传感器技术在机电一体化系统中的应用研究

金广平

[摘    要]在当下研发的传感器而言，是一种对数据进行针对性处理的技术手段，可以很好地对采集的数据信息进行高效率的分析、传输，以此将其信息转变成信号进行传输。特别是在当下的机电领域中，有着十分重要的作用，可以充分的保障系统的稳定运行。

[关键词]传感器技术;机电一体化系统;应用

[中图分类号]TP212;TH-39 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）10–0–02

Research on Application of Sensor Technology in Mechatronics System

Jin Guang-ping

[Abstract]For the sensors developed today， it is a technical means for targeted processing of data， which can analyze and transmit the collected data and information efficiently， so as to convert the information into signals for processing. transmission. Especially in the current electromechanical field， it plays a very important role and can fully guarantee the stable operation of the system.

[Keywords]sensor technology; mechatronics system; application

早在1980年，傳感器技术就得到了充分发展，各行各业都对于传感器技术进行了充分使用。目前，传感器市场规模已经超过了两百亿美元，世界传感器销售增长率超过了80 %;传感器的种类也在两万种以上，传感器在机械制造业、农业机车行业，以及煤矿行业等各个行业中都进行了广泛应用。

1 传感器的发展现状

当前，传感器已广泛应用于各行业，并经常对整个社会起到关键性的推动作用。在各行业的发展中，传感器可以很好地应用于机电自动化控制的检测领域，实现机电工程一体化的发展目标。因此，它们已成为该领域非常重要的机械设备之一。目前，在传感器的长期实践中，随着技术能力的提高，系统能够自我调节和控制，推动了机电一体化的发展进程。同时，传感器也呈现出一定的高灵敏和低成本趋势。集成化是指既包含技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与组合，又包含生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。首先将系统分为若干层次，再通过软、硬件将各层次有机联系起来，使其性能最优，功能最强。在传感器的发展过程中，由于传感器的发展促进的集成化和智能化，成本也得到了有效控制，推动了当前传感器技术的进一步发展和进步。例如，该传感器可应用于汽车发动机或内燃机。当设备运行时，传感器可以采集参数，并将设备的温度、内压等数据传输给控制系统，以便在实际运行过程中充分了解不同部件的实际运行情况，从而控制运行效果。在精密设备上使用传感器后，大大提高了设备的整体可控性，并及时获取状态信息。

2 机电一体化系统概述

机电一体化系统主要由传感器检测系统、机械系统和伺服系统组成。传感器检测系统包括加速度传、扭矩、位移、速度、视觉传感器等。对于机械系统，它还包括支撑部件、传动结构、数学模型等。对于伺服系统，有检测元件、电气元件、执行器等部件。不同的系统有不同的部件或装置，形成一个完整的机电一体化系统，使机电一体化系统能够完成物理、生物、化学等不同领域的信号检测、转换和传输。

3 传感器技术分类

传感器技术是指在机械生产过程中能够检测、转换和传输数据的设备。同时，它可以根据相应的物理特性将电阻信号转换为电信号，以便更好地检测它们。目前，在国内工业生产过程中，对于工业生产中生产的不同材料，传感器技术可分为晶体结构和物理结构。根据传感器设备的内部能量转换方式，可分为能量转换型和能量控制型。传感器技术检测到的不同参数可分为物理参数、机械参数和热参数。

4 传感器技术在机电一体化系统中的意义和作用

随着我国机械自动化水平的不断发展和提高，有必要加强机电一体化系统在日常工作中的应用，其中传感器技术起着重要的作用。将传感器技术应用到机电一体化系统中，通过传感器技术监测的数据可以进一步促进自动化设备的运行，大大提高国内机械化生产的效率和水平。同时，当机电一体化系统获得准确的数据时，也为今后的正常高效运行奠定了坚实的基础。

检测部分是机电一体化系统中最关键的环节，包括监测和获取监测对象的相关数据。它还可能对各种部件的数据输入产生重要影响，如机械部件中的速度、强度和压力。机电一体化系统中的检测模块由传感器技术和测量电路组成，可以反映出传感器技术在机电一体化系统中发挥着极其重要的作用。它也是机电一体化系统的核心部分，对机电一体化系统的正常高效运行有着重要的影响。

5 传感器技术在机电一体化系统中的实际应用

5.1 传感器技术在交通运输行业的应用

为了交通运输业的发展，传感器主要应用于汽车领域。目前，我国人民的物质生活水平有了很大提高，汽车逐渐成为人们日常生活中不可缺少的交通工具。越来越多的家庭拥有汽车，这提升了汽车的整体市场规模和份额。单纯依靠传统劳动力已不能适应当前汽车产业的发展和进步。在传感器技术的应用过程中，实现机电自动控制与汽车制造技术的集成是一种有效地技术途径，使压力、气体传感器、红外线传感器、吸力传感器等传感器类型可以在操作过程中使用，从而有效地保证了传感器的使用，发挥应用的效果和价值。同时，传感器技术也可以应用到目前的高速公路上。例如，压力传感器可以安装在高速公路收费口上。当车辆通过该区域时，压力传感器可用于收集实际压力等级的信息和数据，从而充分监控车辆的负载，确保公路的整体安全。

我国科学技术的持续成长，使得汽车行业逐渐朝着无人驾驶汽车的方向成长。而部分的大型汽车生产厂家也开始逐渐推出无人驾驶系统，而经过大量的实验，无人驾驶系统在各方面依然有着较大的成长空间，例如：安全系數、汽车的敏感程度等。无人驾驶系统在人流密集程度较大的地方并不会有着太多的运用空间。将传感器技术与无人驾驶汽车进行融合，不仅能够使得无人驾驶系统变得更加符合人们的需求，同样也在朝着智能化的方向成长。传感器技术在汽车生产以及驾驶当中都起到了至关重要的作用，能够确保人们的行车安全。而传感器技术在汽车的制动系统、防抱死系统、控制系统以及自动变速系统等方面有着大量的运用，对于汽车在行驶过程中的安全性有着较高的保障。

5.2 在农业中的应用

我国自古以来就是一个农业大国，特别重视农业的发展和进步。对于传感器来说，它是一种非常有效地技术手段，可以为人们收集各种信息和数据。因此，在当前农业现代化的发展中，传感器已成为一种广泛应用的自动化设备。在具体应用过程中，它可以帮助农民在种植过程中利用遥感技术将传感器设备投入农田，使其能够很好地利用传感器采集种植区域的土壤湿度、温度、硬度等信息，以便对土壤进行实时全面检测。同时，它还可以检测实际传感器测量过程中的一些有机物和光强。与传统种植方式相比，在种植过程中能很好地提高种植效率，并能根据实际种植情况有针对性地调整种植方案。此外，传感器还可以在一些自然灾害的预防和控制中发挥非常重要的作用。

5.3 在工业生产中的应用

在技术进步的背景下，大量的工业机器人都被应用到工业生产当中。工业机器人可以有效地代替一部分人工的操作，并且克服生产过程中的恶劣环境，从而降低工业生产的成本，提升工业的加工效率和质量。同时，工业机器人能够解决工人在工作过程中存在的疲劳问题，减少因为人为因素所导致的误差率，保证工业生产的质量和效率。而为了实现工业机器人的这些功能，就需要利用传感器让工业机器人能对周围的情况、零部件的加工状态做出感知，自动地对零部件加工的位置、加工工艺做出微调，保证机器人工作的效率和有效性。所以，传感器就是机器人的感官系统，可以有效识别周边的情况，机器人会利用传感器的数据进行自主调整，技术人员也能在工业生产的过程中监控机器人的状态，并且结合实际工作需要做好调整。

5.4 机器人制造的应用

在当前传感器技术的研究中，它可以在机器人的制造中发挥重要的价值。例如，在信息采集和分析过程中，传感器一直是非常重要的机械设备。在应用过程中，传感器可以通过反馈的数据得到的一些物理信息，从而进一步促进了机器人信息处理能力的提高。同时，在当前传感器技术的应用中，机器人具有进一步的内容控制，因此机器人可以改善其对外部环境的整体感知。在对传感器进行外部控制的过程中，还可以使其机器人获得更多的外部信息内容，并对信息数据进行综合采集和处理，最大限度地满足信息处理的需要。使机器人在操作过程中对外部环境具有有针对性的信息识别能力，从而满足机器人的操作目标和效果。

5.5 环境试验中的应用

在许多行业的发展中，如在煤矿行业的发展中，往往需要确保对周围环境进行综合治理，以避免在施工过程中受到环境的影响。因此，在对其环境进行检测的过程中，传感器是一种非常重要的信息采集设备。在使用过程中，可以在现有的煤矿机电自动化系统中很好地安装一些传感器，使系统在运行过程中能够实现自我检测和分析，以便在出现某些故障信息时及时处理和报警，从而保证机电自动化系统的稳定运行。另外，当井下环境比较复杂时，一旦环境发生变化，这些信息数据可以及时分析处理，传感器可以及时分析传输。这样，相关人员在收到信息后，可以进行有针对性的分析和处理，从而确保整个作业的安全。在一些机械化设备的故障过程中，传感器还可以作为一种重要的机械设备信息采集能力，最大限度地满足故障处理和分析的功能要求。与传统机电自动化系统的运行维护相比，有效提高员工的工作效率。

6 传感器技术的未来发展方向

虽然我国传感器技术发展十分迅速，但仍然存在很多问题等待科研人员去解决。传感器材料是传感器技术创新的一大重点，目前主要的发展目标努力与电子光学、生物科学、电子信息等学科相结合，开发出更敏感、更轻巧、更稳定以及信号传输更快的传感器材料。很多领域上应用传感器的地方都是人烟稀少的地方，人们经常忽略对其的维护管理，电力传输成为一个难点，如果专门为传感器设计一套支持电路，会产生极大的资源浪费，因此传感器材料是未来研究的重点课题。另一个发展方向为传感器集成化和多功能化，把多种不同功能的传感器集成一体，创新成为一种新型的可以同时检测多种信息的传感器;或者把传感器与多功能电路集成一体，使其具有多种探测功能。

7 结束语

传感器技术作为信息技术的三大支柱之一，可以衡量一个国家的信息化程度。传感器技术在各行业机电设备中的应用，是推动社会信息化发展的重要尝试。同时，机电一体化系统的不断发展代表着我国机械化的程度，对社会产业结构的优化、转型和升级具有重要意义。目前，传感器技术在机电一体化系统中的应用，有效地促进了机电一体化系统的智能化、小型化和高精化发展。在未来机电一体化系统的研究中，有必要更好地实现传感器技术的深入研究，实现传感器技术与机电一体化技术的有机融合和发展。

参考文献

[1] 吴传全.传感器技术在机电一体化系统中的应用研究[J].内燃机与配件，2020（22）：212-213.

[2] 何峰.机电一体化系统中传感器技术的应用研究[J].科技经济导刊，2019，27（35）：77.

[3] 田树军.传感器技术在机电一体化系统中的应用研究[J].电子世界，2020（3）：197-198.