机电一体化系统中传感器技术的应用研究

机电一体化系统中传感器技术的应用研究

杜晓勇

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摘要：传感器技术在机电一体化系统中的应用，提高了机械生产制造的能力与质量。目前传感器技术不仅在汽车行业、机械加工、数控机床领域得到广泛的应用，而且凭借技术优势在人工智能、医疗、探险等领域中应用取得了可观成果，对于提升我国科技水平具有积极意义。本文后续就上述内容展开详细分析。

关键词：传感器技术；机电工程；一体化系统；应用探讨

1 背景研究

1.1 机电一体化系统

机电一体化系统主要包括机械系统、伺服系统、传感检测系统三个组成部分，其中机械系统中包含传动机构、支承部件、数学模型几个环节；伺服系统中包含各项性能指标、执行元件、检测元件、电气元件等多个环节；传感检测系统中包含位移传感、速度传感、加速度传感、力矩传感、扭矩传感、测距传感、视觉传感等多个传感部分，这些部分共同组成了一个完整的机电一体化系统，完成物理、化学、生物量变化度的测量、信号转化和信号传递。

1.2 传感器技术

传感器技术作为一项新的检测技术，基于所配置各类传感器装置，对装置周边环境的实时情况、信息加以测量采集，将采集信息按一定规律转换为电信号等形式对外输出，从而满足信息传输、储存、处理及显示等多种控制要求，为机电一体化系统的运行提供准确的信息支持。

2 研究意义

当下我国正处于不断提高工业生产制造业自动化水平的发展过程中，这就需要加强机电一体化系统在日常工作中的应用，传感器技术在这里就起到了至关重要的作用。加强传感器技术在机电一体化系统中的应用，不仅可以通过检测得出的数据信息来促进系统检测自动化水平的提高，进而推动我国工业生产制造水平的提高^[1]；而且还能够帮助机电一体化系统高效科学的获取待检测对象的相关特征和状态信号，为机电一体化系统后续正常发挥功能奠定坚实的基础。机电一体化系统中测量模块是至关重要的一个环节，涉及到检测与获取待检测对象的特征状态和数据信息，影响到相关工作人员确定机械结构的强度、压力、速度等主要功能的重要物理参数数据输入，而这个测量模块就是由传感器和测量电路等重要部分组成，也就是说，传感器技术是机电一体化系统中的核心，是机电一体化系统高水平、高精确度工作的重要保障。

3机电一体化系统中传感器技术的应用

3.1 机械加工

工作人员在对机械零部件进行实际加工之前，要加强对项目自动化机械加工检测设备的应用，对不同类型零部件加工进行检查工作与维护工作，以确保零部件加工工作有序进行。要加强对机械加工检测技术的应用，在实际应用中，要注意以下几点问题：第一，对于机械加工检测技术中涉及的科学化实践元素进行分析与了解，加强重视程度，这样才能将不同元素价值充分利用，使得机械加工检测技术可以在机电一体化中将自身作用与价值充分发挥出来；第二，在加工工作的开展中，要将机械加工检测技术应用在其中，从而明确加工过程中的振动幅度问题，对振动情况进行检测。一旦出现振动幅度过大的情况，就可以采取措施将振动情况控制在合理范围内；第三，在检测工作展开中，要加强对光电编码器以及脉冲编码器的应用，使得最终检测结果得到保障，为后续工作的展开打下良好基础。

3.2 汽车自动控制

随着我国经济的发展和科学技术水平的进步，人们在工作和生活的过程中都利用更加便捷的出行方式来提高日常生活中的效率问题，防止因为距离的问题而产生时间上的消耗，所以汽车现在已经非常普遍地作为一种新型的代步工具出现在人们的生活中。随着人们对汽车性能和整体效率要求的不断提升，汽车中也运用到了自动控制技术，利用这种方式需要在汽车整体的控制系统中融入自动化技术和人工智能技术等进一步迎合人们对汽车自动控制系统的整体需求，让一些难操作的流程逐渐转变为更加容易的过程，同时也能够进一步提升车辆行驶过程中的安全性问题。

3.3 数控机床

传感器在数控机床生产过程中得到有效应用，而且种类较多，具体包括脉冲传感器、感应同步器、红外线传感器等。脉冲编码器的作用在于检测设备的转速，并将其转化为对应的电脉冲并进行传输，为系统根据需要做好调整和控制提供支撑；感应同步器能够将数控机床具体元件的视点和直线位移进行转换，得到对应的电动势幅值，有助于实现精准控制；光电编码器能够实现光电的转换，在实践应用过程中，能够将机械设备的位移量进行转换，得到相应的脉冲或者数字量，为准确控制提供支撑。数控机床系统中的传感器，对于机械制造的顺利进行具有关键作用，在后续发展过程中，传感器的应用会更加普遍，其作用和效率会进一步提高。

3.4 工业机器人

在当今社会，许多机器人手臂已经安装相应的传感器。机器人在一定程度上取代人工操作，使得工业产生效率与生产质量得到保障。如今智能机器人已经成为全国范围内研究的热点话题与热门内容^[2]。比如，在可以行走并具备较强越障能力的机器人研发中，就对传感器技术进行了充分利用。尤其是在我国工业领域中，具有特殊功能的机器人以及机械手臂被广泛应用在各行各业中。尤其在许多精密仪器以及复杂零件的制造中，会加强对机器人的应用，因为人工的工作方式容易出现失误，而机器人的应用具备更多优势，并且可以在很大程度上促进工作的有序进行对于机器人的控制，不仅要使用软件编程与计算机控制，同时还要合理应用传感器。传感器在机器人的应用中，主要是对自身工作情况进行明确，并结合相应的操作流程，完成后续工作。

4 发展趋势

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^[3]。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。

6 结束语

综上所述，传感器技术是我国智能技术发展的一种体现，同时也对工业和整个经济的发展起到了重要推动作用，如果能够进一步将我国其他的技术与智能传感技术进行进一步整合，就能够实现传感技术的真正价值，同时也能够进一步推动我国工业建设。由此观之，对于机电一体化应用技术的研究，对提升工业化工作的效率有着非常重要的意义。

参考文献：

[1] 张荣宝.机电一体化系统中传感器与检测技术的应用[J].设备管理与维修,2019(20):142-143.

[2] 崔璨.机电一体化中传感器与检测技术的应用分析[J].电子世界,2019(18):154-155.

[3] 邓和荫.传感器技术在机电自动化中的运用分析［J］.发明与创新:大科技 ,2018(7).