傳感器技術在機電一體化的應用探討

摘 要：隨著時代的發展，科技的進步，機電一體化已經應用于我們生產生活的方方面面。科技的逐步發展，使得機器不斷更新換代，傳感器作為機電一體化的系統之首，也在隨著科技不斷進步。本文將對傳感器進行分析，探求傳感器技術在機電一體化中的應用。

關鍵詞：傳感器技術；機電一體化；應用探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.113

機電一體化是機械電子與互聯網技術相結合的產物。其中的傳感器技術是機電一體化中重要組成部分，是反饋信息的執行器件，同時也是機電一體化系統中實現閉環的靈魂。可見研究傳感器技術的重要性，本文也將探討它在機電一體化中的廣泛應用。

1 傳感器和機電一體化技術的發展及研究現狀

傳感器技術、通信技術、計算機技術是現代信息技術的三大基礎。傳感器技術是當前發達國家相互競爭，不斷發展的高新技術。同時它也被列入21世紀優先發展的十大頂尖技術之一。因為傳感器技術涉及的領域非常廣泛，所以它的研究十分復雜。傳感器的應用上至探測資源，海洋，環境監測，醫療診斷，下至家用電器，生活部件。傳感器主要有自補償自診斷的功能，信息儲存與記憶功能，自學習與自適應功能，數字輸出功能等。傳感器一般有化學傳感器，它相當于人類感覺器中的味蕾，可以感知化學物質的濃度和敏感度；流體傳感器，它相當于人類皮膚的觸覺感受器，可以捕捉機械刺激；氣敏傳感器，相當于人類的嗅覺細胞，對于氣味有很強的敏感性；光敏傳感器，相當于人類的視器，可以感知外界光信號的變化。這些傳感器種類不同，功能不同，而且廣泛應用于我們的生活中。目前傳感器技術發展的主要趨勢是強調傳感技術系統的系統性與傳感器處理和識別能力的協調發展。而且強調創新自主在傳感器中的應用。

機電一體化技術的發展。機電一體化包含了計算機信息技術、機械技術、光學技術、電子技術等，具有學科交叉的特點。機電一體化技術應用領域非常廣泛，目前它的發展方向朝著多方面發展，主要有：智能化，如今人工智能成為各個國家競相發展的領域，并且滲透到各個方面。目前人工智能在機電一體化中的應用是一個重要的發展方向；綠色化，當前環境問題是關乎人類健康的問題，資源的減少，生態環境的破壞，一切由環境污染而引發的問題都在提醒人類對于環境的重視。機電一體化的產品也在朝著綠色化發展，生產出資源利用率高而不對環境有污染的產品；網絡化，機電一體化與互聯網的結合是一個必然的趨勢，網絡化可以使機電一體化進行遠端控制，大大提升了它的發展空間。

2 傳感器技術在機電一體化中的應用探討

第一，傳感器技術在數控機床上的應用。在數控機床上常見的傳感器有脈沖編碼器、感應同步器、光電編碼器、紅外傳感等， 像脈沖編碼器就是一種檢測轉速的傳感器，它的功能是把機械的轉角轉換成電脈沖；感應同步器，可以分為直線式和旋轉式兩種，它可以把數控機床上元件的視點和直線位移轉化成感應電動勢的幅值；光電編碼器在數控機床上就是通過光電轉換，將軸上的機械、幾何位移量轉換成脈沖或者數字量的傳感器[1]。這種傳感器主要用于角度或者速度的檢測。隨著科技的發展，傳感器在數控機床上的應用會更加廣泛。

第二，傳感器技術在機械加工中的應用。在機械制造的各種設備中，傳感器的作用是檢測和自動控制設備，同時它還應用于機械設備測試系統中，實行定位功能，在定位過程中能夠準確地傳輸和檢測某種形式的信息。高質量的傳感器在機械制造設備中具有壽命長，可靠性高，抗干擾能力強的特點，同時還能滿足精確度和速度的要求，傳感器的特點適合機床運行環境，使用時維護方便而且還易于與計算機連接，實現網絡化管理。傳感器對機械加工中的元件進行測量， 來使元件的質量和準確度達到設計制造要求的水平，實現產品價值。為了確保下一步工作的順利進行，檢測的這些內容需要在加工過程中完成。在機床加工中，加工過程的動態穩定性需要由傳感器來完成。而且傳感器可以控制床身抗阻參數和相關部位的振動頻率，加強機床加工中的薄弱環節，使機床加工更加穩定。機床中的應變式和壓力式三向切削力傳感器可以對金屬切削原理進行研究，確保機械加工自動化、一體化。隨著高性能的傳感器的開發，也將推動機械加工領域的發展。

第三，傳感器技術在汽車行業中的應用。如今的汽車行業發展迅速，越來越多的電子零件和控制系統應用于汽車行業。機械靈活性、環境穩定性和信號完整性是傳感器在汽車應用中的關鍵性設計。由于汽車中的溫度差值，傳感器和相關的電子零件需要承受較高的溫度差。隨著車輛自動化程度的不斷提高，超聲波技術可以用于觀測外界情況，同時超聲波傳感器也應用于汽車倒車雷達系統中，自動駕駛的汽車中，超聲波傳感器能夠與射頻雷達、攝像頭和其他傳感器技術相結合，提供更加完善和準確的距離測量功能[2]。目前無人駕駛是人類不斷嘗試的新的領域，而傳感器是在汽車領域實現自動化的重要部分，正在開發的下一代傳感器將成為無人駕駛最終的決定因素。在越來越多的創新成果的推動下，未來的汽車將能夠提供清晰且持續更新的周遭狀況，隨時掌握外部環境及車內人員的動態。因此，傳感器技術將成為決定未來汽車行業發展的關鍵因素。

綜上所述，當今， 傳感器已經應用到生活的方方面面，它不僅應用在機械制造業，在醫療行業，生活產品中都能找到它的身影。當未來傳感器在機電一體化中實現高效率化和綠色化時，不僅電子機械將大幅減少對環境的污染，實現真正的綠水藍天，還能讓傳感器應用在更多的領域。同時當傳感器在機電一體化中結合了人工智能和互聯網技術時，它將在機電一體化中實現更大的價值。相信通過科技的發展和人類的不斷努力，傳感器會有更加長遠的未來。

參考文獻：

[1]劉丁確.淺析傳感器在機電一體化中的應用和展望[J].現代工業經濟和信息化，2016，6（01）：78-79.

[2]杜元彪.機電一體化系統中傳感器技術的應用策略[J].內燃機與配件，2018，264（12）：123-124.

作者簡介：劉瀟（1971-），女，湖北荊州人，本科，副教授，研究方向：電路系統。