴展性。因為不需要變更硬件就能夠調整運動，所以很容易地適應多樣化的新用途，在應用上非常方便。由于機電一體化的上述各項特點，使得其產品具有節能、高質、低成本的共性，從而產生了一系列過去不可想象的新產品。2.3 機電一體化系統的組成部分 “機電一體化系統”是指由機械與電子緊密

13、結合的多學科集成技術設計出來的產品或制造系統。它是當前老產品更新換代和新產品研制開發的方向。近年來，在世界范圍內掀起的利用以微機為代表的微電子技術與機械技術的有機結合，給機械以智能的機電一體化技術革命正在迅猛發展，機電一體化產品正在以驚人的速度不斷涌向市場2。 機電一體化系統的組成如圖1所示，大致上可以分為四個組成部分： 機械部分 機械部分（機構要素）：像機器人的機械手那樣實現目標動作。“mecbanism”歷來都翻譯為“機構”或“機構學”，在這里我們取其含義為：“由機械零件（machine element）組成的，向其他機械部件傳遞運動的機構。” 執行裝置執行裝置（能量轉換要素）：將信息轉換

14、為力和能量，以驅動機械部分動作。所謂執行裝置就是按照指令將電信號轉換成流體或機械能，驅動機械部分進行運動的裝置。機電一體化系統的執行裝置可以分為電動、液壓、氣動三大類。2.3.3 傳感器 傳感器（檢測要素）：用于對輸出端地機械運動結果進行測量、監控和反饋。傳感器是將被測對象的狀態、性質等轉換為一定的物理量或者化學量的裝置。近年來，傳感器幾乎都是將被測量轉換為電信號，主要用于反饋指控。 控制裝置控制裝置（控制要素）：對機電一體化系統的控制信息和來自傳感器的反饋信息進行處理，向執行裝置發出動作指令。為了達到一定目的而實行的適當的操作稱為控制。目前，幾乎所有的控制裝置都是由具有微處理器的計算機和輸入

15、輸出接口構成的。控制系統一般可以分為開環控制系統和閉環控制系統，各種控制系統都充分應用了現代控制理論和技術。 圖1 機電一體化系統的組成2.4 機電一體化的核心技術機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：2.4.1 機械本體技術機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效

16、率。2.4.2 傳感技術傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。2.4.3 信息處理技術機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。2.4.4 驅動技術電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以

17、及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。2.4.5 接口技術為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。2.4.6軟件技術軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。 2.5 機電一體化技術的主要應用領域2.5.1 數控機床數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構

18、、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：1總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。2開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。3WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。4大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。5能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。6系統的多級

19、網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。7以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。2.5.2 計算機集成制造系統（CIMS）CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。2.5.3 工業機器人第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機

20、器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。3 傳感器簡介3.1 傳感器的概念與組成 信息處理技術取得的進展以及微處理器和計算機技術的高速發展，都需要在傳感器的開發方面有相應的進展。微處理器現在已經在測量和控制系統中得到了廣泛的應用。隨著這些系統能力的增強，作為信息采集系統的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動化系統和機器人技術中的關鍵部件，作為系

21、統中的一個結構組成，其重要性變得越來越明顯。 最廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學量轉變成便于利用的電信號的器件。國際電工委員會(IEC:InternationalElectrotechnicalCommittee)的定義為：“傳感器是測量系統中的一種前置部件，它將輸入變量轉換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”4，而“傳感器系統則是組合有某種信息處理(模擬或數字)能力的傳感器”。傳感器是傳感器系統的一個組成部分，它是被測量信號輸入的第一道關。傳感器由敏感元件、轉換元件、信號調節電路和其他輔助電路組成。如圖2所示。圖2 傳感器構成框圖進

22、入傳感器的信號幅度是很小的，而且混雜有干擾信號和噪聲。為了方便隨后的處理過程，首先要將信號整形成具有最佳特性的波形，有時還需要將信號線性化，該工作是由放大器、濾波器以及其他一些模擬電路完成的。在某些情況下，這些電路的一部分是和傳感器部件直接相鄰的。成形后的信號隨后轉換成數字信號，并輸入到微處理器。傳感器系統的性能主要取決于傳感器，傳感器把某種形式的能量轉換成另一種形式的能量。有兩類傳感器：有源的和無源的。有源傳感器能將一種能量形式直接轉變成另一種，不需要外接的能源或激勵源。 無源傳感器不能直接轉換能量形式，但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵能。 傳感器承擔將某個對象或過程的特定特性轉換成數

23、量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體，而它們的狀態可以是靜態的，也可以是動態(即過程)的。對象特性被轉換量化后可以通過多種方式檢測。對象的特性可以是物理性質的，也可以是化學性質的。按照其工作原理，傳感器將對象特性或狀態參數轉換成可測定的電學量，然后將此電信號分離出來，送入傳感器系統加以評測或標示。3.2 傳感器機電一體化系統之首一個典型的機電一體化系統結構框圖如圖3所示。 圖3 機電一體化系統結構框圖從這個方框圖中可以看到，其中有一個很重要的環節就是測量模塊。測量模塊涉及采集有關系統狀態和行為的信息，由傳感器、調理電路變換電路等組成。其輸入參數是確定機械結構模塊性能的物理參數，例如，強壓

24、、壓力、位移、速度、力（力矩）以及變形等。輸出參數是被測量的特征參數，如電壓、電流、相位、頻率等。系統對測量模塊的要求，就是不失真地反映被測量物理參數的時間變化曲線。這里包含了分辨率、精度、線性范圍、動態響應等一系列技術指標5。由此可見，在機電一體化系統中，傳感器處于系統之首，其作用相當于系統的感受器官，它能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，是機電一體化系統達到高水平的保證。如果缺少這些傳感器對系統狀態和對象信息精確而可靠的自動檢測，那么系統的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現。3.3 傳感器的種類傳感器是能感受規定的被測量并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，主要用于

25、檢測機電一體化系統自身與操作對象、作業環境的狀態，為有效地控制機電一體化的運動提供必須的相關信息。傳感器的種類繁多，可分為以下6種：1按其測量對象分類:可分為檢測機電一體化系統內部狀態的內部信息傳感器及系統外部環境狀態的外部信息傳感器。內部信息傳感器主要檢測系統內部的位置、速度、力、力矩、溫度及異常變化。外部信息傳感器主要檢測系統的外部環境狀態，它有與人體五種感官相對應的接觸式和非接觸式。如接觸式的觸覺傳感器、滑覺傳感器、壓覺傳感器，非接觸式的視覺傳感器、超聲測距儀、激光測距儀等。2按其工作原理分類：可分為物理傳感器和化學傳感器二大類。傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應，諸如壓電效

26、應，磁致伸縮現象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。 化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。 有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較多，例如可靠性問題，規模生產的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學傳感器的應用將會有巨大增長。3按其用途分類：可分為壓力敏和力敏傳感器位置傳感器 、液面傳感器能耗加速度傳感器射線輻射傳感器、振動傳感器濕敏傳感器、磁敏傳感器氣敏傳感器、真空度傳感器生物傳感器等。4按其輸出信號為標準分類，可

27、分為：模擬傳感器、數字傳感器、膺數字傳感器、開關傳感器。 在外界因素的作用下，所有材料都會作出相應的、具有特征性的反應。它們中的那些對外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來制作傳感器的敏感元件。5 按其所應用的材料觀點出發分類，可分為金屬聚合物陶瓷混合物、導體絕緣體半導體磁性材料、按材料的晶體結構分單晶多晶非晶材料。6按其制造工藝分類，可分為： 集成傳感器用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。薄膜傳感器通過沉積在介質襯底(基板)上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。厚膜

28、傳感器利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產。世界范圍內對傳感器技術的研究開始于20世紀30年代，其涉及的知識非常廣泛，滲透到了各個學科領域。隨著以微型計算機為代表的微電子技術的發展，生產過程自動化，生物醫學、環保、能源、海洋開發、遙感、遙測、宇航等科學技術的開發，傳感器的品種、數量將與日俱增。4 傳感器技術在機電一體化中的應用4.1 傳感器技術的研究現狀和發展傳感器是能感受規定的被測量并按一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，主要用于檢測機電一體化系統自身與操作對象

29、、作業環境狀態，為有效控制機電一體化系統的運作提供必須的相關信息。隨著人類探知領域和空間的拓展，電子信息種類日益繁多，信息傳遞速度日益加快，信息處理能力日益增強，相應的信息采集傳感技術也將日益發展，傳感器也將無所不在。 從20世紀80年代起，逐步在世界范圍內掀起一股“傳感器熱”5，各先進工業國都極為重視傳感技術和傳感器研究、開發和生產。傳感技術已成為重要的現代科技領域，傳感器及其系統生產已成為重要的新興行業。4.2傳感器在機電一體化系統中的應用 傳感器是衡量機電一體化系統（或產品）發展的重要技術之一，被廣泛應用于各種自動化產品中。4.2.1機器人用傳感器工業機器人之所以能夠準確操作， 是因為它

30、能夠通過各種傳感器來準確感知自身、操作對象及作業環境的狀態，包括其自身狀態信息的獲取通過內部傳感器（位置、位移、速度、加速度等）來完成，操作對象與外部環境的感知通過外部傳感器來實現， 這個過程非常重要， 足以為機器人控制提供反饋信息。機器人的運動功能是由一系列單元運動的組合來確定的。所謂的單元運動就是“直線運動（伸縮運動）”、“旋轉運動”和“擺動”這三種運動。“旋轉運動”指的是軸線方向不變，以軸線方向為中心進行旋轉的運動。“擺動”是改變軸線方向的運動，有的是軸套固定軸旋轉，也有的是軸固定而軸套旋轉。一般用“自由度”來表示構成運動系的單元運動的個數。例如，一個機器人從基礎（固定端）開始。由直線運

31、動擺動直線運動旋轉運動擺動擺動6個單元運動構成，就可以說這個機器人其有6個自由度6。圖4給出了機器人各種自由度運動功能的表示符號。此外，在機器人領域，將機器人按坐標系分為圓柱坐標機器人、極坐標機器人、直角坐標機器人和多關節機器人四種，表1作了簡單的說明。在圖5中分別用自由度符號給出了四個例子。 表1 機器人按坐標系的分類（引自 JIS B 0138）圖4 表示機器人運動功能的符號（引自 JIS B 0138） 圖5 機器人按坐標系分類的例子（引自 JIS B 0138）4.2.2機械加工過程的傳感檢測技術 1切削過程和機床運行過程的傳感技術。切削過程傳感檢測的目的在于優化切削過程的生產率、制造

32、成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時切屑的狀態及切削過程辨識等，而最重要的傳感參數有切削力、切削過程振動、切削過程聲發射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行來講，主要的傳感檢測目標有驅動系統、軸承與回轉系統、溫度的監測與控制及安全性等，其傳感參數有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態與冷卻潤滑液的流量等。2工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監視技術相比，工件的過程監視是研究和應用最早、最多的。它們多數以工件加工質量控制為目標。20世紀80年代以來，工件識別和工件安裝位姿監視要求也提

33、到日程上來。粗略地講，工序識別是為辨識所執行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序；工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規程要求的位姿。此外，還可以利用工件識別和工件安裝監視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監視將采用或開發許多傳感器，如基于TV或CCD的機器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統等。3刀具(或砂輪)的檢測傳感7。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具（或砂輪）磨損到一定限度(按磨鈍標準判定)或出現破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀)，使它們失去切(磨)削能力或無法保證加工精度和加工表

34、面完整性時，稱為刀具（或砂輪）失效。工業統計證明，刀具失效是引起機床故障停機的首要因素，由其引起的停機時間占NC類機床的總停機時間的1/5-1/3.此外，它還可能引發設備或人身安全事故，甚至是重大事故。4.2.3汽車自動控制系統中的傳感技術隨著傳感器技術和其它新技術的應用，現代化汽車工業進入了全新時期。汽車的機電一體化要求用自動控制系統取代純機械式控制部件，這不僅體現在發動機上，為更全面地改善汽車性能，增加人性化服務功能，降低油耗，減少排氣污染，提高行駛安全性、可靠性、操作方便和舒適性，先進的檢測和控制技術已擴大到汽車全身。在其所有重點控制系統中，必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度

35、傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器。圖6所示的是汽車發動機電子控制系統原理簡圖。發動機控制單元（engine control unit,ECU）的核心是通用微處理器或者是為汽車發動機專門設計的LSI。從各個傳感器得到的模擬電壓信號和從發動機輸出軸得到的脈沖信號都輸入到ECU。模擬信號通過模擬數字（analog to digital,A/D）轉換器轉換為數字信號。以這些信息為基礎，在ECU內對最佳空氣燃料比、點火時間、排氣再循環率（exhaust gas recirculating,EGR）等進行計算，將計算結果作為控制燃料噴射閥和點火裝置等的驅動信號輸出。圖6 汽車發動機電子控制系統原

36、理簡圖4.3 我國傳感器技術發展的若干問題傳感器技術是實現自動控制、自動調節的關鍵環節，也是機電一體化系統不可缺少的關鍵技術之一，其水平高低在很大程度上影響和決定著系統的功能；其水平越高，系統的自動化程度就越高8。在一套完整的機電一體化系統中，如果不能利用傳感檢測技術對被控對象的各項參數進行及時準確地檢測出并轉換成易于傳送和處理的信號，我們所需要的用于系統控制的信息就無法獲得，進而使整個系統就無法正常有效的工作。 我國傳感器的研究主要集中在專業研究所和大學，始于20世紀80年代9，與國外先進技術相比，我們還有較大差距，主要表現在： 1先進的計算、模擬和設計方法； 2先進的微機械加工技術與設備； 3先進的封裝技術與設備；4. 可靠性技術研究等方面。因此,必須加強技術研究和引進先進設備,以提高整體水平。4.4 我國傳感器技術今后的發展方向4.4.1加速開發新型敏感材料通過微電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科，各種新技術的互相滲透和