機電一體化系統中傳感器技術的運用

陸榮鵬

摘要： 隨著社會經濟的不斷快速發展，近幾年來我國機械行業的自動化水平也在突飛猛進，不僅在機械行業的生產力以及生產效率方面有了極大的提升，同時在機械設備的控制上更加的簡潔易操作。新時代的機械行業正向著新技術和新設備的方向發展，進一步研發智能化水平較高的機械設備，是目前機械行業迫切需要解決的問題，同時對整個控制系統的性能提升都有著重要的作用。主要介紹了傳感器技術在機電一體化系統中的重要作用，同時也對傳感器技術的實際應用做了簡單的探討。

關鍵詞： 傳感器技術；機電一體化系統；應用

1 傳感器技術的相關內容簡述

傳感器屬于一種元器件，主要是用來獲取信息并且輸出信號。傳感器可以對對象進行信息感應檢測，按照規律把其轉化為具體形態的一種電信號裝置。為了良好的滿足傳輸信息、處理信息等功能的需求，可以利用傳感器。當今信息時代的背景之下，作為高新技術典型標志性技術之一的傳感器技術，具體應用到機電一體化系統中主要是通過使用測量效能達到目的。機電一體化系統通過測量模塊來實現對對象各項參數的輸入操作行為，然后按照規律將這些所獲得的參數轉變為機電物理參數的變化曲線，為工作人員進行優化整改工作帶來數據依據，機電一體化系統中將傳感器技術當成核心技術，傳感器技術成為了機電一體化系統良好有序運行下去的助推力。工業生產中利用傳感器技術，為工業企業帶來了巨大的貢獻，隨著傳感器技術的不斷發展，其與信息、現代通信技術完美融合，在越來越多的領域當中發揮著作用。

2 傳感器技術在機電一體化系統中的重要性

機電一體化系統是一個自動化程度比較高的系統，其核心部件就是傳感器，所以傳感器技術也就是該系統中的核心技術。傳感器在機電一體化系統中的角色就好比人體的感覺器官，它能夠通過對目標實物的感知測量來獲取目標的相關信息，并快速、準確的將這些信息傳遞給系統控制模塊，進一步提高系統的控制效果。在對目標測量過程中，傳感器能夠為機電一體化系統準確、快速的提供維持系統高效運行的重要的相關數據信息，最主要的是能夠幫助系統實現對自身的自動化檢測，傳感器在提高機電一體化系統性能方面，所以進一步加強機電一體化系統中傳感器技術的研究是十分有必要的。

3 傳感器技術的應用

3.1 傳感技術在機械加工中的應用

在開展機械加工時，需要借助檢測工作確保機械加工的產品滿足要求。在開始加工產品之前，需要對坯件以及設備進行自動檢查，從而確保后續工作的正常開展。傳感技術在機械加工過程中的應用主要體現在以下幾個方面：（1）通過檢測能夠對坯件的夾持方位進行自動的判斷和調整，并預估上床之后產品裝夾的形變情況和夾力大小；（2）完成加工之后，對產品的合格情況進行評估，在測量評估過程中需要掌握產品的形狀、尺寸和平面度等參數，部分特殊工件除了上述檢測內容之外，還需要對導程、齒距等進行測量，機電一體化系統的實施，能夠使上述的工序都能夠自動完成；（3）加工產品時，要借助傳感檢測技術對加工條件進行把控，即控制振動、切削速度等，系統能夠自行監測從而使系統達到最佳的加工狀態，從而提高產品的合格率。以切削過程為例進行詳細說明，利用傳感檢測優化系統的生產率，使得切除率實現最佳，準確掌控機床的動態特征。同時還需要找到影響精度的因素，并對其進行優化處理，不但能夠輔助加工，還可以對刀架結構和材料進行評估。

3.2 傳感技術在汽車行業的應用

隨著科技的發展，汽車逐漸成為了人們出行的重要工具，因此，更多的技術被廣泛地應用在了汽車制造當中。近年來，汽車行業逐漸向著輕型化和智能化發展，汽車行業使用的電子控制系統需要傳感技術的支撐，該技術的使用不但能夠提升汽車的使用舒適度，還能夠方便人們的出行。機電一體化系統中機械式控制部件被自動控制系統取代，逐漸把控制和檢測技術應用在汽車生產當中，想要完全實現，需要引入可靠度和性能高的傳感器類型，具體要求包含以下幾點：（1）適應性強：汽車需要在惡劣環境下行駛，因此，傳感器需要具備密封性，能夠抵抗潮濕、易腐蝕的環境，保證汽車能夠正產運行；（2）抗干擾性能好：傳感器一般應用在汽車發動機艙當中，運行過程中需要抵抗強震、高溫、高壓和電磁波等的影響；（3）穩定、可靠性高：汽車一般具備較長的使用年限，因此，汽車零部件需要耐用，各項指標需要滿足高頻率運行需求；（4）經濟成本要合適：在生產汽車的過程中，不但需要滿足上述的要求，還需要對經濟成本進行控制。在開始實現大批量生產之前，需要保持產品的一致性，這和自動化生產要求是一致的。

3.3 傳感技術在數控機床上的應用

將傳感技術應用在機床當中，即采用數字信號對機床運動加工進行控制，實際上就是借助數字代碼的形式把加工信息記錄在程序介質當中，其中包含移動軌跡，然后系統需要經運算、譯碼等環節發出相應的指令信息，使機床工作，從而生產出滿足要求的產品。在數控機床當中使用的傳感器主要有電壓傳感器、光電編碼器等，主要用于位置檢測，掌握機床的運行狀態。傳統機床在使用過程中會受到技術的影響，從而出現軸轉動過位問題，這樣一來就很容易出現機床使用故障。若把紅外、超聲波等傳感器運用在機床當中，不但能夠有效地檢測機床是否存在軸轉動過位問題，還能夠及時處理出現的問題，這就有效地解決了常規機床生產過程中存在的人工檢測盲點，能夠有效地控制數控工作，提高產品的質量和精度，還能夠有效地降低各項成本，這對于企業的長遠發展而言是非常有利的。

4 傳感器技術的發展趨勢

傳感器技術涉及到的領域眾多，其特點在于可將非電量轉換成電量，所有的過程均符合物理定律和物質的物理特性，而隨著科學技術的進步，不斷有新材料、新技術出現，將這些與傳感器技術相結合，或者在現有的技術基礎上，不斷對傳感器技術進行優化更新都是非常重要的。第一，研發新型敏感材料，將微電子、光電子等學科技術運用其中，提高傳感器的敏感程度，提高傳感器的性能，使其達到可以長時間連續以及短時間瞬時檢測的工作要求；第二，新技術和新物理效應的應用，近代物理學已有造生物的感覺功能的新型傳感器得到開發，其覆蓋的行業領域也越來越多，通過新的技術和材料不僅可以研究新型傳感器，還能優化已經開始使用的傳感器，增強可使用的范圍，將其更為小型化、集成化，開發更多的功能，減少其中的消耗；第三，高精度發展，現代社會需要靈敏度、精確度、反應速度的傳感器，一些超精度的在線檢測可達到<0.1m，還可將數學模型和計算方法運用其中，降低故障率；第四是智能化數字化發展，目前發現傳感器已可以不再輸出單一模擬信號，而是輸出微電腦處理后的數字信號，甚至可附帶控制功能，未來可以應用自動檢測系統的線上檢測控制和智能化工作。

5 結束語

機電一體化系統是未來工業的發展方向，而傳感器技術在機電一體化系統中的運用，能夠有效的提高系統的自動化和智能化水平，提高工作效率。其主要運用于機械加工、汽車行業、數控機床等機電一體化行業，為生活和工程生產提供便利

參考文獻

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