基于微電子傳感信號的機械設備自動控制

杜靜

（河南省水利水電學校，河南 周口 466000）

想要機械設備真正實現準確、高效的自動控制，就需要通過微電子傳感信號來實現。在已經進行的調查當中發現，微電子傳感信號可以使得機械設備的自動控制的效率提高、精準度提高。

1 微電子傳感技術的應用

經過統計表明，使用微電子傳感技術確實可以將機械設備的自動化控制變得比過去更加精準有效，其具體應用方法主要有以下兩種。

1.1 位置檢測裝置

通過使用微電子傳感信號技術，可以對自動控制當中的機械設備出現的移動情況，在進行位置檢測之后，檢測裝置可以主動發出反饋的信號。位置檢測裝置當中，有分別專門負責位置傳感以及速度傳感的相應裝置。隨著微電子傳感技術的不斷完善，這種裝置被運用到越來越多種類的機械設備當中。例如光柵位移傳感器，就因為其有著檢測精度高，檢測結果準確等優勢，已經可以對大多數復雜的構件進行檢測。

1.2 伺服系統

在微電子傳感技術的應用方面，伺服系統也有著很廣闊的應用面。微電子傳感技術在近些年得到了長久的發展，其處理器的性能也有了穩定的提升。目前在電流控制和位置控制領域當中，已經實現全數字化控制，能達成檢測信息展示和故障保護的效果，不僅可以實現PID控制，在系統參數方面還可以實現定控功能。

2 微電子傳感信號應用在機械設備自動控制當中的優勢

2.1 體積小

與過去機械設備相比，微電子傳感信號所使用的設備最明顯的一個好處就是其占用的空間很小，其性能方面并沒有因為其體積的減小而出現減弱的情況，無論是能源的消耗還是重量方面，都比過去有所提升。在影響性能的方面上，并沒有因為能源消耗的降低和重量的減輕而出現諧振頻率不穩的情況，總體而言就是體積小的情況下，其性能并沒有受到影響，反而有了進步。

2.2 集成程度提高

通過將微電子傳感信號應用在機械設備當中，過去由于分工各不相同需要單獨存在的各個傳感器，現在可以統一規劃在一起，變成一個傳感器系統。分工各不相同的傳感器系統當下統一合并為一體，也并沒有因為其當下的合并性，而影響到各個傳感器的單獨工作，反而轉變成了傳感器系統。形成了傳感器系統之后，其穩定性得到了更大的提升，每一個傳感器都比過去單獨存在的時候在性能方面得到了提升。

2.3 材料優勢

當微電子傳感信號應用在機械設備當中時，其使用的材料往往都是硅。硅這種材料在很多方面上都有著優勢，其密度相較其他材料要更大，而且硅的硬度也是要好于其他材料。作為微電子傳感信號當中最為重要的傳導材料，硅在傳導性方面也是明顯要好于其他材料的。這些硅的特性使得在材料的選擇上就具有一定的優勢，使得設備的性能要比過去更加優異。

3 微電子傳感信號在機械設備自動控制當中的具體控制過程

3.1 檢測部分

檢測部分當中檢測的主要意義是為了從外界獲得數據，獲得數據需要通過信號來實現。信號從傳播順序上來看可以分為傳入信號以及輸出信號兩種，而從信號的形式上則可以分為數字信號和模擬信號兩種。在微電子傳感信號應用在機械設備的自動控制當中里。輸入信號指的是從設備當中獲得的某種狀態信號，而輸出信號則指的是各種內部信號。另外還有數字量信號，其特指的是幅值在一定區間之內且相對離散的信號。在使用數字量信號的過程當中，可以觀察到數字量信號有著明顯的上升沿和下降沿。除了數字量信號之外，還有模擬量信號，模擬量信號的變量則是根據測量的改變而隨之改變的。在變化的過程當中有很多因素都可以算作是模擬量信號，例如溫度、速度等。外界信號通過模擬裝換之后都可以變成數字量信號，傳遞到控制器當中。

3.2 控制部分

傳感器在系統當中是作為前置部分存在的，完成了檢測之后，要按照一定的規律完成轉換。在傳感器當中要使用敏感元件，使用的位置在傳感器當中的傳感部分以及被測量部分。控制部分當中的傳感器可以將外界收集到的有關位移、位移速度、壓力等數值轉換為信號形式，而不同的傳感器要負責轉換不同類型的信號。

3.3 執行部分

在機電一體化當中，執行裝置的作用是為了作出一些運動以及動力，從而達到使得系統運動的作用。執行部分可以根據其不同的作用類型分為電動型和液壓型，目前還出現了氣動型。在工作的過程中，這些執行裝置可以將來自電力、液壓、氣壓的力都轉化為系統需要的動力，從而達到為系統提供動力的作用。

4 小電波信號的機械控制

在微電子傳感信號對機械設備自動控制的過程當中，對于電信號進行采集是一個非常重要的環節。小電波信號與傳統信號相比，小電波信號更加注重的是對局部頻率變化的分析。因此小電波信號有著更好的延展性，信號想要表達出的情況也更加準確。小電波信號還可以將信號當中很多過去表達不出來的細節統統展現出來，所以在機械信號轉換方面，小電波信號的環境更加優秀。為了使其效果更直觀的展現出來，本文特地為此進行了相關實驗，下文將對實驗結果進行全面的分析。

4.1 機械小電波的有效轉換

由已知的小電波信號的原理我們可以了解到，在機械信號通過微電子表達的過程當中，要求轉換信號有著很強的強度。因此為了使得信號的強度可以達到規定的要求，讓后期的機械設備在控制方面能夠足夠的精準正確，我們發現其與小波原理有著十分緊密的聯系。通過研究我們發現了下面的規律，其詳情見圖1。

圖1

圖1中將小電波進行了分解，制成了圖1這樣一個示意圖。在這個示意圖當中我們可以將信號看做是逐層向下分解的信號。通過這樣的分解，我們可以把這些機械信號分為高頻與低頻兩種。當微電子信號經過分解之后能有效的達到去除噪聲的目的。和過去傳統的信號不同的地方在于，小電波信號分解的過程當中其函數不是唯一的存在，通過對其中有效的小波信號進行篩選，能夠選出真正有研究價值的小電波信號，來達到加強機械信號的目的。在選擇相關小電波信號的過程當中有以下三個原則，首先是選用的小電波信號要遵循自相似原則，第二要符合判別函數，最后要有支集長度。

4.2 實驗結果的分析

為了使得本文論述更加具有實際意義，使得論述更加具有說服力，特地進行了相關實驗來保證研究的準確性。通過在有效的機械信號當中加入正確的參數，再由計算機來進行全仿真實驗，選取正確的參數。其具體實驗結果見表1。

表1

表1是本文進行實驗的實驗結果，進行這個實驗的目的是為了找出最強的電子機械信號，在實驗的過程當中保證了對雜質信號的屏蔽，而且使用了不同數值進行了反復測試，因此可以保證實驗結果的準確性。由實驗的結果我們可以知道，機械小電波的微電子信號是最好的。

5 結語

在機械設備自動化控制當中，微電子技術的應用在當下仍然是一種新興技術。但是無論是工廠當中的生產，還是科學高精尖領域當中，無論是國防、醫療當中，微電子技術的應用都有所覆蓋。因此，其可以說是一種涵蓋范圍很廣，設計領域眾多的技術，在未來的發展前景當中，無論是學術性，還是實用性上都有著很大的研究空間。本文只是對其進行了簡單的介紹并通過實驗的形式展示出微電子技術的優勢，主要介紹的方面包含其自身優勢和工作當中的原理，闡述了傳感器是如何工作，如何對各種外界信號進行識別，并將其轉換為可識別信號的。微電子技術應用在機械設備自動化當中，使得未來機械設備自動化操作更加穩定，目前我國對該方面的研究越來越重視，相信在未來，微電子技術方面一定會有著很大的提升空間，為人們的生產生活帶來更多便利。