傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用

李慶川

摘 要

傳感器和檢測技術是機電一體化系統中最為關鍵的技術，在機電一體化中的作用也是非常重要的。通過傳感器和檢測技術的應用能夠促進機電一體化自動控制以及自動調節功能的實現。本文通過對傳感器的常見類型進行分析，進一步探討傳感器與檢測技術在機電一體化當中的應用。

【關鍵詞】機電一體化 系統 傳感器 檢測技術 應用

傳感器的應用能夠清楚的展現對象的狀態和相關特征，并且給予待測對象一些關鍵的信息。傳感技術能夠起到放大電信號的作用，并且可以對標度進行加工處理，將一些物理量變成對其相對應的電信號的一種技術。在機電一體化過程中，為了能夠有效的獲取相關信息，人們通過引進傳感器和傳感檢測技術的方式實現信息的獲取目的。

1 傳感器類型及傳感器技術分析

1.1 傳感器的類型分析

傳感器是一種能夠感受規定的被測量信息并且將這種信息通過獨特的方式轉換為了輸入信號的電器裝置。這種裝置在機電一體化中的應用主要是為了檢測機電一體化系統與作業環境的基本狀態，進而為機電一體化系統的有效運作提供相關的信息。在整個機電一體化系統結構中，測量模塊是系統結構組成的核心部分，組成測量模塊的除了變換電路之外就是傳感器最為重要。傳感器的輸入數能夠確定機械結構模塊的整體性能，由此可知，傳感器是整個機電一體化系統之首。它的作用就等同于系統的感受器官，如果缺少傳感器，系統信息處理和控制決策的功能將難以實現。傳感器具有多種類別，按照其測量對象的性質不同可以將傳感器分為兩種，其中一種是內部信息傳感器，這種傳感器主要用來檢測機電一體化內部的狀態，包括系統內部位置的變化、速度的變化、溫度的變化以及異常變化等；另外一種是外部信息傳感器，這種傳感器主要是用來檢測外部環境的狀態，外部信息傳感器當中有接觸式的觸覺傳感器以及非接觸式的視覺傳感器、超聲測距儀以及激光測距儀。

1.2 傳感器技術分析

在基地那一體化過程中，監測技術的基礎內件就是傳感器，所以說，傳感技術對于機電一體化系統的運行起到至關重要的作用。監測技術的主要功能就是對操作的對象進行監測，并且對系統運行的環境以及系統本身的狀況進行監測，為確保系統的正常運行，監測技術能夠為系統提供一些關鍵的信息。傳感技術的發展關系到機電一體化系統的整體發展，隨著科學技術的發展，各種電子產品逐漸產生，電子信息呈現爆炸式的狀態，信息傳播的速度也不斷提升，傳統的信息傳播方式的傳播速度已經趕不上時代發展的腳步，需要對傳感技術和檢測技術不斷更新，才能夠滿足時代對信息傳播發展的要求。

2 傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用

傳感器在機電一體化中主要是廣泛應用于自動化產品當中，例如，工業機器人以及汽車自動化控制系統中對傳感器都有應用，以下就這兩個方面的應用進行介紹。

2.1 傳感器與檢測技術在工業機器人中的應用

工業機器人在工作過程中之所以能夠準確無誤，是因為機器人身上安裝的傳感器能夠感受其自身的狀態，同時還能夠感受操作對象以及工作環境的狀態，通過內部傳感器能夠獲取其自身的位置、位移、速度等信息，通過外部傳感器能夠完成操作對象以及外部環境的感知，內外部傳感裝置同時為機器人提供反饋信息，協助它順利完成各項工作。此外，機器人的每一個關節上都有安裝微動開關、光電開關等各種形式的傳感器，這些傳感器能夠幫助機器人進行零位和極限位置的檢測，零位檢測能夠保證機器人的重復定位精度和軌跡精度，極限位置檢測能夠保護機器人的安全動作。不僅如此，機器人的關節上還有安裝位移傳感器，對于機器人的位置移動和位置控制起到很大的作用。機器人的手腕位置以及抓手位置有安裝觸覺傳感器，通過觸覺可以讓機器人準確的確定對象的位置，通過手抓傳感器就可以使機器人抓住對象物體。

2.2 傳感器與檢測技術在汽車機電一體化中的應用

隨著傳感技術以及一些新型技術的發展，將現代汽車工業推進了一個嶄新的時代。汽車機電一體化的實現由自動化控制系統取代了原有的機械式控制部件，不僅僅是汽車的發動機上應用了自動化控制技術，汽車身體的其他很多部位也應用了檢測和控制技術。汽車發動機上使用的傳感器是整個汽車傳感器的核心部分，應用了多種類別的傳感器裝置，通過這些傳感器的檢測，能夠向發動機的電子控制單元提供發動機的工作狀況信息，方便ECU對 發動機工作狀態進行精確的控制，對于發動機動力性能的提升有很大的幫助。

汽車的重點控制部位使用了曲軸位置傳感器、壓力傳感器以及溫度傳感器等。這些技術的應用不僅能夠改善汽車的性能，實現人性化服務的功能，同時還能夠增強汽車行駛的安全性。例如，現代的汽車都有導航系統，通過汽車導航的開啟就能夠讓駕駛員清楚的知道前方的建筑物以及車輛的狀態，該系統中不僅僅應用了GPRS定位技術，同時還應用了傳感器及檢測技術，通過傳感器能夠感知到一定距離以外的物質運動狀態，然后給予駕駛人員準確的提示，幫助他們了解車輛行使的軌跡和阻礙物，從而為車輛行使安全提供了更好的保障。

3 結束語

隨著工業自動化程度越來越高，對自動檢測系統的要求也不斷提升，因此，需要加強對傳感器檢測的分析，研究出一種能夠用于連續檢測和瞬時檢測的傳感器，促使自動檢測系統向著智能化的方向發展。除了在工業系統運行中不斷開發新型傳感器之外，要需要對已經使用的傳感器的性能以及使用范圍不斷擴大，實現傳感器的小型化和集成化發展，從而提高機電一體化的工作效率，促進機電一體化更加順利的進行運行和操作。為了使機電一體化系統能夠獲取準確的信息，還需要引進傳感器監測技術，利用其獨特的功能實現信息獲取和傳播的目的。

參考文獻

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作者單位

河南省安陽職業技術學院 河南省安陽市 455008