机电一体化系统中传感器技术的运用

陆荣鹏

摘要： 随着社会经济的不断快速发展，近几年来我国机械行业的自动化水平也在突飞猛进，不仅在机械行业的生产力以及生产效率方面有了极大的提升，同时在机械设备的控制上更加的简洁易操作。新时代的机械行业正向着新技术和新设备的方向发展，进一步研发智能化水平较高的机械设备，是目前机械行业迫切需要解决的问题，同时对整个控制系统的性能提升都有着重要的作用。主要介绍了传感器技术在机电一体化系统中的重要作用，同时也对传感器技术的实际应用做了简单的探讨。

关键词： 传感器技术；机电一体化系统；应用

1 传感器技术的相关内容简述

传感器属于一种元器件，主要是用来获取信息并且输出信号。传感器可以对对象进行信息感应检测，按照规律把其转化为具体形态的一种电信号装置。为了良好的满足传输信息、处理信息等功能的需求，可以利用传感器。当今信息时代的背景之下，作为高新技术典型标志性技术之一的传感器技术，具体应用到机电一体化系统中主要是通过使用测量效能达到目的。机电一体化系统通过测量模块来实现对对象各项参数的输入操作行为，然后按照规律将这些所获得的参数转变为机电物理参数的变化曲线，为工作人员进行优化整改工作带来数据依据，机电一体化系统中将传感器技术当成核心技术，传感器技术成为了机电一体化系统良好有序运行下去的助推力。工业生产中利用传感器技术，为工业企业带来了巨大的贡献，随着传感器技术的不断发展，其与信息、现代通信技术完美融合，在越来越多的领域当中发挥着作用。

2 传感器技术在机电一体化系统中的重要性

机电一体化系统是一个自动化程度比较高的系统，其核心部件就是传感器，所以传感器技术也就是该系统中的核心技术。传感器在机电一体化系统中的角色就好比人体的感觉器官，它能够通过对目标实物的感知测量来获取目标的相关信息，并快速、准确的将这些信息传递给系统控制模块，进一步提高系统的控制效果。在对目标测量过程中，传感器能够为机电一体化系统准确、快速的提供维持系统高效运行的重要的相关数据信息，最主要的是能够帮助系统实现对自身的自动化检测，传感器在提高机电一体化系统性能方面，所以进一步加强机电一体化系统中传感器技术的研究是十分有必要的。

3 传感器技术的应用

3.1 传感技术在机械加工中的应用

在开展机械加工时，需要借助检测工作确保机械加工的产品满足要求。在开始加工产品之前，需要对坯件以及设备进行自动检查，从而确保后续工作的正常开展。传感技术在机械加工过程中的应用主要体现在以下几个方面：（1）通过检测能够对坯件的夹持方位进行自动的判断和调整，并预估上床之后产品装夹的形变情况和夹力大小；（2）完成加工之后，对产品的合格情况进行评估，在测量评估过程中需要掌握产品的形状、尺寸和平面度等参数，部分特殊工件除了上述检测内容之外，还需要对导程、齿距等进行测量，机电一体化系统的实施，能够使上述的工序都能够自动完成；（3）加工产品时，要借助传感检测技术对加工条件进行把控，即控制振动、切削速度等，系统能够自行监测从而使系统达到最佳的加工状态，从而提高产品的合格率。以切削过程为例进行详细说明，利用传感检测优化系统的生产率，使得切除率实现最佳，准确掌控机床的动态特征。同时还需要找到影响精度的因素，并对其进行优化处理，不但能够辅助加工，还可以对刀架结构和材料进行评估。

3.2 传感技术在汽车行业的应用

随着科技的发展，汽车逐渐成为了人们出行的重要工具，因此，更多的技术被广泛地应用在了汽车制造当中。近年来，汽车行业逐渐向着轻型化和智能化发展，汽车行业使用的电子控制系统需要传感技术的支撑，该技术的使用不但能够提升汽车的使用舒适度，还能够方便人们的出行。机电一体化系统中机械式控制部件被自动控制系统取代，逐渐把控制和检测技术应用在汽车生产当中，想要完全实现，需要引入可靠度和性能高的传感器类型，具体要求包含以下几点：（1）适应性强：汽车需要在恶劣环境下行驶，因此，传感器需要具备密封性，能够抵抗潮湿、易腐蚀的环境，保证汽车能够正产运行；（2）抗干扰性能好：传感器一般应用在汽车发动机舱当中，运行过程中需要抵抗强震、高温、高压和电磁波等的影响；（3）稳定、可靠性高：汽车一般具备较长的使用年限，因此，汽车零部件需要耐用，各项指标需要满足高频率运行需求；（4）经济成本要合适：在生产汽车的过程中，不但需要满足上述的要求，还需要对经济成本进行控制。在开始实现大批量生产之前，需要保持产品的一致性，这和自动化生产要求是一致的。

3.3 传感技术在数控机床上的應用

将传感技术应用在机床当中，即采用数字信号对机床运动加工进行控制，实际上就是借助数字代码的形式把加工信息记录在程序介质当中，其中包含移动轨迹，然后系统需要经运算、译码等环节发出相应的指令信息，使机床工作，从而生产出满足要求的产品。在数控机床当中使用的传感器主要有电压传感器、光电编码器等，主要用于位置检测，掌握机床的运行状态。传统机床在使用过程中会受到技术的影响，从而出现轴转动过位问题，这样一来就很容易出现机床使用故障。若把红外、超声波等传感器运用在机床当中，不但能够有效地检测机床是否存在轴转动过位问题，还能够及时处理出现的问题，这就有效地解决了常规机床生产过程中存在的人工检测盲点，能够有效地控制数控工作，提高产品的质量和精度，还能够有效地降低各项成本，这对于企业的长远发展而言是非常有利的。

4 传感器技术的发展趋势

传感器技术涉及到的领域众多，其特点在于可将非电量转换成电量，所有的过程均符合物理定律和物质的物理特性，而随着科学技术的进步，不断有新材料、新技术出现，将这些与传感器技术相结合，或者在现有的技术基础上，不断对传感器技术进行优化更新都是非常重要的。第一，研发新型敏感材料，将微电子、光电子等学科技术运用其中，提高传感器的敏感程度，提高传感器的性能，使其达到可以长时间连续以及短时间瞬时检测的工作要求；第二，新技术和新物理效应的应用，近代物理学已有造生物的感觉功能的新型传感器得到开发，其覆盖的行业领域也越来越多，通过新的技术和材料不仅可以研究新型传感器，还能优化已经开始使用的传感器，增强可使用的范围，将其更为小型化、集成化，开发更多的功能，减少其中的消耗；第三，高精度发展，现代社会需要灵敏度、精确度、反应速度的传感器，一些超精度的在线检测可达到<0.1m，还可将数学模型和计算方法运用其中，降低故障率；第四是智能化数字化发展，目前发现传感器已可以不再输出单一模拟信号，而是输出微电脑处理后的数字信号，甚至可附带控制功能，未来可以应用自动检测系统的线上检测控制和智能化工作。

5 结束语

机电一体化系统是未来工业的发展方向，而传感器技术在机电一体化系统中的运用，能够有效的提高系统的自动化和智能化水平，提高工作效率。其主要运用于机械加工、汽车行业、数控机床等机电一体化行业，为生活和工程生产提供便利

参考文献

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