传感器技术在机械电子中的应用探析

传感器技术在机械电子中的应用探析

何捷生

身份证号：622301199111302011

摘要：随着科技的进步，传感器在机械电子行业中的应用日益广泛，为使我国的工业不断朝着智能化、自动化、高效化的方向发展，必须不断地丰富各种传感器技术，加大对机械电子的研究力度，确保机械电子能够朝着数字化、模块化、智能化的方向发展，以达到可持续发展的需要。此外，要适应工业4.0的发展，必须不断地加强对物联网的投资，充分运用各种传感器技术，有效地收集和处理机电设备的运行状况，实现更好的设备信息交互与设备运行管理，构建起万物互联的新型智能工厂，不断提高现代工厂的生产效率、生产水平，创造更高的经济效益，从而为我国经济社会的发展提供源源不断的活力。

关键词：传感器技术；机械电子；应用

1传感器技术概述

传感器是指能够感觉到被测量到的物体，并且按照一定的规则将其转化成有用的输出信号的设备。通常，被测量的对象是非电的物理量。测量的输出信号一般是电力。在机械电子工业中采用传感器技术，能够迅速、准确地获得大量有价值的资料，对推动机械电子工业的迅速发展具有重要意义。近年来，随着高密度仪器技术和电子技术的不断发展，传感器的种类和数量不断增多，特别是在功能上不断改进，已被应用于冶金、化工、机械、农业等各个行业。该工艺生产成本低，自动调节和控制，操作智能化，使机械电气自动化程度得到明显提高，应用前景十分广泛。

2传感器的种类

传统上把感应器比喻为人类的五感，显示出其强大的功能。在机械自动化方面，利用传感器可以检测位移、速度、加速度、扭矩、振动和作用力；在电磁方面，可以检测电流，电阻，电容，电压，电感等；在生物化学方面，可以对其成分、浓度等进行检测；在工业生产过程的控制中，可以对流量、压力、湿度等进行监测；在辐射测量中，可以探测到无限的电磁波、射线和微波。可见，传感技术在我国有着广泛的应用和发展前景。传感器技术按其原理、检测对象、输出信号的性质、功能、结构和使用方法等进行分类。在工程实践中，可以根据能量的不同，将传感器分为能量转换类型和能量转换类型，但要指出的是，有些传感器的工作原理还处于摸索阶段，不能确定。由于各种传感器类型繁多，如何科学、合理地将其归类成为当前传感器研究的热点，在传感器技术的筛选中有着无可取代的地位。

3机械电子行业的发展现状分析

机械与电子技术的结合，目前的重点是数控机床与机器人，与传统的机械相比，它们在制造效率、制造精度等各方面都有很大的优势，为现代工业的发展指明了方向。CNC作为一种重要的机械设备，在生产效率、加工精度、可靠性、劳动强度等方面具有很大的优越性，并在一定程度上促进了其在各个领域的应用。机器人作为一种具有人工智能的机械电子设备，广泛用于汽车、电子等行业，满足了工业生产中对高可靠性、高柔性的要求，并能在恶劣的环境中完成工作，取代手工操作，增加了操作的安全性和稳定性。此外，根据市场需要，机器人在医疗、教育、护理等领域也得到了广泛的应用。机械电子正在向智能化、自动化、高可靠性发展，而机械电子学的发展离不开传感器技术的应用，而数控机床则需要传感器来完成微小的距离测量和控制，而机器人则需要通过传感器来完成环境目标的识别，没有了传感器技术，数控机床和机器人等机械电子工程就不可能有现在的发展。

4传感器技术在机械电子行业中的应用

4.1在数控机床中的运用

数控机床是一种比较典型的电子设备。该机电装置的问世，使机床的加工效率和加工品质得到了明显的改善。由于 CNC的工作大部分都是按照事先准备好的工艺流程进行的，所以它的加工效率和精确度都很高。通过人工设置相应的工艺参数，能够迅速、高效地修改相应的加工工序，这对批量生产有着十分重要的作用。CNC是一种自动化的机器，它的制造工艺通常不需要人工的控制，因此可以大大减少制造的错误。然而，在实际操作中，由于模具与工件的交互作用，会使机床产生温度和变形，从而影响到机床的加工精度和使用安全。为了确保加工精度，防止安全事故，需要对机床的实际生产进行有效的监控。

传感器的合理使用能有效地解决这个问题。相应的传感器设备可以根据编程的方法来收集信息，并将自己收集到的数据迅速发送给相应的控制系统。该控制系统可以进行数据信息的分析、处理，使模具和工件的实际操作轨迹得到实时的调整，从而使由于变形引起的加工误差最小化。另外，该传感器还能对数控机床的整体工艺进行实时监控，当模具与工件的温度达到一定范围时，就会自动报警，防止因温度过高造成的变形、模具损坏等问题，大大提高了机床的可靠性和安全性。

4.2在机电设备自动控制系统中的应用

目前，传感器技术已被广泛地应用于机械、电子设备的自动控制，使各种机械设备的性能得到了极大的提高，从而为人类的生产和生活提供了更好的保障。近年来，随着经济和社会的快速发展，汽车保有量不断增长，对车辆的舒适性和舒适性提出了更高的要求。在汽车的实际设计和生产中，汽车开始采用新的技术，使之不断向智能化、环保的方向发展。就传感技术而言，其实际应用范围和类型很多。

例如：目前，汽车发动机、导航系统、车身控制系统等领域均采用传感器技术，如温度传感器、压力传感器、位置传感器、转速传感器、流量传感器等。通过对车辆的各种工况进行实时、高效的监测，并将所收集到的大量数据反馈给车辆的主控制器，通过对系统的反馈，对车辆的工作状态进行全面的分析，以确保车辆的最佳性能，减少能耗和安全事故的发生，提高车辆的安全性和可靠性。

4.3在刀具检测方面的应用

在机械制造过程中，通常采用的是切削、研磨等工艺。为了防止工期延误和加工精度下降，在实际生产中，若工具、砂轮的损坏程度超过规定的限度，应及时更换。如：在工业生产中，因工具的磨损引起的机器失效，其所耗费的时间通常占整个停机时间的30%左右。通过采用传感器对主轴转速、切削深度等相关参数进行实时检测，可以有效地防止重复磨损、磨损过重等现象，提高设备的生产效率和质量。

4.4在采煤机中的应用

通过对一系列指标的实时监测，可以极大地减少事故的发生，从而大大地提高了采煤机的工作效率。高精度的传感器能够模拟人类的大脑，具有很强的数据采集能力，传输能力，储存和使用能力。通过对各种数据进行有效的分析和处理，使采煤机实现了智能控制。比如：利用传感器技术对煤矿采掘位置进行精确的定位，并根据一系列的现场监测数据，自动确定出一条最优开采路线；在实际操作中，通过对滚筒高度、泵箱温度、压力等相关参数进行实时监测，并根据实际情况进行科学、合理的调节，保证了采煤机在任何时候都能正常工作。

结语

综上所述，在现代科学技术的大力推动下，传感技术日益成熟，在社会各个领域得到了广泛的应用，从而促进了人们的工作效率和质量。在机械、电子工业中合理地运用传感技术，不仅可以节约大量的人力、物力、财力，而且还可以促进机械、电子产品的自动化、智能化的发展。本文对传感器技术进行了简单的分析，并着重介绍了其在机械电子工业中的应用，以期推动机械电子工业的持续健康发展。

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