探討傳感器技術在機械電子行業(yè)的應用

王金輝++白佳硌

[摘 ?要]隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)發(fā)展取得了巨大進步。傳感器技術在機械電子中的應用也越來越廣泛，使得機械電子發(fā)展到了一個新的高度，促進了社會的發(fā)展。本文則就分析了傳感器技術在機械電子行業(yè)中的應用。

[關鍵詞]傳感器;機械電子;應用

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0124-01

引言

隨著現(xiàn)代科技水平的不斷提高，人們通過科學技術探索新領域的活動越來越多，信息內(nèi)容與傳遞方式日趨多樣化，對信息處理速度與能力的要求越來越高，使自動控制系統(tǒng)中更多地采用了傳感器技術。作為一種新出現(xiàn)的智能化技術，傳感器技術就像人體感官一樣可以對外界變化進行感知，將獲得的信息傳送給計算機，然后做出相應的反應，將傳感器應用到自動控制系統(tǒng)中能夠大大提升系統(tǒng)的靈敏度、控制精度及自動化程度。

1、傳感器技術研究現(xiàn)狀

傳感器是指工程上可以被直接測量，按相應規(guī)律轉(zhuǎn)換成同種或別種量值進行輸出的工程器件。傳感器所發(fā)揮的功能類似于人體感覺器官，也可以說，傳感器就是人體感覺器官的外在延伸。傳感器能夠?qū)ψ鳂I(yè)環(huán)境狀態(tài)、自動化系統(tǒng)運行以及操作對象等進行系統(tǒng)檢測，從而為控制機電系統(tǒng)提供全面依據(jù)。隨著現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，自動化技術與信息化技術得到了廣泛的應用，其中，以傳感器為核心的機電自動化控制技術應用最為廣泛。在機電自動化控制系統(tǒng)中，傳感器技術的應用能夠?qū)ο到y(tǒng)進行自動調(diào)節(jié)控制，而且會對系統(tǒng)自動化水平產(chǎn)生直接影響，若傳感器技術較為先進，系統(tǒng)自動化水平就會得到相應提升，反之，系統(tǒng)自動化水平就會相應下降。當前，在社會各個領域內(nèi)，傳感器技術應用越來越廣泛，且集成化程度不斷提升。集成化傳感器所具有的技術穩(wěn)定性更高，傳感器的體積和重量更小，為自動化控制系統(tǒng)的順利運用提供了有力的技術支持。

2、我國傳感器技術在機械電子中應用的不足

傳感器技術是實現(xiàn)測試與自動控制的重要環(huán)節(jié)。在測試系統(tǒng)中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準確傳遞和檢測出某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。具體地說傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受（或響應）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應的可輸出信號的元器件或裝置。如果沒有傳感器對被測的原始信息進行準確可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，一切準確的測試與控制都將無法實現(xiàn)，即使最現(xiàn)代化的電子計算機，沒有準確的信息（或轉(zhuǎn)換可靠的數(shù)據(jù)），不失真的輸入，也將無法充分發(fā)揮其應有的作用。傳感器種類及品種繁多，原理也各式各樣，應根據(jù)測量對象的要求，恰當?shù)剡x擇精度和范圍度是至關重要的。但無論何種條件、場合使用的傳感器，均要求其性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，經(jīng)久耐用。為此，在研究高精度傳感器的同時，必須重視可靠性和穩(wěn)定性的研究。包括床暗器的研究、設計、試制、生產(chǎn)、檢測與應用等諸項內(nèi)容在內(nèi)的傳感器技術，已逐漸形成了一門相對獨立的專門學科。我國在研究傳感器技術在機電一體化中應用時起步晚與他國。相對于發(fā)達國家，我國仍處于弱勢，雖然我國近幾年在該領域取得了不小的進步與突破，但仍無法與發(fā)達國家齊肩，客觀因素就是我們不在一條起跑線上。

3、傳感器技術在機械電子中的應用分析

3.1、傳感器技術在機械加工過程中的應用

傳感器技術在機械加工過程中的作用是非常重要的，被應用于機械加工的各個環(huán)節(jié)之中，有助于促進機械加工技術的進步，提高機械加工的質(zhì)量和加工效率，促進機械加工企業(yè)的發(fā)展。傳感技術在機械加工過程中的應用包括加工前和加工中的檢測。加工前，為了保障機械加工的順利進行，需要對用于加工的設備以及其他工具進行檢測，確保這些設備均符合生產(chǎn)要求，以免給企業(yè)造成不必要的損失，只有檢測完成后，企業(yè)才可以開始進行加工。加工中，由于傳感器具有強大的數(shù)據(jù)測量功能，在加工的過程中需要借助傳感器對企業(yè)的加工條件進行實時監(jiān)測，包括加工的溫度、進給速度以及切削力等，以便及時發(fā)現(xiàn)加工過程中存在的問題，并及時予以調(diào)整，保障產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.2、傳感器技術在數(shù)控機床上的應用

數(shù)控機床，簡而言之就是使用數(shù)控技術來進行控制的機床。數(shù)控機床主要是通過將刀具的移動軌跡等以數(shù)字的形式對其進行編碼，并將其錄入數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過運算和編譯等方式后控制刀具與工件的運動，從而達到生產(chǎn)出較高精準度零部件的目的，在這個過程中，傳感器技術發(fā)揮著不可取代的作用。在數(shù)控機床中，通常用的比較多的傳感器有電流傳感器、紅外傳感器、電壓傳感器以及溫度傳感器等。機床在實際的操作過程中，傳動軸很容易出現(xiàn)傳動過位的情況，從而給機床的正常運作產(chǎn)生影響，所以要解決這個問題，就必須充分發(fā)揮傳感器的監(jiān)測作用，使用傳感器對刀具的運動、溫度、工件的位置以及速率等進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的問題，并采取相應的措施進行調(diào)整，降低故障發(fā)生的幾率，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

3.3、傳感器技術在農(nóng)業(yè)中的應用

在農(nóng)業(yè)領域，機電自動化控制系統(tǒng)中傳感器技術的應用非常廣泛，如在收割土豆的流水線作業(yè)中，在首位的土豆種植中，可以在農(nóng)田中設置傳感器來對空氣溫度、土壤中化肥配含量、光照強度以及土壤濕度進行實時、智能化測量，這樣可以明顯減少農(nóng)民工作量，并提升農(nóng)作物產(chǎn)量。此外，土豆收割機自動識別泥土塊與土豆，智能化區(qū)分土豆的大小，對土豆上泥土進行自動清理，并自動完成裝袋等操作都是利用傳感器來完成的。

3.4、傳感器技術在交通行業(yè)中的應用

在交通領域內(nèi)，傳感器技術等各種新興技術得到了越來越多的關注。其中，傳感器技術在汽車行業(yè)中的應用最為廣泛，并推動汽車行業(yè)獲得了更好的發(fā)展，進入了一個全新的發(fā)展領域。機電自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步取代了過去的人力機械系統(tǒng)，有效提升了汽車的系統(tǒng)運作能力，使信息傳遞與能量交換更快、更加流暢，將汽車制造的各個部分緊密的結(jié)合在一起，使之形成了一個整體。在汽車行業(yè)中應用機電自動化控制傳感器技術，壓力傳感器、冷卻水溫傳感器、曲軸位置傳感器、吸氣傳感器以及氣敏傳感器等幾個方面的應用最為廣泛，重要性也最大。

4、傳感器技術發(fā)展展望

新材料研發(fā)在材料工程取得高速發(fā)展的同時，傳感器類型也越來越多，制造傳感器的材料已經(jīng)擺脫陶瓷材料與半導體的限制，高科技材料如超導材料與光導材料的使用越來越多，新式材料如納米材料的研發(fā)與應用也推動了傳感器技術的進一步發(fā)展，促使傳感器新功能與外形結(jié)構的出現(xiàn)，推動了人工智能材料的發(fā)展。

集成化研發(fā)目前各行各業(yè)中精細化加工技術得到了廣泛的應用，在傳感器技術的未來發(fā)展中，集成化技術是非常重要的發(fā)展趨勢。集成傳感器具有誤差小、制作成本低、體積小、功能簡單、功耗低、反應快以及配置電路簡單等顯著優(yōu)勢，非常適合遠距離遙控操作。

智能化研發(fā)所謂智能化傳感器實際上就是結(jié)合了微型處理器與集成化傳感器各自的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)信息監(jiān)測與處理的綜合型傳感器。當前，智能化傳感器表現(xiàn)出了非常理想的發(fā)展前景，將其與人工智能化技術進行結(jié)合，能夠分散處理收集到的大量信息數(shù)據(jù)，從而有效降低設備成本。

5、結(jié)語

如今傳感器技術在機電一體化的應用已經(jīng)拓展到機器人用傳感器、切削過程和機床運行過程的傳感技術、工件的過程傳感、汽車自動控制系統(tǒng)中的傳感技術等等領域，科技發(fā)展的步伐在逐漸加快，我們更應緊迫起來，盡快的解決上述問題，只要堅持不懈的努力，因地制宜，各地區(qū)采取相應的科學發(fā)展措施、政策，總結(jié)我們成功方面的經(jīng)驗，吸取失敗而原因，我國的感器技術在機電一體化的應用發(fā)展會呈現(xiàn)出嶄新的姿態(tài)。

參考文獻

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