试析机电一体化系统中传感器技术的运用

试析机电一体化系统中传感器技术的运用

周建川李家林

长江重庆航道工程局重庆市400011

摘要：当代社会科学技术快速发展，同时机电也处于前进的浪潮中，机电一体化的重要性也在逐步体现出来，在许多行业中发挥着不可或缺的作用。所以，传感器技术作为机电一体化的核心，也逐渐出现在技术人员的视线之中。本文将对机电一体化的定义做出详细解释，对机电一体化中的传感技术的使用情况做出客观描述，并展望机电一体化技术的未来状况。

关键词：机电一体化；传感器；传感技术；电子化

引言

传感器技术在电子工程技术领域是一个专业术语，在工业自动化生产过程中，传感器本身是获得信息资源的关键渠道，并且还是确保机电自动化测试工作完成，实现自动控制生产的根本。在进行系统检测的时候，传感器技术往往被看成是一次仪表定位，可以非常准确的检验同时传输出讯息，借助计算机技术与信息技术，达到对生产过程信息预算精确的目的。传感器运作的状态对于机电自动化控制系统运作情况来说，有着关键的影响作用，因为要想最大化地体现出其价值功效，工作者应该结合具体情况开展相应的检验与维护，并且持续不断的深入研究，确保自动化水平的进一步提升。

1、传感器、机电一体化的定义

（1）传感器。当前传感器与传统传感器不同，以往传感器主要对数据进行采集，其主要功能又如人类的感知器官，如眼、鼻、耳等，而现阶段的传感器功能不仅包含数据的采集同时还增加了对外部信息转换读取的功能，相当于在人力感知器官的基础上增加了大脑的功能，从而进一步提了传感器分析判断的能力，更好的促进机电一体化系统的运行。如在机电一体化系统当中，其可以对物品温度、湿度以及受压状况给予实施监测，从而可以为一体化生产与运行提供重要的依据。在设备检测的过程中，需依据检测对象选择相符合的传感器，并依据传感器使用状况的差异，将其划分为内部与外部两种信息传感器类型。而选用内部传感器能够对机电一体化设备内部温度、湿度、受压状况给予检测，外部信息传感器能够对外部温度、湿度、环境进行感应。所以，机电一体化系统感受与操作需与传感器技术相互结合，从而更好的促进系统运行的稳定性。（2）机电一体化。机电一体化即在机械当中引入微观电子技术，从而更新系统的主功能、信息功能、动力功能以及控制功能，因此，机电一体化属于机械装置和电子装置之间实现融合的中间介质。机电一体化包含微电子、机械制造、自动控制以及人工智能等技术，其中传感技术属于机电一体化的基本技术。传感技术在机电一体化当中的应用主要是用来检测系统、工作环境和操作对象等的状态，并对系统的运行起到重要的辅助作用，帮助系统在相对恶劣的条件下能够快速、高效地得到信息工作，因此，我们可以认为机电一体化会对自动化技术的形成情况产生影响，而传感技术会对系统的自动化程度产生影响。随着社会的快速发展，人们对信息的需求逐渐增大，对此需要不断提升信息处理能力，所以传感技术在未来具有很好的发展前景。

2、传感器技术在应用过程中的问题

（1）精细程度。结合现在传感器技术在机电自动化生产过程中的运用状况分析，依然存在不少的问题。就现有情况来看，今后的机电自动化生产，传感器技术更小、更精将是重要发展方向。但是现在的传感器技术的应用却依然显示出精细程度不够的问题，必须给予足够重视。（2）清洁程度。回顾以往，机电自动化生产过程中所应用的传感器技术，所运用的通常是切削液技术，这给企业生产带来了额外的成本费用，同时这项技术的应用会产生并排放出很多污染废气，也让周遭环境受到损害。因此在未来的传感器技术实际运用中，必须要对传感器技术的清洁问题更多地重视。打个比方说，能够选择运用干式加工技术，这样一来能够在很大程度上改善以往切削、磨削加工技术措施的缺陷，进一步提升作业效率水平，实现对机电自动化生产资源的有效控制。（3）虚拟程度。在传感器技术的以往应用中，还体现出传感器技术虚拟水平低下的情况，这让在现实的生产与作业开展的时候，存在着很大的安全隐患，加大了生产事故的出现概率，为操作者人身安全带来极大威胁，严重的还会带来很大的财产亏损，拖慢了机电自动化生产过程中对产品的研发效率，因此在未来的传感器技术开发研究中，必须足够重视虚拟问题。

3、机电一体化系统中传感器技术的运用

3.1传感技术在机械加工中的应用

坯件和设备的合格是机械加工的起点，所以在加工前要对坯件和设备检测，确保完善后才能开展后续的工作。下面三个方面就是传感技术在机械加工中的应用:设备可以自动对坯件进行检测并判断，然后确定合适的工件夹持方位，还能够较为准确的估算在及床上产品的夹持力度以及形变幅度;在产品加工完成后，产品的是否合格仍然是未知，所以要对产品进行综合评估考量，产品的评估考量参数是多方面的，主要有形状、大小以及平面度等，除了这些基本参数外，有些产品还其他一些参数需要测定，如导程、齿距等，传统的测量方式无法快速完成这些测量，但是机电一体化就可以加快测量效率;在进行产品加工的过程中，任何微小的变化都需要注意，所以传感技术在这个过程中起着重要的作用，能够检测出加工中的一些变化，从而改变加工的角度、力矩、速度等，将系统的加工状态调整到最适状态，提升产品的合格率。就拿基本的切削加工过程来说，在切削过程中，由于坯件的形状变化要时刻改变切刀的位置或者速度，所以传感器能够精确检测出加工状况，反馈给系统进而改变加工方式。

3.2在温度测量中的实际应用

除了上述的应用，当前，传感器技术还被越来越多的运用到了对温度的测量中，测量手段有接触式和非接触式这两种。其中接触式测量就是在传感器与被测目标彼此接触的时候会产生一定热传递，当传感器感温器件与被测目标温度一致就能读取到数值，传感器所显示出的温度就是被测目标的实际温度，这种手段在操作起来比较简单，同时也十分精准；非接触式就是把物体热辐射性质当作根据来开展测量，选择运用指定装备实现对电磁波讯号的收取还整理，然后把所获取到的讯号转变成温度，这就是被测目标的实际温度。两种测量手段各有优势。

3.3在环境监测中的实际应用

环境检测是一项社会基础性事业，它涉及的范围广，操作起来比较困难，处于确保检测结果科学合理化考量，往往要借助部分设施设备来辅助工作。在环境监测中，传感器技术的运用能够有效降低成本消耗，电池工作持久，省去了现场维护的环节，同时表现出精准程度与时效程度高的特征，往往更多运用在对气象的观测，洪灾预警和森林火灾监测等工作开展中，能够很迅速的实现对险情的排除，最终实现将损失降低。

3.4在机器人领域的应用

基于传感器技术的规划涉及和研发前提下，现代化机电自动化生产另外还在机器人技术中得到了广泛运用，这在很大程度上扩展了机电一体化技术的运用范畴。由于机器人表现出智能化特征，因此对于传感器技术也有着更高的要求标准。传感器在机器人中的具体应用，一般有两个层面。其一，外部传感器技术的应用。借助外部传感器技术能够实现对外部讯息的有效搜集与检验，同时能够针对机器人工作所处条件加以有效辨别，可以给机器人的实际工作带来更加充分可靠的讯息，并最终保障机器人能够在第一时间给予反应，从而达到更好的效果。其二，内部传感器技术的应用。借助内部传感器技术能够确保机器人控制系统的实际目标最终达成，并且能够针对机器人的运作状况开展随时的监管，可以把有用的讯息在第一时间传递到外部传感器中，确保机器人可以感受到外界环境的改变，然后进行相应的活动作业。

3.5在汽车行业的应用

传感技术在汽车行业的应用随着科技的发展，汽车逐渐成为了人们出行的重要工具，因此，更多的技术被广泛地应用在了汽车制造当中。近年来，汽车行业逐渐向着轻型化和智能化发展，汽车行业使用的电子控制系统需要传感技术的支撑，该技术的使用不但能够提升汽车的使用舒适度，还能够方便人们的出行。机电一体化系统中机械式控制部件被自动控制系统取代，逐渐把控制和检测技术应用在汽车生产当中，想要完全实现，需要引入可靠度和性能高的传感器类型，具体要求包含以下几点：适应性强：汽车需要在恶劣环境下行驶，因此，传感器需要具备密封性，能够抵抗潮湿、易腐蚀的环境，保证汽车能够正产运行；抗干扰性能好：传感器一般应用在汽车发动机舱当中，运行过程中需要抵抗强震、高温、高压和电磁波等的影响；稳定、可靠性高：汽车一般具备较长的使用年限，因此，汽车零部件需要耐用，各项指标需要满足高频率运行需求；经济成本要合适：在生产汽车的过程中，不但需要满足上述的要求，还需要对经济成本进行控制。在开始实现大批量生产之前，需要保持产品的一致性，这和自动化生产要求是一致的。

3.6数控机床中的应用

第一，传感器技术适用于数控机床温度检测，加工工件过程中，各步骤容易产生热量，各部分的热量产生并不均匀，不同部分的热量差异会影响数控机床，同时还会直接影响加工件的精准程度。通过发挥传感器技术的作用解决这个问题，使用传感器技术实现对温度信号的感应目的，将所感应到的信号差距传输到数控机床控制管理系统中，将有关的温度补偿做到位，降低温差给工件加工精准度带来不良影响的几率。第二，传感器技术广泛使用到数控机床压力检测过程中，主要是为了做好对工件夹紧力信号检测的工作内容。然后实现对控制系统传输预警信号，有效降低走道。另外，传感器技术能够对机床车刀削力变化程度进行信号感应。并且传感器技术可以对数控机床的轴动位移情况进行检测，预防轴动过位产生误差，从而增加生产故障几率。

结束语

随着科技的发展，机电一体化系统逐渐进入了人们的生产和生活。传感器技术作为机电一体化系统的重要技术，被广泛地应用在了各行各业当中，并且取得了广泛的关注和重视，相信未来传感器技术会向着更好的方向发展，从而为人们的工作和生活带来更多的帮助。

参考文献

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