機電自動化中傳感器技術的應用探討

馬志德

摘要：傳感器是近年來才運用到機電領域當中的，極大地提升了工業的自動化程度，作為自動化的核心，傳感器在工業生產中發揮著非常重要的作用。在相關技術的輔助下，傳感器的作用被充分發揮出來，更好地服務于生產制造。下面針對傳感器技術展開討論，對其現狀、在工業生產中的應用進行介紹，并對其未來發展方向進行總結。

關鍵詞：傳感器；自動化；應用

在工業生產中，傳感器的作用是收集各類生產設備傳來的信號，整理后向控制終端反饋，同時起到監測設備狀態的作用。中央處理器通過實時分析機械設備各項數據，對其性能進行評估，技術員可及時對老化零件進行更換，保證生產的順利進行。為減少工廠事故多發現象，傳感器設計和安裝時一定要嚴格按照各項標準，目前我國的相關技術還在不斷發展當中。

一、現狀分析

傳感器作為設備和控制端信息傳遞的媒介，能夠按照標準，準確執行信息的輸入和輸出工作，其優越的性能為促進機電自動化做出了很大貢獻。目前我國的大部分工業生產都實現自動化，傳感器在其中的作用不可或缺，其在傳遞信息的基礎上，又開發出監測設備系統的功能，極大地提升生產過程的安全性。功能的增加，結構的優化，使其在機電設備中的左右越來越大。再加上其它新型技術的輔助，很多工廠已經真正實現無人化生產。在計算機、通信技術等的支持下，工作人員在監控室內就能看到車間內的詳細情況，并能通過系統控制設備運轉的速度[1]。傳感器的相關技術有效減少傳統人工操作的錯誤率，是工業生產的重大變革，目前該項技術還在不斷的探索當中。

二、實際應用

（一）生產制造

該項技術在生產制造中作用顯著，尤其是在機械零部件的加工制造上。在此過程中，傳感器充當監控功能，貫穿著整個制造過程，其利用自身的各種感應功能，對不同生產步驟進行實時監測。針對不合理的工藝流程，在監測的同時會給出相應的優化手段，可見該項技術給工業生產帶來的便利。精度的控制是機械零件制造中的關鍵點，基點是確定零件尺寸的，此時選擇的傳感器是接觸式的，能夠快速發現微小光點，從而達到精準控制尺寸的目的。隨著科技的進步，掃描儀被鑲嵌到傳感器系統中，能夠短時間內將成型零件的輪廓掃描下來，并快速計算其精度。其能同時檢測多組零件，這樣能夠有效排除生產的不合格品。掃描裝置同樣適用于刀具管理，通過數據測算能及時提醒工作人員更換刀具。

（二）機器人

該項技術在機器人中的使用是近幾年才實現的，還處于試運行的階段，已取得不錯的使用效果。傳感器相當于機器人的大腦，需要具有較高的靈敏度和準確度，同時要具備一定的思考能力。傳感裝置在機器人系統中還有內部和外部之分，內部傳感是控制機器人自身的行為動作，并對內部系統的運行起到監控作用，若機器人出現故障可及時報警。外部傳感是機器人感知外界外徑的媒介，從而實現對生產過程的實時監控[2]。同時能夠檢測外界環境的變化，機器人可自動趨利避害，有效保證其內部系統的正常運轉。

（三）監測

該項技術是眾多技術的綜合體，監測過程能夠充分體現各項技術的使用。且傳感器自身能耗小，只需定期更換電池即可。將傳感器的觸手分別連接到各個生產設備，就能構建起監控設備運轉狀態的網絡。觸手能夠靈敏的檢測溫度、濕度，并將機械設備零部件的各項參數，在通信技術的作用下，向中央控制器反饋。技術員只需在控制端調節初始輸入參數，即可實現對設備的調節。從對設備的數據分析，工作人員能夠精準預測故障，并采取相應的預防措施。建設設備故障次數，有效提升生產效率。

（四）自動控制

在汽車制造中，自動控制被運用進去。傳感器在汽車的很多部位都有安裝，例如底盤、檔位控制系統等。目前很多汽車都帶有自動擋，駕駛員使用自動擋時，汽車會根據外界環境變化，自動變換車速，實現車輛的平穩行駛。在剎車系統中，傳感器也發揮著重要作用，傳統汽車并沒有自動剎車功能，很多司機在遇到緊急情況時，往往把油門當成剎車，導致交通事故發生。在新型汽車中，在剎車裝置中安裝傳感器，當車輛感應到外界危險，就會自動啟動剎車，保證車內人員的安全[3]。很多高速路口對汽車進行超載檢測，使用的也是該項技術，車輛通過裝有傳感器的鋼板，即使超重幾克也能被檢測出來。

（五）溫度測量

煤礦企業生產中，需要嚴格把控溫度。傳感器的出現，有效促進煤礦生產對溫度的監測，其檢測方法主要有兩種。一種是接觸式，即將傳感裝置直接和被測對象相連，顯示屏上的溫度就是被測對象的實時溫度。另一種是非接觸式，被測對象發熱會像外界擴散，相關裝置能夠捕捉到熱輻射量，并將其收集起來，然后以電信號的形式向控制端傳遞，經過一系列的轉換，其溫度就在顯示屏上出現。在實際生產中，技術人員需要根據現場情況，選擇合適的檢測方式。

（六）報警器

該項技術在各類報警裝置中的應用非常廣發，例如火災報警、煙霧報警等。在建筑內部、工業生產等方面，火災是較易出現的情況，若將裝有傳感器的報警器安裝在建筑內的各樓層，住戶發生火災能夠第一時間被發現，減少居民財產損失且保證人身安全。工礦企業作業現場較大，需合理計算方位后，在相應位置安裝報警器，保證其能夠覆蓋所有作業場地。工業生產中的報警器不僅能預警火災，還能對煙霧濃度進行監測，當濃度超標時及時采取除煙措施，防止有害氣體威脅健康[4]。

三、前景展望

目前該項技術在工業生產中的運用逐漸成熟，其發展與機電行業的快速進步有著密不可分的聯系。在未來的發展中，傳感器的研究方向包括：功能多樣化。將更多的學科融入到該項技術的研究中，將多種監測功能都集成到傳感器上；體積逐漸縮小。加快對其芯片的研制速度，減少其在設備中的所占空間，且各方面的功能不受影響；能耗持續降低。現階段的傳感器對電能的需求量已經大大減少，但還需要定期更換電池。

四、 結束語

上文是對傳感器技術的相關介紹，對其發展現狀、在機電自動化中的應用以及對未來的展望進行詳細闡述。從中可看出該項技術給工業生產帶來的重大變革，通過對各項設備的實時監測，實現對設備的合理調節。

參考文獻：

[1]黃廷躍.傳感器技術在機電技術中的應用分析[J].山東工業技術，2015，（1）：60.

[2]王旭東.試論傳感器技術在機電一體化系統中的應用[J].科技展望，2016，（8）：78-78.

[3]許健棟，佟建中.傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用研究[J]. 中國新技術新產品，2015，（24）：94-94.

[4]王國強.機電自動化中傳感器技術的應用簡述[J].大陸橋視野，2017，（12）：70.

（作者單位：鹽環定揚水管理處）