在經(jīng)典控制中,測量過程由各種測量儀表完成,其中的變換過程一般由相應(yīng)的測量傳感器完成,測量儀表可以由若干個傳感器以合適的方式聯(lián)接而成,共同完成變換,選擇,比較和顯示功能,與經(jīng)典控制中一樣,量子控制中測量的關(guān)鍵也是被測量和標準量的比較,而量子控制中的可觀測量與量子力學(xué)中的相應(yīng)自共軛算符對應(yīng),量子系統(tǒng)狀態(tài)的直接測量一般不易實現(xiàn),需要把被測量按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌跍y量的物理量,進而實現(xiàn)量子態(tài)的間接測量,這一過程可以通過量子傳感器完成。
所謂量子傳感器,可以從兩方面加以定義:。
電流傳感器(1)利用量子效應(yīng),根據(jù)相應(yīng)量子算法設(shè)計的,用于執(zhí)行變換功能的物理裝置。
(2)為了滿足對被測量進行變換,某些部分細微到必須考慮其量子效應(yīng)的變換元件。
不管從哪個方面定義,量子傳感器都必須遵循量子力學(xué)規(guī)律,可以說,量子傳感器就是根據(jù)量子力學(xué)規(guī)律,利用量子效應(yīng)設(shè)計的,用于執(zhí)行對系統(tǒng)被測量進行變換的物理裝置。
與蓬勃發(fā)展的生物傳感器一樣,量子傳感器應(yīng)由產(chǎn)生信號的敏感元件和處理信號的輔助儀器兩部分組成,其中敏感元件是傳感器的核心,它利用的是量子效應(yīng)。
隨著量子控制研究的電流傳感器深入,對敏感元件的要求將越來越高,傳感器自身的發(fā)展也有向微型化,量子型發(fā)展的趨勢,量子效應(yīng)將不可避免的在傳感器中扮演重要角色,各種量子傳感器將在量子控制,狀態(tài)檢測等方面得到廣泛應(yīng)用。
如輸入量分別為:溫度,壓力,位移,速度,濕度,光線,氣體等非電量時,則相應(yīng)的傳感器稱為溫度傳感器,壓力傳感器,稱重傳感器等。
這種分類方法明確地說明了傳感器的用途,給使用者提供了方便,容易根據(jù)測量對象來選擇所需要的傳感器,缺點是這種分類方法是將原理互不相同的傳感器歸為一類,很難找出每種傳電流傳感器感器在轉(zhuǎn)換機理上有何共性和差異,因此,對掌握傳感器的一些基本原理及分析方法是不利的,因為同一種型式的傳感器,如壓電式傳感器,它可以用來測量機械振動中的加速度,速度和振幅等,也可以用來測量沖擊和力,但其工作原理是一樣的。
這種分類方法把種類*多的物理量分為:基本量和派生量兩大類.例如力可視為基本物理量,從力可派生出壓力,重量,應(yīng)力,力矩等派生物理量.當(dāng)我們需要測量上述物理量時,只要采用力傳感器就可以了,所以了解基本物理量和派生物理量的關(guān)系,對于系統(tǒng)使用何種傳感器是很有幫助的。
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