傳感器技術在機電自動化中的運用分析

鄧和蔭

摘要：近年來，傳感器技術在社會多個領域得到廣泛應用，在推動各行業創新發展上發揮了重要作用。傳感器是獲取各項精確信息的基礎，也能將要求測量的非電量轉為被測量的電信號。在目前機電自動化控制環節中，傳感器技術應用范圍正不斷擴大，這極大地推動了社會化生產生活效率的提升，為信息化建設提供了重要動力。本文結合傳感器技術在機電自動化中的應用現狀，分析了傳感器在機電自動化控制中的重要應用。

關鍵詞：傳感器技術；機電自動化；運用；控制

一、傳感器技術基本概念

傳感器是指能感受規定的被測量，并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。它屬于檢測應用裝置，能對行業發展相關信息進行記錄、控制、存儲、處理等。作為信息獲取的重要手段，傳感器技術、通信技術和計算機技術被稱為信息技術的三大支柱。隨著科技的迅猛發展及相關條件的日益成熟，傳感器技術逐漸受到了更多人士的高度重視。當今傳感器技術的研究與發展，特別是基于光電通信和生物學原理的新型傳感器技術的發展，已成為推動國家乃至世界信息化產業進步的重要標志與動力。

隨著信息技術的快速發展，傳感器技術在自動化控制中的應用范圍逐步擴大。在機電自動化控制中，傳感器技術屬于核心技術，具有廣闊的發展應用空間。現階段要想確保自動化控制系統在生產過程中發揮其應用價值，需要對多個生產環節進行全面監控，制訂長遠發展目標。目前，我國傳感器技術應用已經取得了良好的發展成果，部分傳統功能實現了全面突破。比如在對數字信號進行分析上，已經在朝著智能化、集成化方向發展。

1.傳感器技術發展現狀

針對測量和轉化信息方面來說，傳感器屬于現代化檢測設備，在實際運行中工作效率較高，能保障現代化生產活動中多項信息有效獲取、存儲、處理、傳遞。在機電自動化控制中，傳感器技術應用價值較高，是機電自動化監測控制工作的重點。隨著計算機技術在各個行業的深入應用，多個領域的自動化技術也開始與行業發展逐步融合。隨著自動化技術應用范圍不斷擴大，目前在諸多高科技領域也開始應用傳感器技術，其技術應用水平對智能系統運行成果會產生較大影響。傳感器技術水平越高，機電自動化控制水平提升得也越快，解決相關問題的效率也越高。

2.傳感器技術發展趨勢

隨著新技術革命催生的信息化時代的到來，傳感器也成為諸多智能化系統和設備的組成部分。作為人類五官的延伸，傳感器成為獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。包括可以監視和控制生產過程中的各個參數，使設備在正常狀態工作，獲取高靈敏度的信息從而保障基礎學科研究的順利進行。

傳感器在機電一體化以及檢測工作中具有較大應用價值。傳感器能保障系統實現自我控制，有助于提升機電系統自動化發展水平。尤其是隨著當前集成化技術的不斷發展，傳感器技術由單獨測量信息用的測量儀器逐步邁向模塊化甚至微型化，在一定程度上決定整套系統的性能。傳感器技術在應用范圍上也在不斷擴展，在工業生產、海洋探測、環境保護、醫學診斷、生物工程以及文物保護等眾多領域有了長足的發展，這也促進了各行業自動化控制系統運行效率的提升。在未來市場發展中，傳感器技術應用前景廣闊，應用范圍也會逐步擴大。

二、傳感器發展現狀與發展趨勢分析

1.傳感器技術精細度有待提升

當前大多數企業在生產中應用的都是微傳感器，但微傳感器實際應用未能得到廣泛認可。從技術整體應用發展來看，在后續機電自動化生產中，傳感器技術會逐步朝著精細化方向發展，相關部門需引起高度重視。

2.傳感器技術不夠虛擬

在傳統傳感器技術應用中，存在著傳感器技術虛擬化程度不足的問題，致使生產過程中存在較大安全隱患，給生產人員帶來安全風險，降低了生產效率。所以在今后傳感器技術研發過程中，要加大對技術虛擬化的重視力度，合理應用計算機仿真軟件，創新傳感器仿真技術，建立較為真實的機電自動化生產系統，確保產品的設計、生產正常高效開展。

3.機電自動化程度較低

目前，發達國家在現代化機械行業發展過程中都實現了全面自動化、智能化發展，其中典型的就是車聯網技術。早期車聯網產品主要是在安防服務中進行應用，在互聯網發展趨勢下，隨著購車要求的不斷提升，車聯網中不僅有基本的安防功能，還重點突出了娛樂功能，強化了車輛與環境之間的互動，提升了車輛運行的穩定性。但目前我國諸多機械企業尚處于單機自動化、剛性自動化階段，機電自動化技術不能全面適應時代發展要求。

4.傳感器技術未能得到高度重視

傳感器是機電自動化控制系統的前端，是控制系統的五官。在西方發達國家，機電自動化技術應用精度較高，傳感器技術應用范圍較廣。但目前我國現代化機械行業發展中，機電自動化傳感器技術產業化未能得到高度重視，缺乏系統管理。我國現有的生產傳感器的企業大多研發力度不強、市場占有份額不足，實在難以在激蕩的經濟社會中站穩腳跟。另外，在行業中產值超過億元的企業更是少之又少，產品種類齊全的專業生產商不足3%。縱觀整個市場，目前我國敏感元件和傳感器近60%在依賴國外進口品牌，物聯網中使用的MEMS傳感器（即微機電系統）幾乎全部依賴進口，迫于國內龐大的市場需求，這個領域的市場幾乎長期被外國壟斷，國內傳感器產業受挫，發展迎來困境期。

三、傳感器技術在機電自動化生產中的問題

1.在生產環節的應用

現階段合理應用傳感器技術能對各類機器及其中的重要部件振動性進行測量，能對流水線運轉情況進行有效監控。針對精密度要求較高的零件加工時，可以通過傳感器進行精確測量。如對于形狀要求較高的零部件，可在相關刀具與砂輪中加設傳感器，避免生產加工過度導致產品出現不同程度的變形問題，從而提升產品表面完整度，增強加工精密度。

2.在溫度測量中的應用

溫度測量主要分為接觸式測量與非接觸式測量。接觸式測量方式就是通過接觸傳熱的工作原理對溫度進行測量。假如傳感器與被檢測對象在接觸之后通過熱傳遞，相互之間達到熱平衡的要求之后，那么此時傳感器所顯示的溫度就是被檢測物體的實際溫度。接觸式測量的精確度較高、操作便捷、耗費成本較低，但這種檢測方法的對象局限性較大，在對高溫或具有腐蝕性的物體進行測量時，會直接導致傳感器的感溫元件損壞。非接觸式測量技術主要是通過利用電磁波輻射的方式檢測被檢測物的熱輻射，而檢測過程中所顯示的溫度就是被檢測對象的溫度。此種測量方式應用范圍較廣，限制性要素較少，但是測量復雜程度較高，會對被測結果精確度產生影響。

3.在農業領域的應用

在農業生產中，在農田布設傳感器能對農田溫度、光照、濕度、肥料用量進行控制，降低人工操作任務量，能全面提升農作物生產效率與整體產量。此外在收割機中設置傳感器還能對作物進行自動化識別，對作物大小進行劃分等。

4.在汽車領域的應用

隨著經濟社會的發展以及人們生活水平的不斷提高， 人們對汽車這一日常生活中極為重要的交通工具提出了更高的要求。為了從根本上滿足人們日益增長的汽車需求，汽車生產企業在生產制造過程中也開始大量應用傳感器技術。比如汽車的自動變速器、汽車安全報警裝置、汽車的驅動防滑系統等都廣泛地應用了傳感器。再加上機電一體化技術的迅速發展， 各種純機械式控制部件也正在逐步地被自動控制系統所取代，而傳感器技術的強大性能在汽車行業各個方面也發揮著越來越重要的作用。比如在汽車生產中，傳感器技術能取代傳統人力生產，實現汽車運行、能量轉換、信息傳遞一體化發展。再比如將壓力裝置布設在收費站鋼板底部，汽車通過鋼板之后，能夠對汽車實際裝載情況進行分析，從而判定超載情況等。

5.在機器人設計生產中的應用

機器人是傳感器技術在機電自動化控制應用中的突出代表。機器人通過傳感器技術獲取行動控制參數，經過復雜的數據分析形成行動指令，使機電自動化的應用越來越廣。在機器人設計生產過程中，其內部和外部都會添加傳感器，其中內部傳感器主要對機器人內部運動狀態進行檢測，提供相關服務；外部傳感器主要是對外部活動環境進行判斷，避免在技術層面上產生較大問題。在內外傳感器的協同配合下，機器人的自動化服務范圍大大提高，服務質量也有所提升。未來，機器人的應用會越來越廣，傳感器技術的發展空間也會越來越大。

6.在技術監測的應用

在機電自動化技術應用中，傳感器技術能夠起到技術監測作用。比如在環境檢測過程中，傳感器技術能對工程自動化生產環境進行有效監測，建立較為完整的系統網絡，對技術運行環境進行判斷。通過加設傳感器裝置，能夠獲取機電自動化運行環境中的數據信息，比如生產環境中的溫度、濕度等，確保自動化生產設備能穩定運行，提升企業機電自動化生產質量，降低生產環節的危險性。

四、傳感器技術在機電自動化中的應用

綜上所述，傳感器技術是機電自動化應用的重要組成部分。在機電自動化系統中，需要對傳感器技術進行全面更新，提升其應用創新能力。要分析傳感器技術在機電自動化應用中存在的問題，擬定有針對性的解決措施，為機電自動化發展提供有效保障。

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