電子傳感器在電氣設備監測中的應用探究

吳曉莉（咸寧職業技術學院， 湖北　咸寧　437100）

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電子傳感器在電氣設備監測中的應用探究

吳曉莉
（咸寧職業技術學院， 湖北咸寧437100）

［摘 要］主要研究了電子傳感器在電氣設備監測中的應用，首先以電子傳感器為切入點，詳細介紹了電子傳感器的作用、基本機構、工作原理以及其特點，然后詳細介紹了其在數據傳輸方面、攝像監控方面、信息顯示方面、以及自動化控制方面的應用，從而為各種電氣設備監測提供了安全保障。

［關鍵詞］電子傳感器； 電氣設備監測； 敏感元件； 電量

1　引言

隨著國民經濟的快速發展以及科學技術水平的不斷進步，人們對于生活質量的要求越來越高，迫切希望所有的工作、日常生活等事宜都能通過計算機或者人工智能的方式來實現。當然，目前對于全面實現自動化來說確實有點困難，但是對于各種監控系統來說，很容易實現自動化監控，尤其是在針對電力系統的電氣設備部門環境中，自動化監控系統扮演著非常重要的角色，對于我國在電力系統的電氣設備安全運行，全面實現計算機自動化、人工智能化監控起到不可磨滅的作用。電力系統能否安全運行，對于一個國家安定團結，對于一個社會的穩定和諧、對于一個企業的快速發展來說，都起到非常大的決定性作用。而在電力系統中，電氣設備是整個系統中非常重要的不可或缺的組成部分。為了能夠保障我國電力系統的安全穩定地運行，電氣設備的安全穩定運行的監測系統是必不可少的，而在整個安全穩定監測系統中，電子傳感器又使其整個監測系統的關鍵部件，不僅可以將各種異常信號轉換成電信號進行傳輸，還能夠完成相應數據的處理、顯示等功能，對于電力系統的電氣設備的安全穩定運行的監測來說是非常重要的。所以對于電子傳感器在電氣設備監測中的應用研究，對于學習電力系統的電氣設備安全穩定運行以及后期的維護維修來說，具有非常重要的現實意義。

2　電子傳感器及其應用特點

電子傳感器可以說是仿生學的衍生品，是利用生物對外界信號的反應機制而發明的相關設備，主要功能就是對外界的各種條件或者環境的變化進行響應，并轉換成核心處理設備能夠理解的電信號或數字信號，經過處理和判斷后驅動控制其他設備做出相應的響應。所以電子傳感器的最基本的功能就是將外界各種自然信號轉換成當前計算機技術的核心設備能夠讀懂和處理的電信號和數字信號的設備，從而有效地對其進行控制。第一個電子傳感器是目前應用最為廣泛的一種傳感器——溫度傳感器，是在1821年，德國的物理學家開發的一種將溫度信號轉變成電子信號的一種設備。溫度傳感器能夠按照特定的規律，隨著外界溫度的變化而自動調節其自身的某種特性，通過其他輔助電路將其轉化成明顯的、規律變化的、可測量的電信號，然后通過AD/DA電路將其轉換成數字信號，傳輸到計算機中進行處理。電子傳感器的主要作用就是將外界的自然信號（各種形式的模擬信號），按照特定的規律轉變成電信號。具體實現的功能則是由其內部結構來實現，如圖1所示，為電子傳感器的內部結構圖。

圖1　電子傳感器內部結構圖

圖1中電子傳感器由敏感元件、包含輔助電源、轉換元件、基本轉換電路等構成的輔助電路構成，從而將被測量（即自然界中各種形式的模擬信號量），通過敏感元件的轉化作用，配合輔助電路來實現。在電子傳感器中，關鍵部件為敏感元件，它的作用就是將被測量轉變成與電子通信相關的信號，如電阻量、電感量、電容量等，從而在輔助電路的作用下，將其對應轉變成可測量、規律變化的電量信號。

當然，隨著科技的不斷發展以及需求的不斷增多，電子傳感器的種類越來越多，不僅能夠對溫度進行感應，對濕度、亮度、光、聲音、震動、壓力等各種信號等能夠將其轉換成電信號，然后傳輸到計算機中進行數據判斷和處理，就像人的五官一樣，電子傳感器的存在，能夠使計算機數據處理系統對外界的信號進行處理。

電子傳感器的特殊功能，使得在各個系統中應用表現出優異的特性。首先，電子傳感器的自身特性，很容易與當前計算機系統使用AD/DA轉換電路結合在一起，其數字特性使得電子傳感器與當前互聯網容易聯系在一起，加快了當前計算機技術的革新，促進物聯網技術的研發和實施；其次，電子傳感器特點穩定，受用期限特點長，故障率比較低，在對航天、軍事、電力、核能等要求比較高的系統中也能廣泛應用，其安全性是其他設備無法比擬的，這也是電子傳感器能夠廣泛應用的原因之一。

當然，電子傳感器的作用不在僅僅局限在數據轉換的環節，在傳輸、圖像顯示、數據處理等方面都能發現它的身影。正是由于電子傳感器的種類繁多、作用大，而且其應用壽命長、穩定性特別高、分辨率和靈敏度也都非常優越，所以在目前電力系統電氣設備監測系統中、自動化控制系統中、家電汽車系統中、醫療、航天等各個領域中都在廣泛應用。

3　電子傳感器在電氣設備監測中的應用

電子傳感器在電力系統的電氣設備監測系統中的應用，不僅可以對各種特殊的信號進行轉換傳輸，而且可以對聲音、圖片等多媒體信號的傳輸也起到非常重要的作用。電子傳感器在電氣設備的監測系統中的應用主要表現在數據傳輸方面、攝像監控方面、信息顯示方面、以及自動化控制方面。

3.1數據傳輸方面的應用

當前計算機系統或無線通信技術，都離不開數據信息的傳輸，在電氣設備的監測系統中，更是需要將各種電信號、數字信號、圖像信號、聲音信號進行傳輸。在整個傳輸系統或傳輸網絡中，加裝電子傳感器，不僅能夠將信息準確無誤地發送到目標地，而且通過電子傳感器內部的內控裝置，加大了各種信號的傳輸有效性。特別是當前注重人工智能的時代，利用電子傳感器實現數據傳輸網絡的信號處理、識別、校準、判斷、決策等操作，從而有效地實現數據網絡傳輸的有效性和智能性，為人工智能系統的數據智能傳輸奠定堅實的基礎。

3.2攝像監控方面的應用

攝像監控是電氣設備中圖像視頻監控系統的具體體現，而在整個系統的前端，需要安裝圖像采集器或者攝像機來作為整個系統信號源的輸入。由于圖像采集器或攝像機的固定覆蓋范圍有限，所以需要通過變焦、轉向的操作來實現更清晰、范圍更廣的信息源的輸入采集。通過電子傳感器來實現的圖像視頻監控系統，對于電氣設備的監測，使用圖像視頻監控的方式，不僅可以對整個電氣設備獲取圖像信息，而且還能夠及時地、甚至是遠程操作來對設備的異常情況進行修復，從而實現更高層次的電氣設備監測和維護自動化。尤其是當前與互聯網通信技術結合在一起，通過計算機實現對電氣設備的遠程監控，更是對電力系統的電氣設備監測實時性和有效性進行提升。

3.3信息顯示方面的應用

電子傳感器在電力系統的電氣設備的信息顯示方面也得到廣泛的應用，在各種液晶、DLP大屏顯示器中，電子傳感器的應用能夠實現將各種計算機的操作指令、各個電氣設備的狀態信息、報警信息、維護信號燈，通過無線通信網絡或專門的高速通道網絡進行傳輸，通過對這些信號的轉碼、處理，發送到顯示屏的顯示器件中進行展示，從而實現各種信息在顯示器中的正確顯示。

3.4自動化控制方面的應用

自動化控制系統是應用電子傳感器最為廣泛的系統，而對電力系統的電氣設備的日常維護和管理操作，都是通過自動化控制系統來實現。電子傳感器將電氣設備當前的狀態、運行情況等基本信息通過轉換發送到自動化控制系統中，核心處理部分通對當前電氣設備的狀態進行讀取和判斷，并驅動控制其他相應的設備對其進行操作，從而實現電氣設備的自動化管理。如當前空調的變頻技術的應用，就是根據電子傳感器來獲取當前環境的狀態數據，通過核心部件對數據的判斷，智能地選擇合理的電機運作方式來降低空調的運轉頻率，從而實現節能減排的功能。

4　結語

電子傳感器是一種將自然界中各種形式的模擬信號，通過其內的敏感元件，將自然界的模擬信號，根據某種特定的規律轉變成電路中的某個變量，結合輔助電路將其轉化成規律變化的、可測定的電信號的一種特殊裝置，在航空航天、醫療、軍事、民生行業的各個領域中都得到了廣泛應用。在對電氣設備的運行監測中的應用，主要體現在數據傳輸方面、攝像監控方面、信息顯示方面以及自動化控制方面，從而有效地保障各種電氣設備安全穩定地運行。

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［中圖分類號］TM506；TP212

［文獻標識碼］B

［文章編號］1671—4733（2016）02—0011—03

DOI：10.3969/j.issn.1671—4733.2016.02.004

［收稿日期］2016—03—17

［作者簡介］吳曉莉（1981—），女，湖北武漢人，講師，研究方向為電子技術、電氣控制，電話：15391534625。