电子传感器在电气设备监测中的应用探究

吴晓莉（咸宁职业技术学院， 湖北　咸宁　437100）



电子传感器在电气设备监测中的应用探究

吴晓莉
（咸宁职业技术学院， 湖北咸宁437100）

［摘 要］主要研究了电子传感器在电气设备监测中的应用，首先以电子传感器为切入点，详细介绍了电子传感器的作用、基本机构、工作原理以及其特点，然后详细介绍了其在数据传输方面、摄像监控方面、信息显示方面、以及自动化控制方面的应用，从而为各种电气设备监测提供了安全保障。

［关键词］电子传感器； 电气设备监测； 敏感元件； 电量

1　引言

随着国民经济的快速发展以及科学技术水平的不断进步，人们对于生活质量的要求越来越高，迫切希望所有的工作、日常生活等事宜都能通过计算机或者人工智能的方式来实现。当然，目前对于全面实现自动化来说确实有点困难，但是对于各种监控系统来说，很容易实现自动化监控，尤其是在针对电力系统的电气设备部门环境中，自动化监控系统扮演着非常重要的角色，对于我国在电力系统的电气设备安全运行，全面实现计算机自动化、人工智能化监控起到不可磨灭的作用。电力系统能否安全运行，对于一个国家安定团结，对于一个社会的稳定和谐、对于一个企业的快速发展来说，都起到非常大的决定性作用。而在电力系统中，电气设备是整个系统中非常重要的不可或缺的组成部分。为了能够保障我国电力系统的安全稳定地运行，电气设备的安全稳定运行的监测系统是必不可少的，而在整个安全稳定监测系统中，电子传感器又使其整个监测系统的关键部件，不仅可以将各种异常信号转换成电信号进行传输，还能够完成相应数据的处理、显示等功能，对于电力系统的电气设备的安全稳定运行的监测来说是非常重要的。所以对于电子传感器在电气设备监测中的应用研究，对于学习电力系统的电气设备安全稳定运行以及后期的维护维修来说，具有非常重要的现实意义。

2　电子传感器及其应用特点

电子传感器可以说是仿生学的衍生品，是利用生物对外界信号的反应机制而发明的相关设备，主要功能就是对外界的各种条件或者环境的变化进行响应，并转换成核心处理设备能够理解的电信号或数字信号，经过处理和判断后驱动控制其他设备做出相应的响应。所以电子传感器的最基本的功能就是将外界各种自然信号转换成当前计算机技术的核心设备能够读懂和处理的电信号和数字信号的设备，从而有效地对其进行控制。第一个电子传感器是目前应用最为广泛的一种传感器——温度传感器，是在1821年，德国的物理学家开发的一种将温度信号转变成电子信号的一种设备。温度传感器能够按照特定的规律，随着外界温度的变化而自动调节其自身的某种特性，通过其他辅助电路将其转化成明显的、规律变化的、可测量的电信号，然后通过AD/DA电路将其转换成数字信号，传输到计算机中进行处理。电子传感器的主要作用就是将外界的自然信号（各种形式的模拟信号），按照特定的规律转变成电信号。具体实现的功能则是由其内部结构来实现，如图1所示，为电子传感器的内部结构图。

图1　电子传感器内部结构图

图1中电子传感器由敏感元件、包含辅助电源、转换元件、基本转换电路等构成的辅助电路构成，从而将被测量（即自然界中各种形式的模拟信号量），通过敏感元件的转化作用，配合辅助电路来实现。在电子传感器中，关键部件为敏感元件，它的作用就是将被测量转变成与电子通信相关的信号，如电阻量、电感量、电容量等，从而在辅助电路的作用下，将其对应转变成可测量、规律变化的电量信号。

当然，随着科技的不断发展以及需求的不断增多，电子传感器的种类越来越多，不仅能够对温度进行感应，对湿度、亮度、光、声音、震动、压力等各种信号等能够将其转换成电信号，然后传输到计算机中进行数据判断和处理，就像人的五官一样，电子传感器的存在，能够使计算机数据处理系统对外界的信号进行处理。

电子传感器的特殊功能，使得在各个系统中应用表现出优异的特性。首先，电子传感器的自身特性，很容易与当前计算机系统使用AD/DA转换电路结合在一起，其数字特性使得电子传感器与当前互联网容易联系在一起，加快了当前计算机技术的革新，促进物联网技术的研发和实施；其次，电子传感器特点稳定，受用期限特点长，故障率比较低，在对航天、军事、电力、核能等要求比较高的系统中也能广泛应用，其安全性是其他设备无法比拟的，这也是电子传感器能够广泛应用的原因之一。

当然，电子传感器的作用不在仅仅局限在数据转换的环节，在传输、图像显示、数据处理等方面都能发现它的身影。正是由于电子传感器的种类繁多、作用大，而且其应用寿命长、稳定性特别高、分辨率和灵敏度也都非常优越，所以在目前电力系统电气设备监测系统中、自动化控制系统中、家电汽车系统中、医疗、航天等各个领域中都在广泛应用。

3　电子传感器在电气设备监测中的应用

电子传感器在电力系统的电气设备监测系统中的应用，不仅可以对各种特殊的信号进行转换传输，而且可以对声音、图片等多媒体信号的传输也起到非常重要的作用。电子传感器在电气设备的监测系统中的应用主要表现在数据传输方面、摄像监控方面、信息显示方面、以及自动化控制方面。

3.1数据传输方面的应用

当前计算机系统或无线通信技术，都离不开数据信息的传输，在电气设备的监测系统中，更是需要将各种电信号、数字信号、图像信号、声音信号进行传输。在整个传输系统或传输网络中，加装电子传感器，不仅能够将信息准确无误地发送到目标地，而且通过电子传感器内部的内控装置，加大了各种信号的传输有效性。特别是当前注重人工智能的时代，利用电子传感器实现数据传输网络的信号处理、识别、校准、判断、决策等操作，从而有效地实现数据网络传输的有效性和智能性，为人工智能系统的数据智能传输奠定坚实的基础。

3.2摄像监控方面的应用

摄像监控是电气设备中图像视频监控系统的具体体现，而在整个系统的前端，需要安装图像采集器或者摄像机来作为整个系统信号源的输入。由于图像采集器或摄像机的固定覆盖范围有限，所以需要通过变焦、转向的操作来实现更清晰、范围更广的信息源的输入采集。通过电子传感器来实现的图像视频监控系统，对于电气设备的监测，使用图像视频监控的方式，不仅可以对整个电气设备获取图像信息，而且还能够及时地、甚至是远程操作来对设备的异常情况进行修复，从而实现更高层次的电气设备监测和维护自动化。尤其是当前与互联网通信技术结合在一起，通过计算机实现对电气设备的远程监控，更是对电力系统的电气设备监测实时性和有效性进行提升。

3.3信息显示方面的应用

电子传感器在电力系统的电气设备的信息显示方面也得到广泛的应用，在各种液晶、DLP大屏显示器中，电子传感器的应用能够实现将各种计算机的操作指令、各个电气设备的状态信息、报警信息、维护信号灯，通过无线通信网络或专门的高速通道网络进行传输，通过对这些信号的转码、处理，发送到显示屏的显示器件中进行展示，从而实现各种信息在显示器中的正确显示。

3.4自动化控制方面的应用

自动化控制系统是应用电子传感器最为广泛的系统，而对电力系统的电气设备的日常维护和管理操作，都是通过自动化控制系统来实现。电子传感器将电气设备当前的状态、运行情况等基本信息通过转换发送到自动化控制系统中，核心处理部分通对当前电气设备的状态进行读取和判断，并驱动控制其他相应的设备对其进行操作，从而实现电气设备的自动化管理。如当前空调的变频技术的应用，就是根据电子传感器来获取当前环境的状态数据，通过核心部件对数据的判断，智能地选择合理的电机运作方式来降低空调的运转频率，从而实现节能减排的功能。

4　结语

电子传感器是一种将自然界中各种形式的模拟信号，通过其内的敏感元件，将自然界的模拟信号，根据某种特定的规律转变成电路中的某个变量，结合辅助电路将其转化成规律变化的、可测定的电信号的一种特殊装置，在航空航天、医疗、军事、民生行业的各个领域中都得到了广泛应用。在对电气设备的运行监测中的应用，主要体现在数据传输方面、摄像监控方面、信息显示方面以及自动化控制方面，从而有效地保障各种电气设备安全稳定地运行。

参考文献：

［1］Scott.灵敏度类似人体皮肤的新型电子传感器［J］.今日电子，2012（9）：9.

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［3］简辉华.电子传感器应用于电气设备的监测［J］.无线互联科技，2013（4）：161.

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［5］张婷婷.电子传感器在电气设备监测中的应用研究［J］.电子世界，2014（12）：33—34.

［中图分类号］TM506；TP212

［文献标识码］B

［文章编号］1671—4733（2016）02—0011—03

DOI：10.3969/j.issn.1671—4733.2016.02.004

［收稿日期］2016—03—17

［作者简介］吴晓莉（1981—），女，湖北武汉人，讲师，研究方向为电子技术、电气控制，电话：15391534625。