機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的運(yùn)用

徐長(zhǎng)遠(yuǎn) 潘祿

摘 要： 當(dāng)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，同時(shí)機(jī)電也處于前進(jìn)的浪潮中，機(jī)電一體化的重要性也在逐步體現(xiàn)出來(lái)，在許多行業(yè)中發(fā)揮著不可或缺的作用。所以，傳感器技術(shù)作為機(jī)電一體化的核心，也逐漸出現(xiàn)在技術(shù)人員的視線之中。本文將對(duì)機(jī)電一體化的定義做出詳細(xì)解釋，對(duì)機(jī)電一體化中的傳感技術(shù)的使用情況做出客觀描述，并展望機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)狀況。

關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化;傳感器;傳感技術(shù);電子化時(shí)代

1? 傳感器、機(jī)電一體化的定義

1）傳感器。傳感器是一種檢測(cè)裝置，可以把接收到的微弱信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)化成人們可以直接理解的其他形式的信息。

2）機(jī)電一體化。所謂的機(jī)電一體化就是將各種微觀電子技術(shù)投入到機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，使機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、傳感功能等得到提升，由此實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的智能化。所以可以說(shuō)機(jī)電一體化就是機(jī)械裝置與電子裝置能夠完美契合的媒介。機(jī)電一體化涵蓋了許多重要的技術(shù)，如微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等，而傳感技術(shù)是整個(gè)系統(tǒng)的核心技術(shù)。傳感技術(shù)在實(shí)際工作中有著重要的作用，可以檢測(cè)出機(jī)械系統(tǒng)的工作狀態(tài)，能夠?qū)⒈患庸?duì)象的實(shí)時(shí)情況反饋給系統(tǒng)，在各種復(fù)雜的情形下給系統(tǒng)所需要的信息，使系統(tǒng)的工作持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行，所以說(shuō)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)機(jī)電一體化的推動(dòng)，更離不開(kāi)傳感技術(shù)的促進(jìn)。

2 機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)

由本文第一部分的論述可以知道，傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化的發(fā)展中有著重要作用，如果把機(jī)電一體化比喻為一個(gè)人，那么傳感技術(shù)就是人的器官一樣，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，并把得到的信息傳送給大腦。在機(jī)電一體化的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，能不能實(shí)現(xiàn)測(cè)量模塊化是一個(gè)重難點(diǎn)，在測(cè)量模塊化的技術(shù)中，傳感器和測(cè)量電路起著舉足輕重的作用，傳感器和測(cè)量電路可以測(cè)量出整個(gè)系統(tǒng)每個(gè)部分的狀態(tài)，還能夠?qū)⒂嘘P(guān)參數(shù)輸入進(jìn)去，這些參數(shù)分別為力矩、強(qiáng)度等。整個(gè)系統(tǒng)的輸出參數(shù)包含了一些物理參數(shù)，入電壓、振幅、頻率等，測(cè)量模塊的作用是把參數(shù)和時(shí)間的變化函數(shù)用坐標(biāo)以及曲線表現(xiàn)出來(lái)。但是在實(shí)際操作過(guò)程中，只有少部分的機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠滿足實(shí)際要求，很多系統(tǒng)并不是很完美。

3 機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用

3.1 傳感技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

坯件和設(shè)備的合格是機(jī)械加工的起點(diǎn)，所以在加工前要對(duì)坯件和設(shè)備檢測(cè)，確保完善后才能開(kāi)展后續(xù)的工作。下面三個(gè)方面就是傳感技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用：①設(shè)備可以自動(dòng)對(duì)坯件進(jìn)行檢測(cè)并判斷，然后確定合適的工件夾持方位，還能夠較為準(zhǔn)確的估算在及床上產(chǎn)品的夾持力度以及形變幅度;②在產(chǎn)品加工完成后，產(chǎn)品的是否合格仍然是未知，所以要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)估考量，產(chǎn)品的評(píng)估考量參數(shù)是多方面的，主要有形狀、大小以及平面度等，除了這些基本參數(shù)外，有些產(chǎn)品還其他一些參數(shù)需要測(cè)定，如導(dǎo)程、齒距等，傳統(tǒng)的測(cè)量方式無(wú)法快速完成這些測(cè)量，但是機(jī)電一體化就可以加快測(cè)量效率;③在進(jìn)行產(chǎn)品加工的過(guò)程中，任何微小的變化都需要注意，所以傳感技術(shù)在這個(gè)過(guò)程中起著重要的作用，能夠檢測(cè)出加工中的一些變化，從而改變加工的角度、力矩、速度等，將系統(tǒng)的加工狀態(tài)調(diào)整到最適狀態(tài)，提升產(chǎn)品的合格率。就拿基本的切削加工過(guò)程來(lái)說(shuō)，在切削過(guò)程中，由于坯件的形狀變化要時(shí)刻改變切刀的位置或者速度，所以傳感器能夠精確檢測(cè)出加工狀況，反饋給系統(tǒng)進(jìn)而改變加工方式。

3.2 傳感技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

隨著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的人要去購(gòu)買汽車，科技的發(fā)展也使汽車的使用更加方便，因此，更多的機(jī)械制造技術(shù)被用在了汽車制造行業(yè)之中。最近幾年，汽車制造引入了較多電子控制技術(shù)，越來(lái)越多的走向輕便化和智能化的道路中，人們?cè)谑褂闷嚨倪^(guò)程中減少了許多難度，避免了許多煩惱，因此著重研究傳感技術(shù)在汽車制造中的作用愈顯重要。汽車機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳統(tǒng)控制部件逐漸淘汰，進(jìn)而被自動(dòng)控制系統(tǒng)所代替使一個(gè)不斷完善的過(guò)程，如果要完全實(shí)現(xiàn)汽車機(jī)電一體化，優(yōu)質(zhì)的傳感器必不可少，在汽車中能夠提供重要的作用，因此傳感器的要求較為苛刻，具體如下：①適應(yīng)性強(qiáng)：許多汽車都會(huì)遇到十分惡劣的環(huán)境，所以需要傳感器具有在惡劣環(huán)境工作的能力，能夠有較強(qiáng)的耐腐蝕性，抗干擾性，可以在穩(wěn)定運(yùn)行中保證汽車的行駛通暢;②抗干擾性能好：汽車在運(yùn)行過(guò)程中伴隨有較強(qiáng)的震動(dòng)、高溫、高壓等物理影響因素，所以需要傳感器能夠抵抗這些干擾;③耐用性高：現(xiàn)金汽車都需要較長(zhǎng)的工作年限或者里程，所以汽車的傳感器零部件要經(jīng)久耐用，可以在汽車的高頻狀態(tài)下不損壞。

4 發(fā)展趨勢(shì)

傳感器在當(dāng)代科技發(fā)展中有重要的作用，并且在各行各業(yè)中都產(chǎn)生了積極效果，被人們廣泛關(guān)注。由于傳感器在某些功能上的空白和不足，最近幾年來(lái)科研工作者研發(fā)出了許多新材料和新技術(shù)，這些新成果和傳感技術(shù)完美結(jié)合起來(lái)，填補(bǔ)了傳感技術(shù)過(guò)去的空白和不足?；诳萍及l(fā)展的現(xiàn)狀未來(lái)傳感技術(shù)的發(fā)展有下面幾個(gè)方面：①引用新型的光電技術(shù)和微電子技術(shù)，使傳感技術(shù)的覆蓋面擴(kuò)大，并且可以提升工作效率;②將新型的物理效應(yīng)引入到傳感技術(shù)當(dāng)中，這樣傳感技術(shù)的功能會(huì)越來(lái)越全面，可以對(duì)更多的環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)和計(jì)算，為人們的機(jī)械加工提供更多的幫助;③改善傳感器的測(cè)量精度，當(dāng)今技術(shù)發(fā)展更加嚴(yán)格，因此對(duì)傳感器的要求更加嚴(yán)格，所以可以采用新的數(shù)學(xué)理論或者模型來(lái)改善傳感器的測(cè)量精度。

5 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今科技的發(fā)展進(jìn)程中，機(jī)電一體化與人們生產(chǎn)生活的距離更近，其作用越來(lái)越大。而機(jī)電一體化的核心傳感器也被用在了各行各業(yè)中，逐漸為人們所熟知，并且可以知道在未來(lái)傳感技術(shù)也會(huì)有優(yōu)秀的發(fā)展，會(huì)給人們帶來(lái)所需要的幫助。

參考文獻(xiàn)：

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