傳感器技術在機電一體化中的應用研究

秦濤

摘 要：傳感器技術在機電一體化系統中的應用，提高了機械生產制造的能力與質量。目前傳感器技術在機械加工、數控機床領域得到廣泛的應用，而且憑借技術優勢在人工智能、醫療、探險等領域中應用取得了可觀成果，對于提升我國科技水平具有積極意義。本文就傳感器技術在機電一體化中的應用進行分析。

關鍵詞：傳感器技術;機電一體化中;機械加工

傳感器是當前的前沿技術之一，也是決定一個國家科技水平的重要指標。傳感器在很多領域得到廣泛應用，具體包括資源探測、環境監測、臨床醫療室設備、日常家電、智能設備等。傳感器能夠實現自補償和自診斷，還可以對信息進行存儲。不僅如此，在部分環境下，傳感器還可以實現一定的學習和適應功能，為實現各種復雜的操作打下基礎。

1傳感器技術應用于機電一體化系統的意義

當下我國正處于不斷提高工業生產制造業自動化水平的發展過程中，這就需要加強機電一體化系統在日常工作中的應用，傳感器技術在這里就起到了至關重要的作用。加強傳感器技術在機電一體化系統中的應用，不僅可以通過檢測得出的數據信息來促進系統檢測自動化水平的提高，進而推動我國工業生產制造水平的提高;而且還能夠幫助機電一體化系統高效科學的獲取待檢測對象的相關特征和狀態信號，為機電一體化系統后續正常發揮功能奠定堅實的基礎。機電一體化系統中測量模塊是至關重要的一個環節，涉及到檢測與獲取待檢測對象的特征狀態和數據信息，影響到相關工作人員確定機械結構的強度、壓力、速度等主要功能的重要物理參數數據輸入，而這個測量模塊就是由傳感器和測量電路等重要部分組成，也就是說，傳感器技術是機電一體化系統中的核心，是機電一體化系統高水平、高精確度工作的重要保障。

2傳感器技術在機電一體化中的應用

2.1傳感器技術在機械加工中的應用

各個行業工程項目機械結構實際加工的過程中都需要對零部件進行檢測，工作人員在進行加工機械零部件之前，必須利用現有的自動化機械加工檢測設備對零部件的加工胚件和各個零件的加工工具進行檢測，越精確科學的檢測結果，越能保障后續工作的順利進行，而在此過程中，傳感器技術在機電一體化系統中的應用為機械加工檢測技術就起到了重要的作用，使機械加工檢測結果更加科學精準。機 械加工在實操加工前，對加工設備的檢測要求較高，諸如，自動化識別和控制坯件的夾持方位，依據技術標準來調整坯件夾緊力、變形等參數;加工后，精準測量工件的形狀、尺寸和位置數據信息，保證生產的工件品質符合實際需要。通過各項指標檢測，為后續工序開展奠定基礎，傳感器技術在這里就起到了科學、精準且省時省力的作用。在機床加工中，依托于傳感器技術的實際應用可以優化加工流程，進一步提升加工過程穩定性，調整相關加工參數，生產高精度的工件。通過控制床身有關部位的阻抗參數、振動等數值，加強機床加工的薄弱環節，提升加工精準度。我國現階段在機械加工中傳感器技術的應用，其中當屬壓電式三向切削力傳感器，以及應變式傳感器更具代表性，但是不同技術特點和適用情況不同，需要結合具體情況靈活選用，切實提升機械生產加工效率和效益。

2.2在機電一體化數控機床中的應用

傳感器在數控機床生產過程中得到有效應用，而且種類較多，具體包括脈沖傳感器、感應同步器、紅外線傳感器等。脈沖編碼器的作用在于檢測設備的轉速，并將其轉化為對應的電脈沖并進行傳輸，為系統根據需要做好調整和控制提供支撐;感應同步器能夠將數控機床具體元件的視點和直線位移進行轉換，得到對應的電動勢幅值，有助于實現精準控制;光電編碼器能夠實現光電的轉換，在實踐應用過程中，能夠將機械設備的位移量進行轉換，得到相應的脈沖或者數字量，為準確控制提供支撐。數控機床系統中的傳感器，對于機械制造的順利進行具有關鍵作用，在后續發展過程中，傳感器的應用會更加普遍，其作用和效率會進一步提高。

2.3在智能機器人中的應用

在當今社會，許多機器人手臂已經安裝相應的傳感器。機器人在一定程度上取代人工操作，使得工業產生效率與生產質量得到保障。如今智能機器人已經成為全國范圍內研究的熱點話題與熱門內容。比如，在可以行走并具備較強越障能力的機器人研發中，就對傳感器技術進行了充分利用（ 如圖2） 。尤其是在我國工業領域中，具有特殊功能的機器人以及機械手臂被廣泛應用在各行各業中。尤其在許多精密儀器以及復雜零件的制造中，會加強對機器人的應用，因為人工的工作方式容易出現失誤，而機器人的應用具備更多優勢，并且可以在很大程度上促進工作的有序進行。對于機器人的控制，不僅要使用軟件編程與計算機控制，同時還要合理應用傳感器。傳感器在機器人的應用中，主要是對自身工作情況進行明確，并結合相應的操作流程，完成后續工作。機器人在自身工作中，需要不同傳感器之間相互配合，對濕度變化情況、溫度變化情況以及環境變化情況作出分析，而傳感器能夠將信息轉化為電信號，經過處理系統進行有效處理，然后再根據處理的數據信息，對后續工作做出指令與明確，實現機器人工作。除此之外，傳感器還能夠及時監控機器人內部情況，發現機器人存在的故障問題，并針對故障問題給出相應解決措施，從而將故障問題控制在合理范圍內。機器人越復雜，那么內部的傳感器就越先進，完成的工作也越精準，相應地，工作質量與工作效率也將會得到保障。

3傳感器技術在機電一體化中的未來發展方向

我國科學技術以及信息技術的不斷發展，在很大程度上促使傳感器技術日益完善與優化。雖然我國傳感器技術，與其他發達國家之間存在一定的差異，但是差異會隨著社會的不斷發展而縮小。無論是其中的微機械加工技術、傳感器可靠技術還是計算模擬設計方法，都會結合實際情況實現進步。在未來傳感器技術的發展中，可以朝著以下兩點努力： 第一，將提升傳感器的抗干擾能力作為重點與關鍵，同時加大新型敏感材料的研發力度。在這一過程中，要合理使用穩定電源，從而促進傳感器技術的進步; 第二，促使傳感器技術能夠逐漸朝著高精度與微型化方向發展，研發出靈敏度更強并且精確度更高的傳感器。

結束語

傳感器的應用非常廣泛，在機電一體化中的應用很多，具體來講，在機械制造、醫療設備、電子產品、汽車設備中都可以發現傳感器的使用。通過利用傳感器，能夠為機電一體化系統提供良好的監測和控制效果，實現自動化智能化控制，提高生產效率與質量，減少成本投入。不僅如此，傳感器的應用還可以進一步提高生產效率，減少資源浪費，有助于節約資源，提高生產效率和綠色環保效果。傳感器在很多領域得到廣泛應用，具體包括資源探測、環境監測、臨床醫療室設備、日常家電、智能設備等，在具體領域和設備中，傳感器的作用不一樣，但是都是促進設備順利運行的重要元件，具有不可替代的積極作用，極具實用價值。傳感器能夠實現自補償和自診斷，還可以對信息進行存儲，不僅如此，在部分環境下，傳感器還可以實現一定的學習和適應功能，為實現各種復雜的操作打下基礎。

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