传感器技术在机电自动化控制中的应用

陈俊霖

摘 要：在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。将不同类型的传感器应用到机电自动化控制中，对于节约人力、提升生产效率、改善生产安全具有非常重要的现实意义。基于此，本文重点阐述传感器技术在机电自动化控制中的应用，并对传感器技术的发展趋势进行展望。

关键词：传感器技术;机电自动化控制;检测技术

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

傳感器技术作为一种新型的智能化技术，通过对外界环境的感知，将获取到的参数信息快速传输到计算机，计算机在完成数据分析之后，执行相应的指令，从而完成智能操作。在机电自动化控制中，传感器技术的应用更多地体现在对数据信息的收集方面，通过信号转化，为系统的运行提供相应的支持[1]。因此，传感器技术对在机电自动化控制中的应用研究具有非常重要的现实意义。

1 传感器技术概述

作为一项先进的电子工程技术，传感器技术目前分为三代：第一代为结构型传感器，这种传感器通过结构参量的变化完成对数据信号的感知和转变;第二代为固体传感器，这种传感器的固体元件主要包括半导体、电介质以及磁性材料等，在传感器的设计制作过程中，充分利用了材料自身的特性;第三代为智能传感器，这种传感器应用的是最新的技术，因此本身就具备检测、诊断及处理外界信号的能力，适应能力更强，因此也是当前各个企业比较青睐的一种传感器（如图1所示）。智能传感器充分利用了微型计算机技术和检测技术，对数据的感知更加灵敏，反应速度更快，工作效率更高。

传感器技术在机电自动化控制中的运用，可以实现测试的自动化和控制的自动化，例如，在具体的测试系统中，可以充分利用传感器收集到的数据信息，对周边的环境进行感知。这对于改善生产、提升数据准确性和可靠性具有非常重要的现实意义。目前，随着传感器技术的进一步应用，世界范围内的传感器生产商不断增加，我国对传感器的研究力度也不断加大，这预示着传感器技术在工业生产领域及其他领域将会发挥出更大的作用。

2 机电自动化控制中传感器技术的发展现状和作用

传感器的本质在于能够按照一定的规则，将测量收集的数据转换为数值类型（如图2所示）。将该技术应用到工业工程中，能提升工作的精度和效率。传感器可以看作是人类感觉器官的延伸，管理人员能够充分发挥该技术的优势，对生产环境以及生产情况进行感知[2]。在工程自动化监测系统中，应用传感器可以及时对工作环境进行实时监控，在完成数据转换之后，可以传输到相应系统中，从而保证设备正常运行。

在新技术的推动下，世界范围内的工业生产水平不断提升，人们对传感器的灵敏度和数据收集效率提出了更高的要求。在市场作用的推动下，也加快了传感器技术的研究进程，深层次的传感器技术将会引领工业生产进入新的阶段。当前，传感器技术被广泛应用于各个领域，且传感器技术在持续进步，集成化程度越来越高。集成化传感器不但具有体积小和重量轻的优势，稳定性也得到了显著提升，促使自动化控制系统获得更强大的技术支撑。

此外，传感器技术的应用可以降低企业的生产成本。在传统生产模式中，必须经过人工生产的环节，如今可以充分利用传感器和机械设备替代恶劣工作环境下的人工生产[3]。在机电自动化控制系统中，传感器的作用是通过及时获取数据信息来保证系统信息的稳定性，提升系统运行的抗干扰能力。

3 传感器技术在机电自动化控制中的实际运用

传感器技术在机电自动化控制中的实际运用体现在以下几个方面：第一，传感器技术在机械工程方面的应用;第二，传感器技术在机器人方面的应用;第三，传感器技术在技术监测方面的应用;第四，传感器技术在汽车自动化控制方面的应用;第五，传感器技术在农业生产中的应用。

3.1 传感器技术在机械工程制造方面的应用

在机械制造工程中，随着市场的发展，机械制造的加工精度成为人们关注的重要内容，生产精度和生产质量在很大程度上已经成为衡量企业生产水平的重要的指标。

以基础的企业生产为例，在工件加工过程中，通过对基点的控制来把握工件的生产精度，这就需要使用相应的接触点传感器，充分利用传感器收集到的信息数据。传感器在机械制造中的应用，有利于改善加工精度，促进产业的发展。

3.2 传感器技术在机器人方面的应用

在人工智能快速发展的今天，机器人取代人工生产已经成为重要的发展趋势。机器人最大特征就是智能化，能够对收集到的数据信息进行处理，并快速完成相应的指令。在机器人设计过程中，通过合理应用传感器技术，可以完成内外部感知工作，做好系统的监测工作，确保机器人能按照人们的管理意愿完成相应的工作。

外部传感器的使用，能保证机器人对外部环境的有效识别，通过及时获取外界的不安全信息，保证生产的安全性，通过及时采取干预指令和措施，避免技术施工出现错误[4]。外部传感器获取到的参数信息能及时反馈给控制系统，管理人员通过分析相关数据，对周边的环境进行调整，这对提升生产的稳定性和效率具有重要意义。通过应用内部传感器，可以及时获取机器人工作状态。

3.3 传感器技术在技术监测方面的应用

传感器技术在生产环境监测中的应用已较为广泛。在机电工程自动化控制系统中，通过对生产环境的有效监测，可以第一时间了解各生产环节的状况，保障企业生产高效、安全运行。通过安装相应的传感器设备，能保证生产过程中数据的准确性。例如，机电生产过程中的温度数据、湿度数据等都是影响生产质量和生产效率的重要因素，通过实时监测相应的参数，可以引导工作人员优化生产环境，提升设备的工作效率。

3.4 传感器技术在汽车自动化控制方面的应用

将传感器技术应用到汽车自动化控制方面，也可以起到重要作用。当前，传感器的应用主要体现在企业的防滑驱动装置上，其可以提升汽车对环境的适应能力。当汽车在复杂环境中行驶时，需要选择各方面都较优的传感器，例如，较好的传感器抗压能力和抗高温能力等。将传感器技术应用于其他方面时，也要考虑利用传感器收集数据的灵敏性，提升自动化控制水平。

传感器技术在汽车发动舱装置中的应用可以实现生产制造的自动化控制，还能有效降低行驶过程中的振荡效应，提升行驶安全性[5]。传感器应用在汽车承重方面可以提升检测水平，及时发现是否存在超载现象，这对于提升道路安全管理水平，加强交通管理具有重要意义。在汽车车身上应用具有不同功能的传感器，一方面可以提升汽车运行的控制水平，另一方面可以增强汽车运行的安全可靠性。需要注意的是，在应用传感器的过程中，由于汽车类型、功能存在差异，因此，需要对传感器的性能进行测试，保证设备功能正常发挥。

在汽车正常行驶过程中，通过应用智能传感器技术，可以对汽车的行驶情况进行实时监控，并且对驾驶过程中遇到的问题进行快速识别和模拟，根据实际情况快速找到问题解决办法。这不仅可以解决控制系统的问题，还能有效避免安全事故的出现，保障了汽车用户的安全。

3.5 传感器技术在农业生产中的应用

随着农业生产的扩大和农业自动化技术的发展，传感器技术在农业生产中的应用越来越广泛。农民可以有效利用传感器技术，采用精密的传感器检测温度、湿度、有机土壤含量和光强等环境因子，从而提高生产效率。此外，传感器还能在实际生产中准确测量植物的生长状态、形状和大小，保证植物的质量和效益，提高農产品产量[6]。另外，传感器技术在农产品运输过程中的应用也较为广泛，可以利用其对货箱内的温度、湿度等进行监测[7]，随时调整运输集装箱内的环境，保障农副产品质量。

4 传感器技术的发展趋势

在信息技术的推动下，工业化的进程快速推进。合理应用传感器技术对于提升工业发展水平具有重要意义。当前，传感器的类型众多，在不同领域、不同应用场合都具有广泛应用，只有持续提升传感器研发力度[8]，提升传感器性能和灵敏度，才能更好地满足人们的需要。就当前市场对传感器的需求而言，传感器技术发展趋势主要体现在以下几个方面。

第一，不断研发新的材料，进一步提升传感器自身的适应性，进而扩大传感器的应用范围，尤其是在恶劣环境中的应用。高新材料对传感器技术功能的发挥会起到重要的推动作用，将为更灵敏、更精确的传感器提供坚实的基础。

第二，传感器会朝着数字化、智能化和集成化的方向发展。随着社会经济的快速发展，传感器也被赋予了更多功能，单个模拟信号的传输，已经不能满足人们多样化的需求。因此，需要通过微电脑对数字信号加工处理，拓展传感器的功能，扩大应用范围。我国传感器技术研究相对于国外还有很大差距，为此，在技术研发过程中，需要加强创新，提升资金的扶持力度，加快国内传感器的研发进程。

5 结语

传感器作为机电自动化控制系统中的重要组成部分，通过收集生产环境的数据参数，为管理人员提供具有价值的数据信息，对提升工作效率、加工精度具有重要意义。随着相关技术的发展，传感器技术在越来越多的领域中展现出自身优势。为此，加大对传感器的研发力度，推动传感器技术的升级，扩大传感器的使用范围，必将为我国经济高质量发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]魏玲.传感器技术在机电自动化控制中的应用[J].中国设备工程，2021（4）：215-216.

[2]谢超艺.传感器技术在机电自动化控制中的应用[J].时代汽车，2020（23）：14-15.

[3]赵小霞.机电自动化控制中传感器技术的应用探讨[J].电子制作，2020（20）：56-58.

[4]孙瑾.机电自动化控制过程中传感器技术的应用方法[J].中国设备工程，2020（12）：193-195.

[5]徐媛媛.传感器技术在机电自动化控制中的应用[J].价值工程，2020（1）：195-197.

[6]魏玲.传感器技术在机电自动化控制中的应用[J].中国设备工程，2021（4）：215-216.

[7]赵小霞.机电自动化控制中传感器技术的应用探讨[J].电子制作，2020（20）：56-58.

[8]石晓娟，任丽红.传感器技术在机电自动化控制中的应用解析[J].科技风，2017（18）：203.