機(jī)電技術(shù)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

盧時(shí)俊 寇成龍 王建

摘 要：傳感器技術(shù)在機(jī)電技術(shù)中的應(yīng)用十分廣泛，它能有效、精確、快速地收集機(jī)電運(yùn)行過程中的信息，達(dá)到對(duì)機(jī)電信息的控制，從而保證機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠高效率地運(yùn)行。本文通過對(duì)傳感器技術(shù)在機(jī)電技術(shù)中的應(yīng)用，來簡(jiǎn)單探討傳感器技術(shù)在機(jī)電技術(shù)中的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù);機(jī)電技術(shù);發(fā)展

傳感器技術(shù)本身具有技術(shù)性及綜合性等特性，在機(jī)電技術(shù)中的應(yīng)用范圍極為廣泛，且都扮演著重要的角色，發(fā)揮著重要的作用。利用傳感器技術(shù)可以在第一時(shí)間快速、準(zhǔn)確的獲取機(jī)電設(shè)備在工作運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)信息，并且可根據(jù)數(shù)據(jù)信息自動(dòng)進(jìn)行反饋和調(diào)整，進(jìn)而保證機(jī)電設(shè)備的正常工作，有效發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的整體性能。如果傳感器技術(shù)在整個(gè)機(jī)器工作過程中出現(xiàn)一丁點(diǎn)問題，就會(huì)給機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行造成阻礙，從而影響整個(gè)工作進(jìn)度，因此有效的傳感器技術(shù)在機(jī)電技術(shù)中的應(yīng)用必不可少。

1 傳感器技術(shù)在機(jī)電技術(shù)中的應(yīng)用

1.1 傳感器技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

傳感器技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)行過程中，主要涉及到刀具切削、機(jī)床運(yùn)行和工件的加工等方面。

刀具的切削和磨削過程是重要的材料加工過程，當(dāng)?shù)毒吆蜕拜喣p使用過度后，不僅會(huì)失去它們?cè)械那心バЧ?，還容易帶來安全隱患。在機(jī)床運(yùn)行方面，主要是為了檢測(cè)驅(qū)動(dòng)、軸承和回轉(zhuǎn)等系統(tǒng)的安全性能。工件的加工方面，主要是用于控制工件的加工質(zhì)量，也就是辨識(shí)當(dāng)前所執(zhí)行的加工工序是否是工件加工要求的工序以及辨識(shí)待加工的工件是不是要求要加工的工件。

1.2 傳感器技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

目前用來監(jiān)測(cè)環(huán)境的傳感器，不僅價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、監(jiān)測(cè)范圍廣泛而且可以監(jiān)測(cè)到環(huán)境的實(shí)時(shí)變化，有突發(fā)情況可以及時(shí)發(fā)出預(yù)警，疏散人群，并且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)險(xiǎn)情，能夠?qū)⑷罕姷膿p失降到最低。

1.3 傳感器技術(shù)在汽車自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著我國(guó)汽車電子化的不斷普及，傳統(tǒng)的手動(dòng)擋汽車已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在人們快節(jié)奏的生活方式，正漸漸被自動(dòng)擋汽車所替代，傳感器作為汽車的核心，直接關(guān)系到汽車的使用壽命以及乘車人的人身安全。大部分安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、車身和底盤的冷卻水傳感器、壓力傳感器等都大大提高了乘車人行駛過程中的安全性、可靠性以及舒適度。

1.4 傳感器技術(shù)在機(jī)器人技術(shù)方面的應(yīng)用

21世紀(jì)，機(jī)器人等高科技產(chǎn)品已經(jīng)開始滲透到人們生活的方方面面，將傳感器技術(shù)與人形機(jī)器結(jié)合起來，大大提高了機(jī)器人處理工作的靈活度和穩(wěn)定性。在其具體運(yùn)用中，機(jī)器人中的傳感器分為內(nèi)外兩部分，內(nèi)部傳感器是對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且用來檢測(cè)機(jī)器人的自身狀態(tài)，查看機(jī)器人的系統(tǒng)運(yùn)行是否穩(wěn)定，是否可以按照命令指示進(jìn)行相應(yīng)的工作。外部傳感器是用來檢測(cè)、收集和分析外部工作信息，然后將收集到的所有信息匯總傳遞給內(nèi)部的傳感器，內(nèi)部傳感器會(huì)自動(dòng)分析這些信息并且形成參數(shù)，然后對(duì)現(xiàn)有方案進(jìn)行調(diào)整，使之適應(yīng)不斷變化的外部環(huán)境。

2 我國(guó)傳感器技術(shù)發(fā)展存在的不足

我國(guó)的傳感器技術(shù)雖然已經(jīng)應(yīng)用在很多方面，但相較于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，還是有所欠缺。首先，我國(guó)研究傳感器技術(shù)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比較分散，相關(guān)人員的專業(yè)知識(shí)不足，同時(shí)也缺乏先進(jìn)的算法和模擬設(shè)計(jì)方法;其次，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)開拓不力，產(chǎn)品的宣傳力度也不夠;最后，我國(guó)政府在傳感器方面的重視程度有待提高，投資力度有待加強(qiáng)，科研設(shè)備比較落后，缺少先進(jìn)的微加工設(shè)備和封裝技術(shù)設(shè)備等，產(chǎn)品的穩(wěn)定性和安全性也有待進(jìn)一步的提高。

我們要加大對(duì)傳感技術(shù)的投資和研發(fā)力度，要加快產(chǎn)學(xué)研的整合，從而縮小我們與其他發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，使傳感器技術(shù)更好更快地為我們自己服務(wù)。

3 傳感器技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 繼續(xù)開發(fā)新材料，研發(fā)新型傳感器

目前我們的傳感器材料多基于特殊物理、化學(xué)材料，其原料難尋，有些甚至是不可再生的原料。因此，新特性新功能的基礎(chǔ)材料是進(jìn)一步發(fā)展傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)，我們可以將微電子、生物化學(xué)和信號(hào)處理等多方面的技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行不同方向的嘗試，盡快研究出新型的傳感器技術(shù)。

隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，納米材料被不斷開發(fā)，其不僅能提供大量的氣體通道，而且導(dǎo)通電阻很小，能夠使傳感器朝著微型化的方向發(fā)展，具有廣闊的使用空間，如汽車尾氣排放系統(tǒng)的應(yīng)用。

3.2 應(yīng)用范圍從機(jī)械電子滲透到個(gè)人生活

隨著近代物理學(xué)、生物學(xué)等的發(fā)展，人們的經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，大家對(duì)自身的健康狀況不斷重視，對(duì)仿生學(xué)方面的新型傳感器技術(shù)也不斷開發(fā)深化，使得傳感器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。不僅只是工業(yè)生產(chǎn)部門，也涉及到海洋、食品、生物、醫(yī)療、安全監(jiān)測(cè)等各個(gè)方面，跟人類之間的接觸也越來越親密。

3.3 向智能化、微型化、集成化方向發(fā)展

體積小、重量輕、造價(jià)便宜，且有高速度、高效率、高精確度的新型傳感器，可以在確保生產(chǎn)可靠性的同時(shí)進(jìn)一步提高機(jī)器技術(shù)的自動(dòng)化效率。近年來，隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)穩(wěn)定性、精確度、靈敏度等性能的要求也逐漸增加，例如新型半導(dǎo)體材料，還有各集成電路新工藝等早已滲透到傳感器技術(shù)的制作過程中，為了適應(yīng)多變的環(huán)境，還能節(jié)約成本，很多地方要求機(jī)電的檢測(cè)系統(tǒng)要具有較長(zhǎng)的使用壽命以及較高的抗干擾能力。

4 結(jié)語

總而言之，在機(jī)電一體化體系中，無論是傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品還是機(jī)電融合的高科技產(chǎn)品，都離不開傳感器的檢測(cè)這個(gè)重要環(huán)節(jié)，傳感器技術(shù)與機(jī)電技術(shù)的結(jié)合，有利于提高機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性、完整性和可靠性，從而降低成本，提高其工作效率?，F(xiàn)在人們的生活節(jié)奏越來越快，世界經(jīng)濟(jì)也在高速發(fā)展，傳感器技術(shù)必將有更輝煌的明天。

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