傳感器技術在機電自動化控制中的應用

陳俊霖

摘 要：在現代工業生產尤其是自動化生產過程中，要用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態或最佳狀態，并使產品達到最好的質量。將不同類型的傳感器應用到機電自動化控制中，對于節約人力、提升生產效率、改善生產安全具有非常重要的現實意義。基于此，本文重點闡述傳感器技術在機電自動化控制中的應用，并對傳感器技術的發展趨勢進行展望。

關鍵詞：傳感器技術;機電自動化控制;檢測技術

Abstract： In modern industrial production， especially in the process of automatic production， various sensors should be used to monitor and control various parameters in the production process， so that the equipment can work in a normal or optimal state， and the product can achieve the best quality. The application of different types of sensors in electromechanical automation control has very important practical significance for saving manpower， improving production efficiency and improving production safety. Based on this， this paper focused on the application of sensor technology in electromechanical automation control， and prospected the development trend of sensor technology.

Keywords： sensor technology; electromechanical automation control; detection technology

傳感器技術作為一種新型的智能化技術，通過對外界環境的感知，將獲取到的參數信息快速傳輸到計算機，計算機在完成數據分析之后，執行相應的指令，從而完成智能操作。在機電自動化控制中，傳感器技術的應用更多地體現在對數據信息的收集方面，通過信號轉化，為系統的運行提供相應的支持[1]。因此，傳感器技術對在機電自動化控制中的應用研究具有非常重要的現實意義。

1 傳感器技術概述

作為一項先進的電子工程技術，傳感器技術目前分為三代：第一代為結構型傳感器，這種傳感器通過結構參量的變化完成對數據信號的感知和轉變;第二代為固體傳感器，這種傳感器的固體元件主要包括半導體、電介質以及磁性材料等，在傳感器的設計制作過程中，充分利用了材料自身的特性;第三代為智能傳感器，這種傳感器應用的是最新的技術，因此本身就具備檢測、診斷及處理外界信號的能力，適應能力更強，因此也是當前各個企業比較青睞的一種傳感器（如圖1所示）。智能傳感器充分利用了微型計算機技術和檢測技術，對數據的感知更加靈敏，反應速度更快，工作效率更高。

傳感器技術在機電自動化控制中的運用，可以實現測試的自動化和控制的自動化，例如，在具體的測試系統中，可以充分利用傳感器收集到的數據信息，對周邊的環境進行感知。這對于改善生產、提升數據準確性和可靠性具有非常重要的現實意義。目前，隨著傳感器技術的進一步應用，世界范圍內的傳感器生產商不斷增加，我國對傳感器的研究力度也不斷加大，這預示著傳感器技術在工業生產領域及其他領域將會發揮出更大的作用。

2 機電自動化控制中傳感器技術的發展現狀和作用

傳感器的本質在于能夠按照一定的規則，將測量收集的數據轉換為數值類型（如圖2所示）。將該技術應用到工業工程中，能提升工作的精度和效率。傳感器可以看作是人類感覺器官的延伸，管理人員能夠充分發揮該技術的優勢，對生產環境以及生產情況進行感知[2]。在工程自動化監測系統中，應用傳感器可以及時對工作環境進行實時監控，在完成數據轉換之后，可以傳輸到相應系統中，從而保證設備正常運行。

在新技術的推動下，世界范圍內的工業生產水平不斷提升，人們對傳感器的靈敏度和數據收集效率提出了更高的要求。在市場作用的推動下，也加快了傳感器技術的研究進程，深層次的傳感器技術將會引領工業生產進入新的階段。當前，傳感器技術被廣泛應用于各個領域，且傳感器技術在持續進步，集成化程度越來越高。集成化傳感器不但具有體積小和重量輕的優勢，穩定性也得到了顯著提升，促使自動化控制系統獲得更強大的技術支撐。

此外，傳感器技術的應用可以降低企業的生產成本。在傳統生產模式中，必須經過人工生產的環節，如今可以充分利用傳感器和機械設備替代惡劣工作環境下的人工生產[3]。在機電自動化控制系統中，傳感器的作用是通過及時獲取數據信息來保證系統信息的穩定性，提升系統運行的抗干擾能力。

3 傳感器技術在機電自動化控制中的實際運用

傳感器技術在機電自動化控制中的實際運用體現在以下幾個方面：第一，傳感器技術在機械工程方面的應用;第二，傳感器技術在機器人方面的應用;第三，傳感器技術在技術監測方面的應用;第四，傳感器技術在汽車自動化控制方面的應用;第五，傳感器技術在農業生產中的應用。

3.1 傳感器技術在機械工程制造方面的應用

在機械制造工程中，隨著市場的發展，機械制造的加工精度成為人們關注的重要內容，生產精度和生產質量在很大程度上已經成為衡量企業生產水平的重要的指標。

以基礎的企業生產為例，在工件加工過程中，通過對基點的控制來把握工件的生產精度，這就需要使用相應的接觸點傳感器，充分利用傳感器收集到的信息數據。傳感器在機械制造中的應用，有利于改善加工精度，促進產業的發展。

3.2 傳感器技術在機器人方面的應用

在人工智能快速發展的今天，機器人取代人工生產已經成為重要的發展趨勢。機器人最大特征就是智能化，能夠對收集到的數據信息進行處理，并快速完成相應的指令。在機器人設計過程中，通過合理應用傳感器技術，可以完成內外部感知工作，做好系統的監測工作，確保機器人能按照人們的管理意愿完成相應的工作。

外部傳感器的使用，能保證機器人對外部環境的有效識別，通過及時獲取外界的不安全信息，保證生產的安全性，通過及時采取干預指令和措施，避免技術施工出現錯誤[4]。外部傳感器獲取到的參數信息能及時反饋給控制系統，管理人員通過分析相關數據，對周邊的環境進行調整，這對提升生產的穩定性和效率具有重要意義。通過應用內部傳感器，可以及時獲取機器人工作狀態。

3.3 傳感器技術在技術監測方面的應用

傳感器技術在生產環境監測中的應用已較為廣泛。在機電工程自動化控制系統中，通過對生產環境的有效監測，可以第一時間了解各生產環節的狀況，保障企業生產高效、安全運行。通過安裝相應的傳感器設備，能保證生產過程中數據的準確性。例如，機電生產過程中的溫度數據、濕度數據等都是影響生產質量和生產效率的重要因素，通過實時監測相應的參數，可以引導工作人員優化生產環境，提升設備的工作效率。

3.4 傳感器技術在汽車自動化控制方面的應用

將傳感器技術應用到汽車自動化控制方面，也可以起到重要作用。當前，傳感器的應用主要體現在企業的防滑驅動裝置上，其可以提升汽車對環境的適應能力。當汽車在復雜環境中行駛時，需要選擇各方面都較優的傳感器，例如，較好的傳感器抗壓能力和抗高溫能力等。將傳感器技術應用于其他方面時，也要考慮利用傳感器收集數據的靈敏性，提升自動化控制水平。

傳感器技術在汽車發動艙裝置中的應用可以實現生產制造的自動化控制，還能有效降低行駛過程中的振蕩效應，提升行駛安全性[5]。傳感器應用在汽車承重方面可以提升檢測水平，及時發現是否存在超載現象，這對于提升道路安全管理水平，加強交通管理具有重要意義。在汽車車身上應用具有不同功能的傳感器，一方面可以提升汽車運行的控制水平，另一方面可以增強汽車運行的安全可靠性。需要注意的是，在應用傳感器的過程中，由于汽車類型、功能存在差異，因此，需要對傳感器的性能進行測試，保證設備功能正常發揮。

在汽車正常行駛過程中，通過應用智能傳感器技術，可以對汽車的行駛情況進行實時監控，并且對駕駛過程中遇到的問題進行快速識別和模擬，根據實際情況快速找到問題解決辦法。這不僅可以解決控制系統的問題，還能有效避免安全事故的出現，保障了汽車用戶的安全。

3.5 傳感器技術在農業生產中的應用

隨著農業生產的擴大和農業自動化技術的發展，傳感器技術在農業生產中的應用越來越廣泛。農民可以有效利用傳感器技術，采用精密的傳感器檢測溫度、濕度、有機土壤含量和光強等環境因子，從而提高生產效率。此外，傳感器還能在實際生產中準確測量植物的生長狀態、形狀和大小，保證植物的質量和效益，提高農產品產量[6]。另外，傳感器技術在農產品運輸過程中的應用也較為廣泛，可以利用其對貨箱內的溫度、濕度等進行監測[7]，隨時調整運輸集裝箱內的環境，保障農副產品質量。

4 傳感器技術的發展趨勢

在信息技術的推動下，工業化的進程快速推進。合理應用傳感器技術對于提升工業發展水平具有重要意義。當前，傳感器的類型眾多，在不同領域、不同應用場合都具有廣泛應用，只有持續提升傳感器研發力度[8]，提升傳感器性能和靈敏度，才能更好地滿足人們的需要。就當前市場對傳感器的需求而言，傳感器技術發展趨勢主要體現在以下幾個方面。

第一，不斷研發新的材料，進一步提升傳感器自身的適應性，進而擴大傳感器的應用范圍，尤其是在惡劣環境中的應用。高新材料對傳感器技術功能的發揮會起到重要的推動作用，將為更靈敏、更精確的傳感器提供堅實的基礎。

第二，傳感器會朝著數字化、智能化和集成化的方向發展。隨著社會經濟的快速發展，傳感器也被賦予了更多功能，單個模擬信號的傳輸，已經不能滿足人們多樣化的需求。因此，需要通過微電腦對數字信號加工處理，拓展傳感器的功能，擴大應用范圍。我國傳感器技術研究相對于國外還有很大差距，為此，在技術研發過程中，需要加強創新，提升資金的扶持力度，加快國內傳感器的研發進程。

5 結語

傳感器作為機電自動化控制系統中的重要組成部分，通過收集生產環境的數據參數，為管理人員提供具有價值的數據信息，對提升工作效率、加工精度具有重要意義。隨著相關技術的發展，傳感器技術在越來越多的領域中展現出自身優勢。為此，加大對傳感器的研發力度，推動傳感器技術的升級，擴大傳感器的使用范圍，必將為我國經濟高質量發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]魏玲.傳感器技術在機電自動化控制中的應用[J].中國設備工程，2021（4）：215-216.

[2]謝超藝.傳感器技術在機電自動化控制中的應用[J].時代汽車，2020（23）：14-15.

[3]趙小霞.機電自動化控制中傳感器技術的應用探討[J].電子制作，2020（20）：56-58.

[4]孫瑾.機電自動化控制過程中傳感器技術的應用方法[J].中國設備工程，2020（12）：193-195.

[5]徐媛媛.傳感器技術在機電自動化控制中的應用[J].價值工程，2020（1）：195-197.

[6]魏玲.傳感器技術在機電自動化控制中的應用[J].中國設備工程，2021（4）：215-216.

[7]趙小霞.機電自動化控制中傳感器技術的應用探討[J].電子制作，2020（20）：56-58.

[8]石曉娟，任麗紅.傳感器技術在機電自動化控制中的應用解析[J].科技風，2017（18）：203.