傳感器技術在機電一體化系統中的應用研究

金廣平

[摘? ? 要]在當下研發的傳感器而言，是一種對數據進行針對性處理的技術手段，可以很好地對采集的數據信息進行高效率的分析、傳輸，以此將其信息轉變成信號進行傳輸。特別是在當下的機電領域中，有著十分重要的作用，可以充分的保障系統的穩定運行。

[關鍵詞]傳感器技術;機電一體化系統;應用

[中圖分類號]TP212;TH-39 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–0–02

Research on Application of Sensor Technology in Mechatronics System

Jin Guang-ping

[Abstract]For the sensors developed today， it is a technical means for targeted processing of data， which can analyze and transmit the collected data and information efficiently， so as to convert the information into signals for processing. transmission. Especially in the current electromechanical field， it plays a very important role and can fully guarantee the stable operation of the system.

[Keywords]sensor technology; mechatronics system; application

早在1980年，傳感器技術就得到了充分發展，各行各業都對于傳感器技術進行了充分使用。目前，傳感器市場規模已經超過了兩百億美元，世界傳感器銷售增長率超過了80 %;傳感器的種類也在兩萬種以上，傳感器在機械制造業、農業機車行業，以及煤礦行業等各個行業中都進行了廣泛應用。

1 傳感器的發展現狀

當前，傳感器已廣泛應用于各行業，并經常對整個社會起到關鍵性的推動作用。在各行業的發展中，傳感器可以很好地應用于機電自動化控制的檢測領域，實現機電工程一體化的發展目標。因此，它們已成為該領域非常重要的機械設備之一。目前，在傳感器的長期實踐中，隨著技術能力的提高，系統能夠自我調節和控制，推動了機電一體化的發展進程。同時，傳感器也呈現出一定的高靈敏和低成本趨勢。集成化是指既包含技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與組合，又包含生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。首先將系統分為若干層次，再通過軟、硬件將各層次有機聯系起來，使其性能最優，功能最強。在傳感器的發展過程中，由于傳感器的發展促進的集成化和智能化，成本也得到了有效控制，推動了當前傳感器技術的進一步發展和進步。例如，該傳感器可應用于汽車發動機或內燃機。當設備運行時，傳感器可以采集參數，并將設備的溫度、內壓等數據傳輸給控制系統，以便在實際運行過程中充分了解不同部件的實際運行情況，從而控制運行效果。在精密設備上使用傳感器后，大大提高了設備的整體可控性，并及時獲取狀態信息。

2 機電一體化系統概述

機電一體化系統主要由傳感器檢測系統、機械系統和伺服系統組成。傳感器檢測系統包括加速度傳、扭矩、位移、速度、視覺傳感器等。對于機械系統，它還包括支撐部件、傳動結構、數學模型等。對于伺服系統，有檢測元件、電氣元件、執行器等部件。不同的系統有不同的部件或裝置，形成一個完整的機電一體化系統，使機電一體化系統能夠完成物理、生物、化學等不同領域的信號檢測、轉換和傳輸。

3 傳感器技術分類

傳感器技術是指在機械生產過程中能夠檢測、轉換和傳輸數據的設備。同時，它可以根據相應的物理特性將電阻信號轉換為電信號，以便更好地檢測它們。目前，在國內工業生產過程中，對于工業生產中生產的不同材料，傳感器技術可分為晶體結構和物理結構。根據傳感器設備的內部能量轉換方式，可分為能量轉換型和能量控制型。傳感器技術檢測到的不同參數可分為物理參數、機械參數和熱參數。

4 傳感器技術在機電一體化系統中的意義和作用

隨著我國機械自動化水平的不斷發展和提高，有必要加強機電一體化系統在日常工作中的應用，其中傳感器技術起著重要的作用。將傳感器技術應用到機電一體化系統中，通過傳感器技術監測的數據可以進一步促進自動化設備的運行，大大提高國內機械化生產的效率和水平。同時，當機電一體化系統獲得準確的數據時，也為今后的正常高效運行奠定了堅實的基礎。

檢測部分是機電一體化系統中最關鍵的環節，包括監測和獲取監測對象的相關數據。它還可能對各種部件的數據輸入產生重要影響，如機械部件中的速度、強度和壓力。機電一體化系統中的檢測模塊由傳感器技術和測量電路組成，可以反映出傳感器技術在機電一體化系統中發揮著極其重要的作用。它也是機電一體化系統的核心部分，對機電一體化系統的正常高效運行有著重要的影響。

5 傳感器技術在機電一體化系統中的實際應用

5.1 傳感器技術在交通運輸行業的應用

為了交通運輸業的發展，傳感器主要應用于汽車領域。目前，我國人民的物質生活水平有了很大提高，汽車逐漸成為人們日常生活中不可缺少的交通工具。越來越多的家庭擁有汽車，這提升了汽車的整體市場規模和份額。單純依靠傳統勞動力已不能適應當前汽車產業的發展和進步。在傳感器技術的應用過程中，實現機電自動控制與汽車制造技術的集成是一種有效地技術途徑，使壓力、氣體傳感器、紅外線傳感器、吸力傳感器等傳感器類型可以在操作過程中使用，從而有效地保證了傳感器的使用，發揮應用的效果和價值。同時，傳感器技術也可以應用到目前的高速公路上。例如，壓力傳感器可以安裝在高速公路收費口上。當車輛通過該區域時，壓力傳感器可用于收集實際壓力等級的信息和數據，從而充分監控車輛的負載，確保公路的整體安全。

我國科學技術的持續成長，使得汽車行業逐漸朝著無人駕駛汽車的方向成長。而部分的大型汽車生產廠家也開始逐漸推出無人駕駛系統，而經過大量的實驗，無人駕駛系統在各方面依然有著較大的成長空間，例如：安全系數、汽車的敏感程度等。無人駕駛系統在人流密集程度較大的地方并不會有著太多的運用空間。將傳感器技術與無人駕駛汽車進行融合，不僅能夠使得無人駕駛系統變得更加符合人們的需求，同樣也在朝著智能化的方向成長。傳感器技術在汽車生產以及駕駛當中都起到了至關重要的作用，能夠確保人們的行車安全。而傳感器技術在汽車的制動系統、防抱死系統、控制系統以及自動變速系統等方面有著大量的運用，對于汽車在行駛過程中的安全性有著較高的保障。

5.2 在農業中的應用

我國自古以來就是一個農業大國，特別重視農業的發展和進步。對于傳感器來說，它是一種非常有效地技術手段，可以為人們收集各種信息和數據。因此，在當前農業現代化的發展中，傳感器已成為一種廣泛應用的自動化設備。在具體應用過程中，它可以幫助農民在種植過程中利用遙感技術將傳感器設備投入農田，使其能夠很好地利用傳感器采集種植區域的土壤濕度、溫度、硬度等信息，以便對土壤進行實時全面檢測。同時，它還可以檢測實際傳感器測量過程中的一些有機物和光強。與傳統種植方式相比，在種植過程中能很好地提高種植效率，并能根據實際種植情況有針對性地調整種植方案。此外，傳感器還可以在一些自然災害的預防和控制中發揮非常重要的作用。

5.3 在工業生產中的應用

在技術進步的背景下，大量的工業機器人都被應用到工業生產當中。工業機器人可以有效地代替一部分人工的操作，并且克服生產過程中的惡劣環境，從而降低工業生產的成本，提升工業的加工效率和質量。同時，工業機器人能夠解決工人在工作過程中存在的疲勞問題，減少因為人為因素所導致的誤差率，保證工業生產的質量和效率。而為了實現工業機器人的這些功能，就需要利用傳感器讓工業機器人能對周圍的情況、零部件的加工狀態做出感知，自動地對零部件加工的位置、加工工藝做出微調，保證機器人工作的效率和有效性。所以，傳感器就是機器人的感官系統，可以有效識別周邊的情況，機器人會利用傳感器的數據進行自主調整，技術人員也能在工業生產的過程中監控機器人的狀態，并且結合實際工作需要做好調整。

5.4 機器人制造的應用

在當前傳感器技術的研究中，它可以在機器人的制造中發揮重要的價值。例如，在信息采集和分析過程中，傳感器一直是非常重要的機械設備。在應用過程中，傳感器可以通過反饋的數據得到的一些物理信息，從而進一步促進了機器人信息處理能力的提高。同時，在當前傳感器技術的應用中，機器人具有進一步的內容控制，因此機器人可以改善其對外部環境的整體感知。在對傳感器進行外部控制的過程中，還可以使其機器人獲得更多的外部信息內容，并對信息數據進行綜合采集和處理，最大限度地滿足信息處理的需要。使機器人在操作過程中對外部環境具有有針對性的信息識別能力，從而滿足機器人的操作目標和效果。

5.5 環境試驗中的應用

在許多行業的發展中，如在煤礦行業的發展中，往往需要確保對周圍環境進行綜合治理，以避免在施工過程中受到環境的影響。因此，在對其環境進行檢測的過程中，傳感器是一種非常重要的信息采集設備。在使用過程中，可以在現有的煤礦機電自動化系統中很好地安裝一些傳感器，使系統在運行過程中能夠實現自我檢測和分析，以便在出現某些故障信息時及時處理和報警，從而保證機電自動化系統的穩定運行。另外，當井下環境比較復雜時，一旦環境發生變化，這些信息數據可以及時分析處理，傳感器可以及時分析傳輸。這樣，相關人員在收到信息后，可以進行有針對性的分析和處理，從而確保整個作業的安全。在一些機械化設備的故障過程中，傳感器還可以作為一種重要的機械設備信息采集能力，最大限度地滿足故障處理和分析的功能要求。與傳統機電自動化系統的運行維護相比，有效提高員工的工作效率。

6 傳感器技術的未來發展方向

雖然我國傳感器技術發展十分迅速，但仍然存在很多問題等待科研人員去解決。傳感器材料是傳感器技術創新的一大重點，目前主要的發展目標努力與電子光學、生物科學、電子信息等學科相結合，開發出更敏感、更輕巧、更穩定以及信號傳輸更快的傳感器材料。很多領域上應用傳感器的地方都是人煙稀少的地方，人們經常忽略對其的維護管理，電力傳輸成為一個難點，如果專門為傳感器設計一套支持電路，會產生極大的資源浪費，因此傳感器材料是未來研究的重點課題。另一個發展方向為傳感器集成化和多功能化，把多種不同功能的傳感器集成一體，創新成為一種新型的可以同時檢測多種信息的傳感器;或者把傳感器與多功能電路集成一體，使其具有多種探測功能。

7 結束語

傳感器技術作為信息技術的三大支柱之一，可以衡量一個國家的信息化程度。傳感器技術在各行業機電設備中的應用，是推動社會信息化發展的重要嘗試。同時，機電一體化系統的不斷發展代表著我國機械化的程度，對社會產業結構的優化、轉型和升級具有重要意義。目前，傳感器技術在機電一體化系統中的應用，有效地促進了機電一體化系統的智能化、小型化和高精化發展。在未來機電一體化系統的研究中，有必要更好地實現傳感器技術的深入研究，實現傳感器技術與機電一體化技術的有機融合和發展。

參考文獻

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