機電技術中傳感器技術的應用及發展趨勢

盧時俊 寇成龍 王建

摘 要：傳感器技術在機電技術中的應用十分廣泛，它能有效、精確、快速地收集機電運行過程中的信息，達到對機電信息的控制，從而保證機電一體化系統能夠高效率地運行。本文通過對傳感器技術在機電技術中的應用，來簡單探討傳感器技術在機電技術中的發展趨勢。

關鍵詞：傳感器技術;機電技術;發展

傳感器技術本身具有技術性及綜合性等特性，在機電技術中的應用范圍極為廣泛，且都扮演著重要的角色，發揮著重要的作用。利用傳感器技術可以在第一時間快速、準確的獲取機電設備在工作運行過程中的數據信息，并且可根據數據信息自動進行反饋和調整，進而保證機電設備的正常工作，有效發揮機電設備的整體性能。如果傳感器技術在整個機器工作過程中出現一丁點問題，就會給機電設備的正常運行造成阻礙，從而影響整個工作進度，因此有效的傳感器技術在機電技術中的應用必不可少。

1 傳感器技術在機電技術中的應用

1.1 傳感器技術在機械制造中的應用

傳感器技術在實際的運行過程中，主要涉及到刀具切削、機床運行和工件的加工等方面。

刀具的切削和磨削過程是重要的材料加工過程，當刀具和砂輪磨損使用過度后，不僅會失去它們原有的切磨效果，還容易帶來安全隱患。在機床運行方面，主要是為了檢測驅動、軸承和回轉等系統的安全性能。工件的加工方面，主要是用于控制工件的加工質量，也就是辨識當前所執行的加工工序是否是工件加工要求的工序以及辨識待加工的工件是不是要求要加工的工件。

1.2 傳感器技術在環境監測中的應用

目前用來監測環境的傳感器，不僅價格低廉、操作簡單、監測范圍廣泛而且可以監測到環境的實時變化，有突發情況可以及時發出預警，疏散人群，并且實時監測險情，能夠將群眾的損失降到最低。

1.3 傳感器技術在汽車自控系統中的應用

隨著我國汽車電子化的不斷普及，傳統的手動擋汽車已經無法滿足現在人們快節奏的生活方式，正漸漸被自動擋汽車所替代，傳感器作為汽車的核心，直接關系到汽車的使用壽命以及乘車人的人身安全。大部分安裝在汽車發動機、車身和底盤的冷卻水傳感器、壓力傳感器等都大大提高了乘車人行駛過程中的安全性、可靠性以及舒適度。

1.4 傳感器技術在機器人技術方面的應用

21世紀，機器人等高科技產品已經開始滲透到人們生活的方方面面，將傳感器技術與人形機器結合起來，大大提高了機器人處理工作的靈活度和穩定性。在其具體運用中，機器人中的傳感器分為內外兩部分，內部傳感器是對整個操作系統進行控制，并且用來檢測機器人的自身狀態，查看機器人的系統運行是否穩定，是否可以按照命令指示進行相應的工作。外部傳感器是用來檢測、收集和分析外部工作信息，然后將收集到的所有信息匯總傳遞給內部的傳感器，內部傳感器會自動分析這些信息并且形成參數，然后對現有方案進行調整，使之適應不斷變化的外部環境。

2 我國傳感器技術發展存在的不足

我國的傳感器技術雖然已經應用在很多方面，但相較于西方發達國家，還是有所欠缺。首先，我國研究傳感器技術的產業結構比較分散，相關人員的專業知識不足，同時也缺乏先進的算法和模擬設計方法;其次，國內市場開拓不力，產品的宣傳力度也不夠;最后，我國政府在傳感器方面的重視程度有待提高，投資力度有待加強，科研設備比較落后，缺少先進的微加工設備和封裝技術設備等，產品的穩定性和安全性也有待進一步的提高。

我們要加大對傳感技術的投資和研發力度，要加快產學研的整合，從而縮小我們與其他發達國家之間的差距，使傳感器技術更好更快地為我們自己服務。

3 傳感器技術應用的發展趨勢

3.1 繼續開發新材料，研發新型傳感器

目前我們的傳感器材料多基于特殊物理、化學材料，其原料難尋，有些甚至是不可再生的原料。因此，新特性新功能的基礎材料是進一步發展傳感器技術的重要基礎，我們可以將微電子、生物化學和信號處理等多方面的技術結合起來進行不同方向的嘗試，盡快研究出新型的傳感器技術。

隨著傳感器技術的不斷發展，納米材料被不斷開發，其不僅能提供大量的氣體通道，而且導通電阻很小，能夠使傳感器朝著微型化的方向發展，具有廣闊的使用空間，如汽車尾氣排放系統的應用。

3.2 應用范圍從機械電子滲透到個人生活

隨著近代物理學、生物學等的發展，人們的經濟水平不斷提高，大家對自身的健康狀況不斷重視，對仿生學方面的新型傳感器技術也不斷開發深化，使得傳感器技術的應用領域更加廣闊。不僅只是工業生產部門，也涉及到海洋、食品、生物、醫療、安全監測等各個方面，跟人類之間的接觸也越來越親密。

3.3 向智能化、微型化、集成化方向發展

體積小、重量輕、造價便宜，且有高速度、高效率、高精確度的新型傳感器，可以在確保生產可靠性的同時進一步提高機器技術的自動化效率。近年來，隨著科技的發展，人們對穩定性、精確度、靈敏度等性能的要求也逐漸增加，例如新型半導體材料，還有各集成電路新工藝等早已滲透到傳感器技術的制作過程中，為了適應多變的環境，還能節約成本，很多地方要求機電的檢測系統要具有較長的使用壽命以及較高的抗干擾能力。

4 結語

總而言之，在機電一體化體系中，無論是傳統的機械產品還是機電融合的高科技產品，都離不開傳感器的檢測這個重要環節，傳感器技術與機電技術的結合，有利于提高機械設備的穩定性、完整性和可靠性，從而降低成本，提高其工作效率。現在人們的生活節奏越來越快，世界經濟也在高速發展，傳感器技術必將有更輝煌的明天。

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