机电一体化系统中传感器技术的运用研究

机电一体化系统中传感器技术的运用研究

董正斌

云南耀邦达电力工程有限公司 云南昆明 650000

摘要：传感器技术在机电一体化系统中是获取外部信息以及数据的关键环节，随着自动化技术的不断发展，传感器技术的应用越来越广泛，可以说机电一体化系统中的传感器技术的高低决定了机电一体化系统发展水平的高低。机电一体化系统与传感器技术的有效结合，对于机电一体化系统的发展有着显著的提升作用。

关键词：机电一体化；传感器技术；技术应用

传感器技术与机电一体化系统都是现代科学的产物，是一种将电信号转化为控制信号的技术产物，传感器技术和机电一体化系统的存在在一定程度上推动了工业自动化、无人化发展的脚步。在机电一体化系统中，传感器承担起了类似于机械感官器官的责任，帮助系统更加准确的接受外界、加工对象的实际情况、状态变化，从而有效提高机电一体化系统的运行质量和效率，提高系统的运行水平。

1机电一体化系统中传感器技术的研究与发展

传感器感受周围环境变化，按照测量标准形成数据统计，并通过一定规律转化成可输出数据的装置。该装置应用在机电一体化系统中，对周围作业环境与相关信息进行分析，为保证机电一体化系统正常工作提供相关数据与有效信息。现如今电子科技发展日益加快，传感器也应用于各个领域，同时也加快了各行业对信息处理的速度。传感器于机电一体化系统的作用相当于人类的感官系统，传感器可以在各种严酷环境下接受考验并且精准地获取周围信息，对信息进行处理。传感器是保证机电一体化系统高质量高水平运行的前提，若系统缺少传感器在信息的检测与处理，很难保证系统在信息处理与决策方面顺利进行。当前技术发展趋向于微型技术，通过微型技术可以提高机械的控制性能，逐渐发展为计算机控制系统。传感器应用微型技术可以让机电一体化系统中的控制更加明确，所构成的结构较为简单，也易于操作，并能提高传感器的可靠性。在传感器运行过程中加快速度，加快数据收集与数据处理，对于系统的开发维护具有更大的优势。机电一体化系统中最重要的传感器为自动化传感器，在工业自动化的发展过程中，可为企业节省大量的人力资源，从而为企业发展带来更大的经济效益。

2传感器技术在机电一体化系统中的具体应用

2.1机械加工过程的传感监测技术

机械在加工的过程中，需要监测的地方有很多。在加工以前要对坯件以及加工设备等各种环节进行全面检查，从而使整个加工过程能够顺利进行，比如对坯件的夹持方位进行调整与判断，保证夹紧力的大小要适中，在对工件加工完之后，要对其进行详细测量，确保工件的合格与完整，如对产品尺寸的大小、粗糙程度，形状以及位置公差的测量，包括对圆度、同轴度的测量情况等。这些检测最好实施自动检测程序，而且将检测到的结果顺利输入到下一道程序供选用；在产品的加工过程中为了保证合格率，对加工条件的要求极为严格，因而，对加工过程中对诸如切削速度、切削力、温度、压力等参数来进行自动检测与调整，从而使产品加工的过程处于较好状态。

2.2工业机器人领域中传感器技术的应用

为了进一步推动我国工业生产的自动化、无人化，研发和使用工业机器人就成了必经之路。工业机器人能够代替工业生产中的一部分人力，尤其是恶劣生产环境中的工人操作，能够有效降低工业生产中人力成本，提高工业加工的质量和效率。除此外，机器人还能够有效降低工业生产中的误差率、失误率，提高工业生产产品的施工质量和效率。在机器人研发和使用领域中，传感器技术就是机器人的“眼睛”、“触觉”，首先，传感器作为机器人的“眼睛”，能够帮助机器人准确辨别将要加工的零部件，根据零部件的位置进行加工设备的微调，提高零部件加工质量和有效性；其次，传感器作为机器人的“触觉”系统，能够帮助机器人进行更加精密的微调，帮助机器人根据零部件的实际情况设置参数，提高零部件的加工质量和效率。

2.3无人驾驶汽车领域中传感器技术的应用

随着科学技术的不断发展，无人驾驶汽车的梦想似乎越来越趋近实现，汽车领域中的技术人员也早在数年前就开始着手针对无人驾驶汽车进行研究。目前，已经有个别大型汽车生产商家推出了自动驾驶系统，但经过实践可知，自动驾驶系统的敏感度、安全性还有很大的提升空间，在车流、人流密集的城市内使用空间不大。但传感器技术的应用已经在不断改造汽车，使车辆操作系统越来越智能化、人性化。例如：很多生产年限较少的汽车中都安装了倒车系统，倒车系统主要依靠超声波传感器来工作，帮助车主准确测量车辆尾部与障碍物的距离，并准确报送给车主，提高了倒车操作的安全性和准确性。由此可见，传感器技术是汽车无人驾驶系统的核心技术，能够帮助汽车感受外部环境变化，尽快发现外部靠近的物体，无论是其他车辆还是行人靠近行驶中的车辆都能够使车辆进行相应的规避操作，保证行车安全。传感器技术还能够应用在自动变速系统、制动系统、防滑系统、控制系统、发动机温控系统、防抱死系统等领域中，从多个方面有效提高车辆运行的有效性。

2.4传感器在数控机床上的运用

数控机床是用数字信号来对机床的运动以及加工的整个过程进行操控的。具体来说是将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序的介质之上的，再将数据输入到数控系统，经过翻译、运算、发出指令等一系列的程序，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，以此能够加工出合格的零部件，这种经过多程序而且全自动化模式的机床被称之为数控机床。传感器在数控机床上的运用主要有光电编码器、直线光缆、电压传感器、红外线传感器等等，主要是用来对位置、速度与温度等方面的监测。如在数控机床的操作中，转动轴转动过位的现象经常会出现，在不能及时发现与解决的情况下，机床就不能正常运行，从而影响了工作效率。为了能够使机床顺利工作，必须要对数控机床的这种轴转动过位情况进行实时监测，在监测的过程中，可以用光的、机械的、红外的传感器等对机床的轴动过位情况进行有效的监测，以此来保障轴动过位的精准程度，从而保障了数控机床的工作效率。

3传感器技术的未来发展方向

虽然我国传感器技术发展十分迅速，但仍然存在很多问题等待科研人员去解决。我国科研人员对传感器技术未来发展方向的把握并不准确，技术创新方向没有明确的定位，导致传感器技术发展受到了阻碍。传感器材料是传感器技术创新的一大重点，目前主要的发展目标努力与电子光学、生物科学、电子信息等学科相结合，开发出更敏感、更轻巧、更稳定以及信号传输更快的传感器材料。很多领域上应用传感器的地方都是人烟稀少的地方，人们经常忽略对其的维护管理，电力传输成为一个难点，如果专门为传感器设计一套支持电路，会产生极大的资源浪费，因此传感器材料是未来研究的重点课题。另一个发展方向为传感器集成化和多功能化，把多种不同功能的传感器集成一体，创新成为一种新型的可以同时检测多种信息的传感器；或者把传感器与多功能电路集成一体，使其具有多种探测功能。

4结语

随着机械工业自动化程度越来越高，对于自动检测系统的要求也越来越高，这对于传感器的要求也更为严格。在机电一体化系统中，不管是机械的电子化还是机电相融合的产品都离不开传感器这个核心环节，检测技术与传感器技术的不断发展是为了适应我国经济快速发展的需要，其取得的成果也是众人皆知的。

参考文献

[1]杨吉恒,孟晶晶.数字传感器技术在机电一体化中的应用[J].现代工业经济和信息化，2019，9(08)：58-59.

[2]林海阳.浅析传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].电子世界，2019(16)：207.

[3]李楷.机电一体化系统中传感器技术的运用研究[J].山东工业技术，2019(12)：145.