19、传感器与执行器：工业自动化的关键要素

传感器与执行器：工业自动化的关键要素

1. 传感器概述

如今，无论是消费级设备还是工业级设备和机械，至少都会配备一个传感器，单个设备上存在多个传感器也十分常见。那么，什么是传感器？为什么随着设备变得更加智能和自主，传感器的使用强度和数量都在不断增加呢？

我们可以将设备与人体进行类比。人类进化出了触觉、视觉、听觉、嗅觉和味觉这五种基本感官，这些感官帮助人类感受物理刺激、观察周围环境、聆听声音、区分不同物质和辨别可食用物品。同样，现代设备也具备类似的功能，例如智能手机就配备了声音传感器（麦克风）、光传感器（自动控制屏幕亮度）、颜色传感器（摄像头）和压力传感器（气压计和触摸屏）等。

传统工业流程正在迅速向工业4.0标准转变，将大量单调重复的任务转变为高度自动化的流程。这些自动化任务的核心是智能处理器和算法，而传感器则为其提供了支持。从普通行业（如农业、运输、物流等）到高度专业化和关键的行业（如化工厂、热电厂等），传感器的类型、质量和数量会根据不同的传感需求而有所变化。

传感器的作用是将物理现象（如压力、温度、光强度、声压等的变化）量化为电信号，这些信号可以将各种物理过程和现象转化为人类可理解的形式，从而便于对其进行表征和控制。例如，温度传感器可以确定水的沸点，无论在高山还是平原，水的沸点量化值都是100°C，这是固定且通用的标准。

一般来说，普通行业需要一定数量的传感器，这些传感器可以在正常的工作条件、温度和压力下运行。而像铸造厂、化工厂等专业行业则需要能够将极端物理条件量化为信号的传感器，因为这些行业通常存在高温、高压和腐蚀性材料。

2. 传感器的特性

2.1 传感器校准

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