機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器與檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

陳俊勇 沈天龍

摘要：傳感器是機(jī)電系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)的核心組件，是保證機(jī)電系統(tǒng)擁有信息收集、反饋、處理能力的關(guān)鍵，是機(jī)電系統(tǒng)的“大腦”，是保證機(jī)電系統(tǒng)具備自動(dòng)反應(yīng)能力的關(guān)鍵。因此，必須深入研究傳感器與檢測(cè)技術(shù)，為機(jī)電系統(tǒng)提供更好的性能。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;傳感器;檢測(cè)技術(shù);應(yīng)用

本文通過(guò)對(duì)傳感器的定義及與機(jī)電系統(tǒng)的關(guān)系、分類、傳感檢測(cè)技術(shù)的概述，并對(duì)傳感器與檢測(cè)技術(shù)在汽車行業(yè)、機(jī)器人行業(yè)、數(shù)控機(jī)床、生產(chǎn)加工設(shè)備的應(yīng)用分析，以此促進(jìn)傳感檢測(cè)技術(shù)的提升。

一、 傳感器概述

（一） 定義及與機(jī)電系統(tǒng)的關(guān)系

傳感器可以通過(guò)感受將檢測(cè)信息轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)特信號(hào)并傳輸進(jìn)待反應(yīng)設(shè)備中，此裝置在機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要作用是檢測(cè)狀態(tài)并根據(jù)狀態(tài)作出反應(yīng)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行并提供相關(guān)信息。乃是機(jī)電一體化系統(tǒng)中測(cè)量系統(tǒng)的核心組件，傳感器的優(yōu)異性能是測(cè)量系統(tǒng)高效運(yùn)行的關(guān)鍵，能令機(jī)電系統(tǒng)擁有高效的信息反饋能力、信息傳輸能力、信息反應(yīng)能力。如同人的大腦，乃是機(jī)電系統(tǒng)最核心的組件，是保證機(jī)電系統(tǒng)能夠接收到信息并通過(guò)一定的傳輸并讀取內(nèi)容做出相應(yīng)的反應(yīng)，通過(guò)傳感器在機(jī)電系統(tǒng)中的使用，令機(jī)器具備了溫度感受、壓力感受等，在很多領(lǐng)域的應(yīng)用體現(xiàn)出其高適應(yīng)性及功能的強(qiáng)大，保證了機(jī)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，促進(jìn)了各行業(yè)的發(fā)展，保證生產(chǎn)進(jìn)度。通常情況下，在機(jī)電系統(tǒng)中通過(guò)傳感器的使用對(duì)機(jī)組自身、外部狀態(tài)、指定目標(biāo)等進(jìn)行檢測(cè)以達(dá)到認(rèn)識(shí)目標(biāo)、獲取目標(biāo)信息的目的，進(jìn)而，通過(guò)自身的反饋、信息讀取、信息處理等功能實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的控制及調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高效處理，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的反應(yīng)能力。

（二） 分類

傳感器按照不同的性質(zhì)可以進(jìn)行很多的分類，如按照檢測(cè)對(duì)象分類，可將傳感器分為內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器，內(nèi)部信息傳感器主要的作用是檢測(cè)機(jī)電系統(tǒng)的內(nèi)部情況，如內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的位置、溫度、速度變化及異常情況。而外部信息傳感器則是通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)外部的變化，在特殊設(shè)備的支撐下，令機(jī)電系統(tǒng)具有感覺，感受到外部環(huán)境變化，擁有溫度感覺等，如視覺傳感器靈系統(tǒng)具有了視覺能力。

（三） 傳感檢測(cè)技術(shù)

在科技高度發(fā)展的今天，傳感檢測(cè)技術(shù)的已經(jīng)普遍的使用，在生活中經(jīng)常會(huì)使用傳感檢測(cè)技術(shù)支持的設(shè)備，如指紋解鎖、面部識(shí)別檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)物，為人們提供了方便，令生活更具有科技感，基于此，各行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，如計(jì)算機(jī)、各類電器、各種辦公及生產(chǎn)設(shè)備等，尤其是在傳感檢測(cè)技術(shù)不斷強(qiáng)化下，新一代的傳感檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高度集中的檢測(cè)識(shí)別反應(yīng)系統(tǒng)，令機(jī)械設(shè)備具有了如同人體般的感覺，傳感器擁有了如同人體大腦般的反應(yīng)處理能力。

二、 機(jī)電系統(tǒng)中傳感器與檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

傳感器與檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，如在機(jī)器人行業(yè)、數(shù)控機(jī)床、生產(chǎn)加工設(shè)備、汽車行業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，令設(shè)備系統(tǒng)具備了強(qiáng)大的功能，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展提供了有效的保障。

（一） 在機(jī)器人行業(yè)的應(yīng)用

眾所周知，傳統(tǒng)各行業(yè)工作完全以人工為主，機(jī)械為輔，而現(xiàn)如今的各行業(yè)的情況恰恰相反，基本以機(jī)械為主，人工為輔，尤其是機(jī)器人行業(yè)，智能機(jī)器人出現(xiàn)，各行業(yè)的人工工作有了替代品，這是因?yàn)闄C(jī)器人擁有了與人近相似的能力，既感受信息、信息傳輸、信息處理等能力，如工業(yè)生產(chǎn)上，機(jī)器人在流水線上的使用，替代了人工生產(chǎn)，令工業(yè)生產(chǎn)更具標(biāo)準(zhǔn)。如在貨運(yùn)中轉(zhuǎn)倉(cāng)的使用，智能機(jī)器人替代了人工分流，令貨物分流工作更快更準(zhǔn)確。而做到這一變化的，正是傳感器與檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)在機(jī)械人的各構(gòu)件安裝各類傳感器，機(jī)械人具有“感覺”，也就是收集自身信息以及外部信息，并通過(guò)信息收集反饋，進(jìn)而再處理，達(dá)到了有效的控制目的。如，通過(guò)內(nèi)部傳感器對(duì)位移、溫度、速度等進(jìn)行信息收集，通過(guò)外部傳感器對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行收集，并通過(guò)反饋處理，機(jī)械人便能夠通過(guò)調(diào)整自身來(lái)適應(yīng)自身變化及外界變化，保證的設(shè)備的正常運(yùn)行。例如，觸覺傳感器在機(jī)器人手臂、手指的使用，能夠幫助機(jī)械人精準(zhǔn)捕捉目標(biāo)并抓取目標(biāo)。

（二） 在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床主要是通過(guò)數(shù)控技術(shù)控制機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)，而通過(guò)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)化、智能化運(yùn)行，保證了機(jī)床的高效運(yùn)行能力。通過(guò)信息的收集、反饋、處理達(dá)到自動(dòng)控制機(jī)床的目的，既，在機(jī)床運(yùn)行中，通過(guò)傳感器檢測(cè)目標(biāo)形成帶目標(biāo)動(dòng)作路徑的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)而處理該數(shù)字信號(hào)并將同樣的數(shù)字信號(hào)輸出給設(shè)備系統(tǒng)，設(shè)備系統(tǒng)根據(jù)收到的指令作出相應(yīng)的反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

（三） 在汽車行業(yè)的應(yīng)用

現(xiàn)如今傳感器技術(shù)已經(jīng)較為成熟，而在汽車行業(yè)的應(yīng)用令汽車擁有了更為成熟的安全性能，甚至在傳感器檢測(cè)技術(shù)以及其他智能技術(shù)的支撐下實(shí)現(xiàn)了汽車的自動(dòng)行駛，可以說(shuō)，傳感器的使用為汽車行業(yè)帶來(lái)了新的可能，如，通過(guò)傳感器檢測(cè)技術(shù)與汽車的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合，令汽車具備自動(dòng)距離檢測(cè)制動(dòng)，避免了車輛行駛中出現(xiàn)碰撞的情況，為汽車提供了安全保證。同時(shí)，通過(guò)溫度傳感器、壓力傳感器等傳感器在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的使用，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，保證了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行及穩(wěn)定。

（四） 在生產(chǎn)加工設(shè)備的應(yīng)用

傳感器在生產(chǎn)加工的應(yīng)用，保證了生產(chǎn)加工的高效性，減少了加工中的安全風(fēng)險(xiǎn)、加工失誤，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，做到了及時(shí)的監(jiān)督檢測(cè)生產(chǎn)加工。其中，在切割中的應(yīng)用，令機(jī)械設(shè)備具有了“人性化”思考能力，通過(guò)傳感器的控制和調(diào)節(jié)，令切割更精準(zhǔn)、更快速，避免了切割失誤的情況。同時(shí)，通過(guò)傳感令機(jī)械具備了實(shí)時(shí)控制切割力度、切割方式的能力。而在機(jī)床的運(yùn)行中，通過(guò)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的使用，令數(shù)控系統(tǒng)具備了實(shí)時(shí)檢測(cè)控制機(jī)床運(yùn)行的能力，能夠?qū)崟r(shí)控制機(jī)床的溫度、運(yùn)行、軸承、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)等，保證機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性，提高了機(jī)床生產(chǎn)加的質(zhì)量、速度及安全度。再者，傳感檢測(cè)能夠?qū)ιa(chǎn)加工實(shí)現(xiàn)高效的監(jiān)督檢測(cè)，保證了生產(chǎn)加工的高效性，令機(jī)械生產(chǎn)具備了自我調(diào)節(jié)的能力，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，杜絕了生產(chǎn)錯(cuò)誤問(wèn)題，通過(guò)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)，實(shí)時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

三、 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文通過(guò)對(duì)傳感器與檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電系統(tǒng)中應(yīng)用的分析，深入了解傳感檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果，滿足現(xiàn)代化機(jī)電系統(tǒng)的能力提高，滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需求，在不斷強(qiáng)化傳感檢測(cè)技術(shù)下，提高傳感器性能，保證在各領(lǐng)域的應(yīng)用效果。

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（作者單位：浙江省郵電工程建設(shè)有限公司）