機電自動化控制中傳感器技術的應用探討

魏俊 欒玖華

摘要：隨著我國市場經濟體制的深層次發展，社會經濟轉型也持續深入推進，為實現我國現代科學技術快速穩步發展注入了一股強有力支撐動力。在工業體系中，機電的自動化控制是重要的組成部分之一，而傳感器技術應用水平的高低也同樣具有重要的作用，其直接決定了機電自動化控制效率和質量。所以，對傳感器技術予以深入分析，加快對其研究力度，也具有重要的現實意義。文章從多個視角出發，對機電領域的傳感技術進行了拓展分析，以供參考。

Abstract： With the in-depth development of my country's market economy system， the socio-economic transformation has continued to advance， which has injected a strong supportive force for the realization of the rapid and steady development of modern science and technology in my country. In the industrial system， electromechanical automation control is one of the important components， and the level of sensor technology application also plays an important role， which directly determines the efficiency and quality of electromechanical automation control. Therefore， in-depth analysis of sensor technology and speeding up its research are also of important practical significance. Starting from multiple perspectives， this article provides an extended analysis of the sensing technology in the electromechanical field for reference.

關鍵詞：機電自動化;傳感器技術;控制

Key words： electromechanical automation;sensor technology;control

中圖分類號：X70;U49? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）17-0179-02

0? 引言

機電自動化控制系統引入于我國工業體系中，對于完善我國工業體系，加快我國工業經濟的發展進程，發揮著顯著的作用。其中，針對于機電自動化控制系統來說，其需要借助于傳感器技術來采集機電設備工作數據，并深入分析采集的數據信息，以此來推進自動化控制效果進一步優化和提升，使得機電設備高效投入于生產工作中。此外，在機電自動化控制中，傳感器技術也會在逐漸應用中趨向于成熟和完善，這也對促進機電自動化控制的發展產生顯著的推進作用。兩者相互促進，彼此成就，共同發展。

1? 傳感器技術

傳感器作為一種監測裝置，主要用來測量獲取相關的數據信息，并將實際的數據信息以電信號的方式傳輸到配備的計算機體系中去，實現更加高效的數據傳輸效率，進一步提高了傳統機電裝置的控制力度。在信息化進程逐步推進的今天，越來越多的科學技術被應用于各行各業，傳感技術也不例外，實現了機電自動化控制領域的廣泛應用，有效地改善了機電自動化裝置的同時，也能夠推進相關機電自動化工作高質量開展和實施，保證整個機電設備能夠安全、有序地進行工作，使其滿足相關工作要求。此外，傳感技術的廣泛應用與我國未來機電控制體系的發展前景不謀而合，直接作用于機電專業。因此，就目前來說，傳感器技術正朝著高效、健康方向發展，同時也有效地滲透于其他領域，例如，通過建立起計算機技術、傳感技術的融合發展機制，能夠有效地推進自動化控制技術的完善。目前我國也將開發和研究傳感器技術提上日程，并且在現階段已經取得了顯著的發展成效，這也使得傳感器的職能被進一步拓寬，實現了信號處理工藝的優化，使得傳感技術能夠廣泛的應用于各行各業。除此之外，集成化、智能化也是傳感器今后發展的重點趨勢，通過對傳感技術的不斷優化，使得傳統的機電自動化控制實現了由簡單向復雜化的轉變，能夠有效地解決工作中面臨的重點、難點問題，實現我國整個工業體系的健康穩定發展。

2? 傳感器技術在機電自動化控制中的應用

在工業領域，傳感器主要是通過測試一些機器、機床的震動來實現進一步的流水線檢測，從而獲得其工作運轉的狀況;對于一些精確度要求嚴格的工業加工來說，也少不了傳感器技術的應用，其可以實現微小部件的精密度測量，滿足工業要求;在一些重要材料的磨削、切割過程中，傳感器技術的應用能夠更加精準的感知工具和切割件之間的距離和加工情況，有效地避免了由于檢測不到位而造成加工件發生脆性變形的情況發生，此外，在一定程度上還可以避免卷刀和工具發生灼燒變形的情況，增加了加工件的精確度。除此之外，光傳感器技術也是機電體系中的一項常用技術，能夠實現自動檢測車床中的潤滑油和耗油量液面，滿足自動化檢測的標準。而且在產品入廠之后，還可以利用傳感器技術檢測產品的質量。因此總結說明，在工業加工領域的方方面面都少不了傳感器技術的應用。

2.1 壓力傳感器的應用? 內燃機作為一種較為普遍的動力裝置，在工業生產中得到了廣泛的應用，而壓力傳感器使內燃機中應用的較為普遍的一種傳感器，壓力傳感器的做要作用在于能夠檢測氣囊的貯氣壓力、傳動系統的流體壓力、注入燃料壓力以及內燃機技機油壓力等。目前存在多種形式的內燃氣壓力傳感器，主要有電容式、壓阻式、差動變壓器式等壓力傳感器。在實際的應用中，不同的壓力傳感器有不同的特點以及使用特性，如電容壓力傳感器主要應用于負壓，液壓氣壓的檢測，檢測的范圍在二十千帕到一百千帕之間，電容式壓力傳感器的主要優勢在于能夠輸入較高的能量，同時擁有較好的動態響應。而壓阻式壓力傳感器，在實際的使用中需要考慮溫度因素，溫度對該傳感器的精度具有較大的影響，因此，在實際的使用中需要另外設置溫度補償電路，以提高傳感器的精度，但是該傳感器在大批量生產中具有很大的優勢。差動變壓器式壓力傳感器有著較大的檢測范圍，同時能夠支持數字信號的輸出，但是在實際的使用中容易受電磁干擾，因此在實際的使用中需要重視排除干擾因素，保證傳感器的精度。

2.2 流量傳感器? 內燃機運行的效率與空燃比啟動點火時間等具有緊密的聯系，為了進一步提升內燃機的運行效率，需要在內燃機設置流量傳感器，對內燃機的空氣流量以及燃料流量進行測量。現代內燃機需要對燃油噴射量進行精確的控制，而想要實現燃油噴射機械控制的重要前提，就是要了解內燃機的進氣量，通過應用空氣流量傳感器能夠較為準確地感知。空氣流量的大小傳感器將檢測所獲得的電信號反饋到內燃氣的電子控制單元。空氣流量傳感器所提供的測量數據，能夠幫助內燃機控制系統更好的控制燃燒條件，保證空燃比的科學性，目前空氣流量傳感器主要有旋轉葉片式、卡門渦旋式、熱線式、熱模式四種類型。從空氣流量傳感器的技術指標上來看，需要保證能夠在零下40攝氏度到零上120攝氏度的環境下正常工作，檢測的精度誤差需要控制在1%以內。

2.3 節氣門位置傳感器? 通過在內燃機中設置節氣門位置傳感器，可以實現將節氣門的開度信號轉變為電信號，相關的電信號能夠反饋給內燃機的電子控制單元，從而較為準確地獲得，內燃機負荷大小數據以及加減速數據。目前電阻式節氣門位置傳感器是內燃機中比較常見的一種節氣門傳感器，該傳感器從結構上來看主要分為線型，變位器以及怠速觸點兩部分構成。該傳感器在通電使用的過程中，現行電位器的觸點會沿電阻器滑動，根據滑動產生的電阻能夠獲得變化的電壓信號，根據相關的電壓信號。就能分析出節氣門的開度以及開度變化情況，根據這一數值來判斷內燃機的工況，進一步提升發動機控制的精度以及效果。

2.4 溫度傳感器? 傳感器技術在進行溫度測量的過程中，主要依靠兩種測量手段：①接觸式溫度測量手段;②非接觸式溫度測量手段。傳感器接觸式溫度測量主要是通過與被測對象直接接觸，利用兩者之間的熱傳遞來實現對溫度的測量。在此期間，當傳感器的顯示溫度與測量物體的實際溫度趨于一致時，我們就可將傳感器顯示出來的溫度看作是被測物體的實際溫度，這種溫度測量方法，因為其使用起來簡單易行、價格低廉而廣受應用。但是，這種測量方式獲得的溫度與實際溫度數值存在一定的誤差，由于在熱傳遞的過程中，傳感器中的熱敏元件會吸收一部分的熱量，導致測量溫度要比實際溫度普遍偏低，且如果被測物體具有高溫、毒害的情況時，還會造成傳感器零件的損壞，在一定程度上限制了傳感器零件的應用范圍。

而傳感器的非接觸式溫度測量則是利用傳感器與被測物體之間的熱輻射現象來實現溫度測量的，其基本原理是通過測量物體輻射能量，并將輻射能量轉化為電磁波信號，以此為依據進行溫度分析和讀取，由于傳感器與被測物體之間并無接觸，所以不會出現熱量被吸收的現象，極大的保證了測量物體溫度的真實性和可靠性，并且拓寬了傳感器技術的應用范圍。但是這項技術使用起來較為繁瑣，對測量人員的要求較高，不能實現普遍的應用。

3? 機電自動化控制中傳感器技術的未來發展方向

3.1 傳感器將更具集成化與智能化? 我國智能系統的開發和應用已經擁有了良好的環境，而信息技術的廣泛應用又進一步推動了智能系統的發展，在這樣的背景下，傳統傳感器技術的發展現狀不足也得到相應的體現，導致其難以滿足信息時代的發展要求，無法契合傳感器技術智能化標準。對此，推進其向智能化、集成化方向發展，是未來我國傳感器技術的主要發展方向。例如，在機電自動化控制系統中應用高度集成化、智能化的觸感器，可以推進機電自動化控制系統的智能化程度進一步提升，同時基于傳感器更具集成化特點，相應功能也更趨于完善和豐富，這也使得傳感器技術的適用范圍被進一步拓寬，使得傳感器技術的信號監測也更趨于多元化，有助于推進傳感器技術工作效率和工作質量進一步提升。

3.2 傳感器中新材料的開發與應用? 在我國工業領域中，任何新材料的應用，都會在不同程度上對傳感器技術的發展起到一定的推動作用。其通過決定傳感器的質量來影響實際工作的效率。所以加強對傳感器材料的創新研發和優化，對于傳感器技術的發展來說具有重要的影響作用。此外，傳感器的傳輸效率會極大程度上影響到最終的監測效果，對于企業而言，在對傳感器進行選擇的過程中，要始終堅持將傳感器材料的效率作為我們選擇的主要依據。所以，為了實現傳感器技術的廣泛應用，不斷地提高其應用水平，我們必須將傳導材料的開發和應用作為未來傳感技術發展過程中的重點研究方向。還需要綜合地分析和考慮傳感器材料的成本支出和材料可利用率。此外，隨著我國對傳導材料研究的不斷深入，智能超傳導的材料也越來越多的應用到傳感器中去，使得傳感器能夠及時感知外界條件的變化，做出更加科學合理的判斷，實現我國傳導器技術的智能化發展。

4? 結束語

綜上，針對于機電自動化控制技術來說，其在我國社會各個領域中都有著較為顯著的應用價值，而傳感器技術水平會對機電自動化控制的質量和效率產生決定性影響，所以，加快傳感器技術的研究進程，也具有重要的現實意義，其能夠滿足工業發展和加工過程中的精確度要求，實現自動化的處理效果，在進一步解放生產力的同時，還能保證產品價格的質量和效率，因此，在未來的工業體系中具有廣泛的發展空間。

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