浅析传感器技术在机电一体化系统中的应用

涂祖蕾

摘要：目前我国机械制生产行业已经达到了很先进的阶段，与此同时，机械生产的发展也进一步提升了我国的综合实力与经济水平。本文重点探究机电一体化系统中传感器技术应用情况，结合当前行业发展情况，积极推动传感器技术创新，以求最大程度的提升机电一体化系统应用水平。

关键词：传感器技术;机电一体化;系统应用

0  引言

传感器技术经过长期的研发，功能日渐强大，而且衍生出多个种类和特性，已经推广到很多领域，逐渐成为机电一体化系统中的核心技术之一。传感器技术凭借独特的优势，可以大大提升机电一体化系统在实践中的操作力和控制力，进一步扩大机电一体化系统技术应用范围，为机电一体化系统在实践操作中提供了可靠的科学保障。

1  关于传感器技术的现状与发展历程分析

伴随着技术的不断发展，传感器也在技术手段的支持下，逐渐发展进步，其不仅仅局限于单一的某一方面，而是促进种类、速度以及信息处理的多面发展，并且逐渐完善和强化，因此，其在机电一体化中的应用也越来越普遍，范围也在逐渐扩大。伴随着传感器技术的发展，其在上世纪八十年代达到了关键性的发展阶段，在科技领域的现代化发展占据了十分重要的位置，各个国家在这样的时代背景下，对传感器技术的研究和投入都在逐渐增加，致力于其研发工作，因此，传感器技术逐渐发展成了一种新兴的行业领域。现阶段，传感器技术的使用已经越来越广泛，并且成为了我国的重点开发项目，传感器技术在机电一体化中的实际应用效果也成为了业内人士普遍关心的问题。

2  机电一体化、传感器技术的概念与传感器的分类

2.1 机电一体化系统的具体概念

机电一体化系统主要就是指在机械生产过程中，将微观电子技术应用于相关系统中，从而达到更新机电一体化系统中各项功能，提高机电一体化系统运转的质量与效率的目的[1]。

2.2 传感器技术的具体概念和分类

传感器技术主要就是指一种能够对机械生产制造过程中的数据进行测量与转换的设备，并根据规范和标准，将非电量信号转化成易测量的电信号。

目前我国传感器技术在工业生产制造过程中的应用主要分为三大类：

①根据制造材料可以分为物理结构与晶体结构。

②根据内部能量转化模式可以分为能量控制型与能量转化型。

③根据所测量的参量设计可以分为机械量参量、热工参量以及物性参量[2]。

传感器的这些不同特性的种类，能适用于多种不同的环境和用途，因此只要结合使用要求合理选择就可以满足不同机电一体化系统的应用。在现代工业生产制造中，传感器技术的应用已经占据了重要的地位，进一步提升了我国机械制造业的发展。

3  将传感器技术应用于机电一体化系统的意义和作用

当下我国正处于不断提高工业生产制造业自动化水平的发展过程中，这就需要加强机电一体化系统在日常工作中的应用，传感器技术在这里就起到了至关重要的作用。加强传感器技术在机电一体化系统中的应用，不仅可以通过检测得出的数据信息来促进系统检测自动化水平的提高，进而推动我国工业生产制造水平的提高[3];而且还能够帮助机电一体化系统高效科学的获取待检测对象的相关特征和状态信号，为机电一体化系统后续正常发挥功能奠定坚实的基础。

机电一体化系统中测量模块是至关重要的一个环节，涉及到检测与获取待检测对象的特征状态和数据信息，影响到相关工作人员确定机械结构的强度、压力、速度等主要功能的重要物理参数数据输入，而这个测量模块就是由传感器和测量电路等重要部分组成，也就是说，传感器技术是机电一体化系统中的核心，是机电一体化系统高水平、高精确度工作的重要保障。

4  传感器技术在机电一体化系统中的实际应用

4.1 传感器技术在汽车行业的应用

随着我国科技实力的不断进步，在人们的日常生活中，对汽车的需求不断提高，傳统的汽车制造生产技术已经满足不了现代汽车行业的发展，而传感器技术的出现改变了这一现状。通过加强传感器技术在机电一体化系统中的应用，提高了汽车制造业的智能化与轻型化水平，增强了现代汽车应用的舒适度以及使用的便利性，进一步推动了我国汽车行业的进步和发展[4]。

在现代汽车生产中，传感器起到了不可或缺，不能代替的作用。现代汽车生产制造工序中，传感器技术应用范围较广，无论是自动变速器还是防抱死系统，都需要依托于传感器技术来获取数据自动响应。现代汽车的车用电子装置越来越多，传统的纯机械式控制系统已经逐渐被汽车机电一体化系统取代，例如现在应用最广泛的导航系统，以及发动机控制系统，在改进中与传感器技术进行深度融合，赋予装置多样化功能的同时，进一步增强汽车系统的运行稳定性、可靠性。有别于传统的汽车制造技术和工艺而言，传感器技术抗干扰能力较强，可以满足大范围应用需要，在满足功能需要同时大大降低成本。汽车传感器适应较强，可以自适应颠簸道路或是其他恶劣环境，具备较强的密封性抵御外界环境的侵蚀影响，汽车发动机舱内部环境的高温高压、发动机使用过程中的电磁波和强烈震动都不会影响汽车传感器在车用机电一体化系统中的应用。而且传感器技术在汽车生产中只要能够实现自动化，并且有效控制生产成本，就具备大批量生产的能力。传感器技术在汽车机电一体化系统中应用，持续优化安全管理系统，可以进一步提升汽车行驶安全性。纵观当前的汽车安全管理系统现状来看，作为汽车的核心装置，涵盖压力传感器、加速度传感器两种。在检测侧边撞击的速度方面，根据相关数据统计发现，压力传感器相较于加速度传感器运行效率更高，可以将误差控制在最小范围内，凭借其独特优势将压力传感器广泛应用在汽车制造领域，有助于进一步提升汽车安全管理系统运行可靠性、稳定性，维护驾驶人员人身安全。

由此看来，机电一体化系统中传感器技术的应用，在提升汽车制造技术水平同时，极大的推动了汽车生产制造产业高维度发展。传感器技术为全面发挥汽车机电一体化系统的整体功能和科学效用奠定了坚实的技术基础，在汽车生产制造的实践操作中，传感器技术保障了汽车机电一体化系统的科学高效和稳定可持续性发展。所以加强对传感器技术在汽车机电一体化系统中应用的研究，是提升和优化我国汽车行业发展的现阶段的重要内容。

4.2 传感器技术在机械加工中的应用

各个行业工程项目机械结构实际加工的过程中都需要对零部件进行检测，工作人员在进行加工机械零部件之前，必须利用现有的自动化机械加工检测设备对零部件的加工胚件和各个零件的加工工具进行检测，越精确科学的检测结果，越能保障后续工作的顺利进行，而在此过程中，传感器技术在机电一体化系统中的应用为机械加工检测技术就起到了重要的作用，使机械加工检测结果更加科学精准。

机械加工在实操加工前，对加工设备的检测要求较高，诸如，自动化识别和控制坯件的夹持方位，依据技术标准来调整坯件夹紧力、变形等参数;加工后，精准测量工件的形状、尺寸和位置数据信息，保证生产的工件品质符合实际需要。通过各项指标检测，为后续工序开展奠定基础，传感器技术在这里就起到了科学、精准且省时省力的作用。在机床加工中，依托于传感器技术的实际应用可以优化加工流程，进一步提升加工过程稳定性，调整相关加工参数，生产高精度的工件。通过控制床身有关部位的阻抗参数、振动等数值，加强机床加工的薄弱环节，提升加工精准度。我国现阶段在机械加工中传感器技术的应用，其中当属压电式三向切削力传感器，以及应变式传感器更具代表性，但是不同技术特点和适用情况不同，需要结合具体情况灵活选用，切实提升机械生产加工效率和效益。

4.3 传感器技术在数控机床上的应用

众所周知，在我国现阶段机械自动化发展过程中，数控机床是受到广泛关注的关键技术和重要内容，是目前机电一体化系统工程技术应用和优化需要考量的发展元素之一。因此，新时期积极推动机电一体化系统中传感器技术的广泛应用，受到了相关领域高度关注和重视。如何保障传感器技术在数控机床的实际应用效果，需要加深传感器技术原理和优势认知了解。在此基础上，持续推动传感器技术优化创新，切实提升机电一体化系统的整体性、科学性和可靠性。例如进一步强化相关传感器控制原件的参数控制精度及数控机床加工体系中机电一体化系统功能，就能极大程度上发挥整个机电一体化系统中控制模块的关键性要素，有助于强化传感器技术能力和整個机电一体化系统功能的发挥。

传感器技术可实现自动化控制数控机床刀具与工件运作，提升加工精度，降低误差，生产高品质的工件。就数控机床中传感器的应用类型来看，包括温度传感器、感应同步器、红外传感器等，类型多样，可以满足数控机床对工件检测位置、角位移和直线位移，并有效控制加工压力、稳定和速度等。传感器技术在数控机床机电一体化系统中的应用，不仅解决了人工检测效率低下的问题，而且还使故障检出排除更为高效，进而确保机械零件更加精确，促进机械制造行业的发展。

5  未来机电一体化系统中传感器技术的应用前景

结合我国的发展趋势及目前各项数据显示，传感器技术在机电一体化系统中未来的发展趋势有三方面：

①提升光电子和微电子技术的应用，从而减少传感器检测过程中需要耗费的时间，促进传感器的稳定性与工作效率;

②提升智能化、数字化传感器的发展，提高传感器技术在线监控过程中的效率和能力;

③提升数学模型与数学计算方法的应用，增强传感器技术的精确度，避免传感器在运行中出现故障[5]。

6  结束语

综上所述，传感器技术在机电一体化系统中的应用，提高了机械生产制造的能力与质量。目前传感器技术不仅在汽车行业、机械加工、数控机床领域得到广泛的应用，而且凭借技术优势在人工智能、医疗、探险等领域中应用取得了可观成果，对于提升我国科技水平具有积极意义。

参考文献：

[1]安培成.浅析传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].内燃机与配件，2018，40（1）：82-83.

[2]刘邹.浅析传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用[J].中国新通信，2018，21（1）：205.

[3]刘波.智能制造系统中机电一体化技术应用之我见[J].自动化应用，2018，60（2）：150-151.

[4]刘慧，杨炙坤.机电一体化系统中传感器技术的运用[J].机电一体化，2018，15（18）：228.

[5]谢小宝.传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].中小企业管理与科技，2018，25（6）：161-162.