【技术资讯】新型非接触磁性温度传感器 & 六轴光学力传感器在机器人上的应用

一、新型非接触磁性温度传感器：在封闭容器下测温新方案

最近有研究团队在 arXiv 上公开了一种题为 “New Magnetic Temperature Non-Contact Sensor” 的设计方案，该方案旨在解决在不可见环境（如封闭气体或液体容器）中不能使用红外或光学测温方法时的温度测量挑战。 :contentReference[oaicite:0]{index=0}

该设计原理是利用 磁性耦合效应，在被测体附近产生一种磁场响应，该响应与被测体的温度相关。研究中提供了原型样机与测量验证结果，并在非磁性容器壁下也能实现温度测量。 :contentReference[oaicite:1]{index=1}

优点包括：

• 非光学、非接触，不受容器壁材质（如玻璃、塑料）阻挡限制；
• 适用于密封环境、液体或气体空间，不干扰被测介质；
• 可用于高温或极端环境下，相比传统热电偶具备抗干扰能力。

当然，目前该技术仍在原型阶段，传感灵敏度、抗噪声能力、线性校准、温漂控制等都是后续改进重点。

二、六轴光学力／力矩传感器在腿式机器人的脚部应用

近期有一篇论文《Parameter Optimization of Optical Six-Axis Force/Torque Sensor for Legged Robots》提出一种新的光学传感结构，用于机器人脚底的力／力矩测量。该方案跳出传统应变片设计，采用非接触光学方法，对抗冲击能力更强，制造损伤风险低。 :contentReference[oaicite:2]{index=2}

文中描述其设计思路与关键点：

• 利用光耦合器件将多个光学通道投射至柔性结构，并通过光学偏差 / 光路差异来检测受力状态；
• 在建模阶段，对关键参数（如几何布局、灵敏度、线性误差、交叉耦合系数）进行了优化推导；
• 在仿真与实际机器人脚步接触测试中验证，结果与理论模型基本一致，且在多种地面状态下表现稳定。

该传感器目前已集成入一个四足或六足机器人系统中，用于测量机器人足底对地面的力分布、推力、扭矩变化，从而用于动态平衡控制与路径调整。

相比传统应变片式力传感器，这种光学传感方案在抗冲击性、耐用性与无机械疲劳方面具有潜力优势。

三、传感技术发展趋势与启示

• 跨物理耦合测量趋势：传统单一物理量（温度 / 压力 / 力 / 称重）正向跨量程、跨机制方向发展，如磁性测温、光学测力等。
• 非接触测量优势放大：在高洁净环境、密封空间、极端工况（高温、腐蚀）中，非接触方案更具实用意义。
• 模型驱动 + 优化设计：传感器设计越来越依赖精细模型、参数优化、误差分析与抗噪设计。
• 集成化与微型化：未来方向是将复杂测量模块集成在微小封装中，并具备多物理量融合测量能力。

免责声明：本文基于公开文献与研究编译整理，数据和技术细节以原论文或研究报告为准。

推荐阅读：

【技术资讯】新型非接触磁性温度传感器 & 六轴光学力传感器在机器人上的应用

传感与测量技术：智能制造的“神经系统”

IO-Link 落地实践：从主站到云端的参数化与诊断