機(jī)電自動(dòng)化中傳感器技術(shù)研究

崔夏云

（中交物業(yè)有限公司，北京100000）

在我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域中，使用機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)大幅度提高了實(shí)際的生產(chǎn)工作效率，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)做出巨大的貢獻(xiàn)。而傳感器技術(shù)在該項(xiàng)系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)信息的收集工作，并加以分析，提高機(jī)電運(yùn)行的效率。

1 傳感器技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)主要用于監(jiān)測(cè)工作，相關(guān)人員可借助傳感器獲取所需的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)既定的流程進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作，使測(cè)量到的數(shù)據(jù)以其他形式實(shí)現(xiàn)傳輸，達(dá)到操控機(jī)電的目的。目前，科學(xué)信息技術(shù)愈發(fā)成熟，在機(jī)電自動(dòng)化方面，傳感器發(fā)揮重要的作用，既可以對(duì)整個(gè)運(yùn)作流程實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，又能夠保證機(jī)電設(shè)備的使用安全。與此同時(shí)，傳感器技術(shù)在該方面的應(yīng)用逐漸深入，對(duì)提高機(jī)電自動(dòng)化程度具有重要意義。

此外，該項(xiàng)技術(shù)自身也在不斷發(fā)展，使其在各領(lǐng)域中發(fā)揮的作用更為明顯，通過(guò)與計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代科技相結(jié)合，提高自動(dòng)化控制水平。就我國(guó)當(dāng)前的實(shí)際情況而言，逐步提高該項(xiàng)技術(shù)的重視程度，加大投入力度，使其得到優(yōu)化升級(jí)，更為敏感，并將其應(yīng)用到更多的實(shí)際工作中。另外，根據(jù)目前的情況可知，傳感器技術(shù)會(huì)朝著智能化、集成化的方向發(fā)展，與實(shí)際監(jiān)測(cè)工作更為切合，使其能夠解決更為復(fù)雜的問(wèn)題，對(duì)于相關(guān)行業(yè)的發(fā)展起到推動(dòng)作用。

2 傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.1 機(jī)器人技術(shù)

傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化領(lǐng)域中的機(jī)器人應(yīng)用較廣。借助該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的仿真技術(shù)，保證機(jī)器人對(duì)外界事物的感知能力，并將所需的數(shù)據(jù)內(nèi)容及時(shí)輸出，充分體現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際價(jià)值。機(jī)器人在機(jī)電自動(dòng)化工作中，相關(guān)人員主要利用外部以及內(nèi)部的傳感器進(jìn)行控制。前者能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人對(duì)周邊事物的感知，以達(dá)到良好的監(jiān)測(cè)效果，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸給進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的機(jī)器人，繼而達(dá)到對(duì)生產(chǎn)工作的準(zhǔn)確控制。而后者是對(duì)機(jī)電設(shè)備本身進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證機(jī)器的工作效率，既實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)的監(jiān)控，又保證相關(guān)工作的有序進(jìn)行。借助傳感器之間的聯(lián)系，不僅可以獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)，還能夠使機(jī)器人準(zhǔn)確感受環(huán)境變化，保證機(jī)電的自動(dòng)化生產(chǎn)水平[1]。

2.2 環(huán)境檢測(cè)

自然生態(tài)環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容之一，而傳感器在環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用中也發(fā)揮出較好的作用。環(huán)境檢測(cè)工作包含多項(xiàng)工序，且開(kāi)展工作的難度大，繼而應(yīng)用傳感器技術(shù)，提高其自動(dòng)化的程度。對(duì)此，相關(guān)人員在實(shí)際研究考察過(guò)程中，需結(jié)合環(huán)境檢測(cè)工作的具體工作項(xiàng)目，并與現(xiàn)有的檢測(cè)儀器相配合。另外，在實(shí)現(xiàn)機(jī)電自動(dòng)化的情況下，逐漸提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度，相關(guān)人員需借助自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)地的溫濕度、大氣等方面進(jìn)行檢測(cè)，既可提高工作的效率，保證控制設(shè)施的有效應(yīng)用，又能發(fā)現(xiàn)并解決運(yùn)行期間存在的問(wèn)題。由于傳感器的功率較小，所消耗的電能較低，使其實(shí)際應(yīng)用的范圍日趨擴(kuò)大。除此之外，傳感器在該方面的應(yīng)用可分為兩種，一是可接觸，二是非接觸，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)地的環(huán)境進(jìn)行選擇，并圍繞具體的操作方式制定合理的檢測(cè)方案，有利于提高機(jī)電設(shè)施的使用精度，保證數(shù)據(jù)的可靠性，使機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)作。

2.3 農(nóng)業(yè)方面

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，傳感器得到有效應(yīng)用。以農(nóng)業(yè)種植活動(dòng)為例，在開(kāi)展農(nóng)業(yè)活動(dòng)過(guò)程中，農(nóng)業(yè)人員把傳感器安置在農(nóng)田周邊，借助傳感器對(duì)實(shí)際環(huán)境的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，如溫濕度、降水等數(shù)據(jù)，相關(guān)人員可通過(guò)連接的計(jì)算機(jī)掌握農(nóng)田的情況，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行后續(xù)的工作，進(jìn)一步強(qiáng)化田間管理的水平，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量以及品質(zhì)。具體以土豆種植為例，目前，部分農(nóng)戶(hù)會(huì)使用機(jī)械進(jìn)行土豆種植，而在實(shí)際操作過(guò)程中，往往會(huì)將土塊當(dāng)作土豆實(shí)施種植，造成大面積且不規(guī)則的漏種現(xiàn)象。對(duì)此，若將傳感器安置在農(nóng)機(jī)中，能夠有效區(qū)分土豆和土塊，并自動(dòng)清除土豆表面多余的雜質(zhì)，此外，還可以對(duì)土豆的體積進(jìn)行劃分，進(jìn)而提高農(nóng)業(yè)種植的效率和質(zhì)量。

2.4 機(jī)械制造

在進(jìn)行機(jī)械制造期間，該項(xiàng)技術(shù)能夠提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)程度，為相關(guān)人員提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)對(duì)整個(gè)過(guò)程的監(jiān)測(cè)，提高生產(chǎn)的精細(xì)程度。以往的機(jī)械生產(chǎn)模式，雖使用機(jī)械生產(chǎn)機(jī)械，但具體的相關(guān)操作還是由工作人員進(jìn)行的，而部分儀器對(duì)其本身的精度要求過(guò)高，一旦工作人員某環(huán)節(jié)出現(xiàn)較大的偏差，極易使最終生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)械不具備使用性能。例如，制造工件中，應(yīng)對(duì)其的實(shí)際規(guī)格進(jìn)行嚴(yán)密把控，在此期間，使用傳感器技術(shù)，能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)工件中的光點(diǎn)，并借助掃描儀器，沿著工件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，建立工件模型，相關(guān)人員通過(guò)測(cè)量模型便可得到相關(guān)數(shù)據(jù)，提高測(cè)量的精準(zhǔn)度，保證生產(chǎn)活動(dòng)的質(zhì)量[2]。

2.5 報(bào)警系統(tǒng)

機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)包含多個(gè)部分，而報(bào)警系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)運(yùn)行過(guò)程起到一定的管理作用，在正常情況下，一旦出現(xiàn)運(yùn)行異常情況，傳感器能夠及時(shí)感知，將發(fā)生異常情況的相關(guān)數(shù)據(jù)傳達(dá)給工作人員，相關(guān)人員可以此為基礎(chǔ)，盡快做出調(diào)整，使機(jī)電系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)作，有助于保證整體的運(yùn)行效率。另外，傳感器不僅對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障有所感知，還可以對(duì)環(huán)境中所含有的有毒物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并且將收集到的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳輸給報(bào)警系統(tǒng)，提高解決問(wèn)題的效率。與此同時(shí)，在系統(tǒng)運(yùn)行期間，應(yīng)結(jié)合實(shí)際需求，設(shè)置監(jiān)控以及消防保護(hù)裝置，從而提高系統(tǒng)故障處理的能力。

3 機(jī)電自動(dòng)化中傳感器技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向

3.1 智能化、集成化

上文中提到的智能化與集成化，是該項(xiàng)技術(shù)升級(jí)優(yōu)化的關(guān)鍵方向。在科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的當(dāng)下，為該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)支持。另外，若該項(xiàng)技術(shù)無(wú)法跟上科技的發(fā)展速度，極易被淘汰，因此，相關(guān)人員應(yīng)加大投入量，使其更快地提高智能化和集成化程度。若將實(shí)現(xiàn)升級(jí)的傳感器應(yīng)用于機(jī)電自動(dòng)化中，會(huì)提高整體運(yùn)行的智能化水平，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的管控。與此同時(shí)，還能夠拓展更多的使用功能，使其應(yīng)用到更多的領(lǐng)域之中。另外，監(jiān)測(cè)的形式也更具多元化，有利于提升該項(xiàng)技術(shù)的工作能力以及實(shí)際價(jià)值。

目前，我國(guó)使用的大部分傳感器都是從國(guó)外引進(jìn)的，而國(guó)內(nèi)擁有的儀器精準(zhǔn)度較低，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用效果，使國(guó)產(chǎn)傳感器的市場(chǎng)占有率極小。而在信息技術(shù)大爆發(fā)的年代，各項(xiàng)技術(shù)的更新速度也日趨加快，在此種環(huán)境下，研究人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)傳感器的智能化研究。希望未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)活動(dòng)真正的自動(dòng)化，無(wú)需任何的人工作業(yè)，借助該項(xiàng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息收集、數(shù)據(jù)處理等一系列的工作。

3.2 新材料應(yīng)用開(kāi)發(fā)

在第二產(chǎn)業(yè)中，新材料的使用能夠有效提高該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效率，同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)本身的科技含量直接影響整個(gè)運(yùn)作系統(tǒng)的工作質(zhì)量，因此，提高應(yīng)用材料的性能便顯得尤為重要。此外，部分監(jiān)測(cè)工作對(duì)于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有較高的要求，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送的時(shí)間對(duì)最終的數(shù)據(jù)有不同程度的影響，因此，該類(lèi)企業(yè)在選擇傳感器時(shí)會(huì)格外注重其數(shù)據(jù)共享效率[3]。

總體而言，若要提高傳感器的使用性能，需進(jìn)行選用材料方面的研究，結(jié)合實(shí)際的傳導(dǎo)需求、生產(chǎn)支出以及實(shí)用性進(jìn)行綜合考量。目前，市面上的材料種類(lèi)繁多，對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)所應(yīng)用的傳導(dǎo)材料而言，若能夠?qū)⑵浼尤雰x器設(shè)計(jì)中，會(huì)提高其對(duì)于周邊環(huán)境的感知程度，從提高傳輸材料自身的使用性能為出發(fā)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)提高該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效果，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

傳感器是當(dāng)前較為完善的環(huán)境感知儀器，在多個(gè)領(lǐng)域生產(chǎn)活動(dòng)中都有所應(yīng)用。對(duì)此，相關(guān)人員在使用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，應(yīng)先對(duì)其的大致內(nèi)容有所掌握，保證其基本的穩(wěn)定運(yùn)行，使該項(xiàng)技術(shù)可以發(fā)揮出應(yīng)有的作用。