試析機電一體化系統中傳感器技術的運用

段衛輝

摘 要：近年來，機電一體化系統發展十分迅速，這主要得益于控制技術、微電子及傳感器技術的發展，且隨著機電一體化的發展，機械動力性能提升十分顯著，其穩定性、質量、可靠性均有顯著提高。在機電一體化系統主要技術中，傳感器技術為其關鍵性技術，對其運行、調節的自動控制有著明顯的影響。本文簡析了傳感器概念，并對機電一體化系統內的傳感器技術運用進行分析，最后于結語部分簡要分析傳感器技術的發展。

關鍵詞：機電一體化系統;傳感器技術;運用

隨著我國機械工業的進步發展，機電一體化技術已成為該領域內新型、綜合、獨立的學科，其在生產中的應用推廣，也是我國機械工業進步發展的一大體現，通過機電一體化技術，能夠促使機械工程的作業從半自動向全自動升級，帶領我國機械工程向新臺階邁進。機電一體化綜合了機械學、電子學、信息學、計算機技術等多個學科，在多種學科基礎上逐步發展，換言之，該項技術為多種技術的融合，通過多種技術配合以實現機電一體化控制系統，而傳感器技術則為其中極為重要的一種。為進一步探究傳感器技術在機電一體化系統內的運用，本文展開如下研究。

1 簡析傳感器概念

傳感器為檢測性裝置，可將被檢測到的信息記錄后，通過一定規律實現信息輸出，最后實現信息存儲、傳輸、顯示、記錄、控制等[1]。傳感器從仿生學角度出發，使機械實現與動物感覺器官一般的功效，實現對環境變化的感知，并對變化進行檢測、感受，后將感受到的信息應用編寫好的程序轉換為數據信號或電信號，并將信號傳輸到信息接收裝置中，最終實現信息傳導。

隨著當今測量技術的發展，生產過程中對測量的緊密度要求更高，傳感器技術得到業界重視，當下較為先進的傳感器技術已實現人的感覺器官的超越，測量廣度更大，且更為敏銳。同時，傳感器對于人耳無法識別的超聲波，人眼無法識別的紫外線、紅外線等識別能力較強，隨著傳感器在各個領域中的運用，人類對于傳感設備的依賴性更高，傳感器的發展受到各界關注。

2 機電一體化系統內的傳感器技術運用

2.1 機械加工對于傳感器的運用

在機械加工過程中，需應用切削作業，將傳感器技術應用到切削的過程中，能夠大大提升切削作業的效率，有助于提升其生產率，優化制造成本，改善材料切除率等。同時，在機床的運行中加入傳感器，通過傳感器技術對回轉、驅動、軸承系統進行檢測，并監控溫度、運行安全性，傳感參數主要包括加工精度、被加工物件表面的粗糙程度、機床的故障停機時間、冷卻潤滑液流量、機床狀態等。同時，傳感器還被運用在工件中，通過傳感器實現工件識別、安裝中的監控，能夠對工件或代加工毛坯表面缺陷、加工裕量進行測量，并可判斷刀具磨損程度，方便及時處理，避免影響刀具磨損過多，影響精準性后，導致生產出現障礙。

2.2 機器人對于傳感器的運用

在工業機器人中應用傳感器，能夠保證機器人實現對象目標、工作環境改變、自身工作狀態等信息的采集，如當機器人將各種信息采集后，處理有關數據信息，獲得及時性的指令，并作出反饋，能夠實現機器人的準確性控制。在機電一體化中，單一傳感器無法使機器人實現全部動作，為解決這一問題，應當根據機器人有關動作，安裝針對性的傳感器，如將光電開關、微動開關安裝在其運動節點中，幫助檢測機器人極限位置、關節零件，進而增強機器人動作的準確性，同時，安裝此類傳感器，能夠提升機器人的自動保護、自身安全控制系統。

2.3 數控機床對于傳感器的運用

數控機床具有高效、高精確、安全可靠等特點，其作為自動化機床，由程序對系統進行控制，是制造業常用的設備。傳感器對數控機床中應用較為廣泛，可用來檢測壓力、溫度、位移、位置、速度等情況。在加工過程中，隨著電機高速轉動、運動部件位移、刀具切削等作業，將出現大量熱量，且溫度不一，溫差不一可能影響數控機床加工精度。將傳感器應用于數控機床中，通過傳感器對其中的溫度進行檢測，接到溫度反饋后對溫差進行調節，可保障加工的精度。同時，應用傳感器對數控機床壓力進行檢測，能夠保證工件的夾緊力正常，防止因工件松動影響加工質量，采用傳感器位移情況進行檢測，能夠防止傳動軸出現傳動過位等情況，有助于故障檢測與排查。

2.4 汽車自動控制系統對于傳感器的運用

在汽車機電一體化的發展中，不僅需要將單純機械控制部件升級為自動控制系統，還需全面改善汽車的性能，在其中增加個性化、人性化服務項目，減少排氣污染與油耗，進一步提高汽車行駛的可靠性、安全性，使駕駛者的操作更舒適、便捷。為實現這一目標，需在汽車中全面應用檢測、控制技術。在汽車內的重點控制系統中，傳感器的應用必不可少，如曲軸部位的傳感器、壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器、氣敏傳感器、吸氣傳感器等等，多種傳感器的綜合應用使汽車自動控制系統更完備、更先進。

3 結束語

隨著傳感器的發展應用，其已成為高新技術發展的關鍵，且其發展前景光明，未來必將有更大的發展，從當前發展看來，傳感器的發展主要分為微型化、智能化、微耗能幾個發展方向。當前工業生產對于傳感器的要求更為精細，傳統大體積傳感器將難以滿足現代化的發展，傳感器將往微型化方向發展，且目前納米技術、電子集成、新型材料等技術、材料不斷涌現，也為傳感器的微型化發展提供了基礎[2]。傳統傳感器僅可檢測單一的物理量，無法滿足多元化的檢測需求，將傳感器與微處理器結合為智能化傳感器，擴大傳感器檢測的功能，同時不斷提升檢測的精度，進而促進工業的高精度、智能化發展。當前，傳感器運轉需電能支持，為進一步提升傳感器的應用性，未來的傳感器發展將向微耗能方向發展[3]。

綜上所述，隨著當前工業生產的自動化程度加深，工業生產對于自動監測的要求不斷提高，為保障工業發展的先進性，有必要加強對傳感器的研究，促使機電一體化系統的穩定、快速、智能、自動化發展。同時，為保障機電一體化系統獲取信息的準確性，傳感器的研究勢在必行，行業內應加強對傳感器技術的深入探索，擴展傳感器檢測的信息范圍，并提升傳感器檢測的精度，促進工業發展。

參考文獻：

[1]熊文靜，匡勇江.機電一體化系統中傳感器技術的運用[J].江西建材，2017（23）：197.

[2]楊海燕.機電一體化系統中傳感器技術的運用[J].科學技術創新，2016（04）：102.

[3]安培成.淺析傳感器技術在機電一體化系統中的應用[J].內燃機與配件，2018（01）：82-83.