淺析電子傳感器在機械制造中的集成問題

張景彥

摘 要：科學技術在近年來的快速發展和改革開放對國內加工制造業的刺激，都使得國內企業對機械制造領域的投入持續增加，現階段的機械制造方式及使用的設備已具備高度智能化的優勢。各種跨領域、跨專業的技術融合與創新也為新型機械制造的效率提升提供了技術支持。微電子技術作為應用范圍較廣的高新技術之一，能夠與各類電子傳感器配合使用，并在機械制造、生物化工等多個領域和行業內充分發揮其優勢。本文結合電子傳感器技術的應用原理及其特點和優勢，重點關注其在機械制造領域中的應用現狀，并在此基礎上提出加強電子傳感器和機械制造融合與集成效果的對策。

關鍵詞：電子傳感器;機械制造;集成問題

一、電子傳感器技術概述

我國在20世紀80年代末就將傳感器列入國家高新技術發展的重點，經過“八五”、“九五”和“十五”的攻關和產業化建設，目前全國已有2000多家企事業單位從事傳感器的研制、生產和應用。由于經濟發展水平和生產研發資金的限制，我國傳感器行業總體技術水平還是相對比較落后的，規模和應用領域都較小。今天活躍在國際市場上的仍然是德國、日本、美國、俄國等老牌工業國家的企業。在這些國家里，傳感器的應用范圍很廣，許多廠家的生產都實現了規模化，有些企業的年生產能力達到幾千萬只甚至幾億只。相比之下，中國傳感器的應用范圍較窄，更多的應用仍然停留在工業測量與控制等基礎應用領域。

現階段，電子傳感器技術憑借其廣泛的適應性與廣泛的應用度，在材料、化學、物理以及微電子電路等各領域和學科內都有著豐富的應用。電子傳感器技術的理論融合了各學科的知識和技術成果，能夠充分體現現代科技所達到的水平和高度。作為現代科技的杰出代表，電子傳感器技術及其相關聯的各類高科技產業范圍內獲得了廣泛的認可，被認為是 21 世紀最具發展前途、擁有最廣闊市場前景和發展空間的產業技術。電子傳感器技術從其種類上進行劃分，已經多達3萬種以上，并且還在以極快的速度增加著。其在各行業和領域中的應用現狀也遠超人們想象的廣度和深度。特別是在對電子信息處理及信號采集的過程中，憑借電子傳感器所具備的高效信號處理能力和運算速度，已經在當今的信息化時代當中充分發揮出了其實際應用的價值。電子傳感器技術是世界各國在未來很長一段時間內進行競爭、博弈與對抗的重要領域。特別是西方發達國家早在上個世紀 80 年代初期就已經將電子傳感器及相關技術的研發列入了國家重點研發計劃。經過幾十年的開發與演變，如今已經取得了十分可觀的應用效果與宏大的應用規模。

二、電子傳感器技術的發展現狀分析

電子傳感器技術的應用不能脫離實際而進行，必須依賴于其他領域和學科的理論知識和技術，才能在實際應用中充分發揮電子傳感器技術的優勢。為了能夠保證電子傳感器在信息獲取速度和處理能力等方面的優勢得到充分展現，就需要逐步順應時代的發展需求，將電子傳感器的應用方式和領域向著微型化與智能化的方向轉變和發展。現階段，人們對于電子傳感器的認知還存在一定的局限性。對其能夠實現的處理速度、精確度以及運算可靠性等了解得不夠深入。其實，電子傳感器所具備的運算速度和效率已能夠滿足大多數實際應用場景的需求。各類傳統的大體積、功能單一的傳感器也已經在時代的發展中逐步被各類高性能的微型傳感器所取代。目前，獲得主要應用的電子傳感器主要由含硅材質組成，并且具有重量輕、體積小、制作成本低、靈敏度高等特點。憑借這些優勢，電子傳感器在航空、工業自動化以及醫療等行業和領域內獲得了廣泛的應用。智能化的科技發展思路為電子傳感器的應用創造了更多可能。理想狀態下的電子傳感器不僅能夠存儲和處理大量的信息，還能夠根據人們的實際需要進行智能化的判斷。與各類智能化的操作系統完美匹配融合，聯合各類輔助的環境傳感器，和微型計算機共同組成傳感網絡，使其能夠在實際的應用過程中，精確感知環境變化等外界因素。

三、電子傳感器的應用特點

（一）數字化

以電子信息處理和數據化信號運算為根本運行方式的電子傳感器具有典型的數字化特點。通過對大量信息的傳送、存儲、處理、記錄以及分別控制，滿足實際應用的各類需求，并以較高的速度完成各類監測和控制任務。

（二）安全性

電子傳感器應用于機械制造的過程中，能夠有效解決流水線生產作業安全性低的問題。由于傳統的生產流水線沒有配備專業的監控調度系統，大量機械設備在運行過程中一旦發生微小故障，不能立即引起相關技術人員的注意并及時排除故障，往往會引起較大的生產安全事故。將電子傳感器應用于其中，就能時刻密切監測機械設備的運轉情況，一旦發現故障問題立即發出警報，全面提升機械生產過程的安全性。

四、電子傳感器在機械制造中的集成應用情況

（一）電子傳感技術在切削及機床操作中的應用

在機械加工切削等過程中應用電子傳感技術，能夠充分優化傳統切削過程的操作精確度，并極大程度地縮減制造成本，提高生產效率。利用電子傳感技術，配合先進的環境監測傳感器，還能夠時刻感知切削力度的變化，并通過收集切削加工過程中的機械裝置振動情況，對切削刀具和被切工件的接觸情況做出合理的判斷。切削過程中需要重點關注的傳感參數包括切削力度的變化，過程中的振動及切削操作的功率變化等。涉及到的需要檢測的環境指標包括軸承與回轉系統、驅動裝置安全性和環境溫度的監控。

（二）電子傳感技術在工件加工過程中的應用

工件的機械加工過程需要利用電子傳感器來對其質量進行智能化的監控。通過識別工件的狀態和安裝位置來判斷送入機床待加工的工件種類、型號及其規格是否符合規定要求。利用電子傳感技術實現的工序識別需要明確工件要經過的加工工序是否與預期的加工方案一致。

五、結束語：

綜上所述，電子傳感器及相關技術在機械制造領域中的應用狀況較為理想。未來的電子傳感器必將向著更加智能化、集成化的方向發展。其在實際的機械設備生產加工制造的過程中發揮的作用也會越來越大。因此，全行業必須樹立創新意識，大力加強新型傳感器的開發，提高產品的性價比，加快科研成果的轉化，加快新型傳感器的產業化，迅速提高國產傳感器的市場占有率，縮小與發達國家的差距。

參考文獻：

[1]崖海嬌.電子傳感器在機械制造中的集成問題略論[J].農機推廣.2015，12.

[2]李翠.電子傳感器在機械制造中的集成問題略論[J].科教導刊-電子版（上旬），2019，（5）：277.