傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

高艷

摘 要：傳感器技術(shù)是機電一體化系統(tǒng)中非常重要的部分。在機電一體化系統(tǒng)中進行傳感器的安裝可以使得該系統(tǒng)的運作速度更快，在進行信息獲取的過程當(dāng)中能夠獲得的信息更加地豐富和準(zhǔn)確。同時，由于機電一體化在具體工作的過程中，所面臨的各種外部環(huán)境復(fù)雜多樣，傳感器能夠保證其在各種情況下順利的運行。傳感器的缺乏可能會導(dǎo)致機電一體化在運行的過程當(dāng)中出現(xiàn)信息不準(zhǔn)確的情況。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù);機電一體化;應(yīng)用

1 傳感器技術(shù)概述與發(fā)展

1.1 傳感器的構(gòu)成和基本原理

傳感器能夠?qū)ν饨绲淖兓龀龈兄?，并且將信息按照一定的?guī)律轉(zhuǎn)化成可以遠(yuǎn)距離傳播的信號，是一種重要的測量裝置。傳感器對信息的轉(zhuǎn)化形式主要為電信號，也可以是其他形式的信號。其測量的關(guān)鍵是敏感元件，敏感元件可以接受物體或周圍環(huán)境在物理、化學(xué)、生物效應(yīng)的改變， 將其轉(zhuǎn)化成可傳遞、可利用的信號[1]。

1.2 傳感器技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

根據(jù)我國傳感器的研究以及發(fā)展現(xiàn)狀可知，傳感器技術(shù)作為自動控制、自動調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)，各行業(yè)都重視對傳感器技術(shù)理論和材料技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)。因此傳感器在今后的發(fā)展中呈現(xiàn)出以下的發(fā)展特點。一是新型敏感材料將會應(yīng)用于傳感器設(shè)備的創(chuàng)造中。隨著社會各行業(yè)各學(xué)科的綜合發(fā)展，各種新技術(shù)實現(xiàn)相互融合發(fā)展，未來將有望將一些新型敏感材料應(yīng)用于傳感器制造中，提高傳感器設(shè)備對于環(huán)境領(lǐng)域的適應(yīng)力，更提高傳感器技術(shù)的精確性。二是傳感器技術(shù)將朝著高精度方向發(fā)展。根據(jù)傳感器的理論可知，其展開被測量一般是以各種物理效應(yīng)為基礎(chǔ)的，當(dāng)前伴隨著仿生物理學(xué)科的發(fā)展，傳感器將會朝著靈敏度高、響應(yīng)速度快、互換性好的方向發(fā)展，從而應(yīng)用于各種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中。如，醫(yī)療、航空航天等行業(yè)。

2 機電一體化系統(tǒng)概述

機電一體化體系主要是由傳感檢測系統(tǒng)、機械系統(tǒng)以及伺服系統(tǒng)三個部分組成。而對于傳感器檢測系統(tǒng)來講，其中又包括加速度傳感器、扭矩傳感器、位移傳感器、速度傳感器以及視覺傳感器等等。針對于機械系統(tǒng)來講，其中同樣也包含著支承部件、傳動結(jié)構(gòu)以及數(shù)學(xué)模型等等。針對于伺服系統(tǒng)來講，其中也有檢測元件、電氣元件以及執(zhí)行元件等各個部分。不同的系統(tǒng)都有著不同的元件或是器件組成，繼而也就形成了一個完整的機電一體化體系，使得機電一體化體系能夠在物理、生物以及化學(xué)等不同領(lǐng)域完成信號的檢測、轉(zhuǎn)變以及傳輸?shù)取?/p>

3 傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的意義和作用

現(xiàn)如今，本國的機械自動化水平正在持續(xù)不斷的發(fā)展和進步，繼而也就需要增強機電一體化體系在日常工作的使用，而傳感器技術(shù)在這其中也就發(fā)揮了不可忽視的重要作用。通過將傳感器技術(shù)運用到機電一體化體系當(dāng)中，進而使得傳感器技術(shù)監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)來進一步促進自動化設(shè)施的運轉(zhuǎn)，使得本國機械化生產(chǎn)的效用和水平得到大幅度的提升[2]。同時，當(dāng)機電一體化體系獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)時，同樣也能為后期的正常、高效運轉(zhuǎn)打下扎實的基礎(chǔ)。機電一體化體系中的檢測部分是最為關(guān)鍵的一個步驟，它包含著監(jiān)測以及獲得被監(jiān)測對象的相關(guān)數(shù)據(jù)等，同樣也能對機械部分當(dāng)中的速度、強度以及壓力等各個部分的數(shù)據(jù)輸入起到重要的影響。而機電一體化體系當(dāng)中的檢測模塊也就是通過傳感器技術(shù)以及測量電路等構(gòu)成，因此，這也就能反映出傳感器技術(shù)在機電一體化體系中起到了極其重要的作用，更是機電一體化體系的核心部分，能夠?qū)C電一體化體系的正常、高效的運行產(chǎn)生不可忽視的影響。

4 傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 機械加工領(lǐng)域傳感器的應(yīng)用

機電一體化系統(tǒng)的重要應(yīng)用方向就是機械加工領(lǐng)域，普遍使用了傳感器。因為機械的加工零件會不斷位移、偏轉(zhuǎn)，傳感器將會對這些數(shù)據(jù)進行測量，獲得真實的物理數(shù)據(jù)，以保證零件的切割精度。同時，使用傳感器對零件的加工過程可以作出更主動的控制，能主動改變參數(shù)來確保機械加工的準(zhǔn)確性和有效性。很多傳感器會將切割元件過程中的數(shù)值轉(zhuǎn)化成電信號發(fā)送到中心計算機，技術(shù)人員就可以對機械加工設(shè)備進行遙控，以保證機械加工工作的效率和質(zhì)量。而且，通過使用傳感器讓系統(tǒng)的運行效率有了明顯的提升，全面提升了機械加工工作的效益。

4.2 傳感器技術(shù)在無人駕駛汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

本國科學(xué)技術(shù)的持續(xù)成長，使得汽車行業(yè)逐漸朝著無人駕駛汽車的方向成長。而部分的大型汽車生產(chǎn)廠家也開始逐漸推出無人駕駛系統(tǒng)，而經(jīng)過大量的實驗可以知道，無人駕駛系統(tǒng)在各個方面依然有著較大的成長空間，例如：安全系數(shù)、汽車的敏感程度等等。無人駕駛系統(tǒng)在人流密集程度較大的地方并不會有著太多的運用空間。將傳感器技術(shù)與無人駕駛汽車進行融合，不僅能夠使得無人駕駛系統(tǒng)變得更加的符合人們的需求，同樣也在朝著智能化的方向成長。傳感器技術(shù)在汽車生產(chǎn)以及駕駛當(dāng)中都起到了至關(guān)重要的作用，能夠確保人們的行車安全。而傳感器技術(shù)在汽車的制動系統(tǒng)、防抱死系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及自動變速系統(tǒng)等方面有著大量的運用，對于汽車在行駛過程中的安全性有著較高的保障[3]。

4.3 工業(yè)機器人

在技術(shù)進步的背景下，大量的工業(yè)機器人都被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。工業(yè)機器人可以有效地代替一部分人工的操作，并且克服生產(chǎn)過程中的惡劣環(huán)境，從而降低工業(yè)生產(chǎn)的成本，從而有效提升工業(yè)的加工效率和質(zhì)量。同時，工業(yè)機器人能夠解決工人在工作過程中存在的疲勞問題，減少因為人為因素所導(dǎo)致的誤差率和失誤率，保證工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。而為了實現(xiàn)工業(yè)機器人的這些功能，就需要利用傳感器讓工業(yè)機器人能對周圍的情況、零部件的加工狀態(tài)做出感知，自動地對零部件加工的位置、加工工藝做出微調(diào)，保證機器人工作的效率和有效性。所以，傳感器就是機器人的感官系統(tǒng)，可以有效識別周邊的情況，機器人會利用傳感器的數(shù)據(jù)進行自主調(diào)整，技術(shù)人員也能在工業(yè)生產(chǎn)的過程中監(jiān)控機器人的狀態(tài)，并且結(jié)合實際工作需要做好調(diào)整。

4.4 傳感器技術(shù)在數(shù)控機床上的應(yīng)用

在本國的自動化生產(chǎn)過程中，數(shù)控機床受到了人們的高度關(guān)注，同時也是機電一體化體系當(dāng)中最需要優(yōu)化和完善的部分。所以，在新時期中， 為了使得傳感器技術(shù)在機電一體化體系中得到大范圍的普及與推廣，既需要相關(guān)行業(yè)、領(lǐng)域重點關(guān)注。怎么將傳感器技術(shù)在數(shù)控機床中大范圍的使用并確保使用的成效，這也就需要工作人員對于傳感器技術(shù)的原理以及優(yōu)點有著深入的認(rèn)識和理解，繼而能夠?qū)鞲衅骷夹g(shù)進行優(yōu)化和完善，將機電一體化體系的科學(xué)性、完整性以及高效性進行相應(yīng)的提升。例如：將傳感器技術(shù)當(dāng)中的數(shù)據(jù)管控精度以及數(shù)控機床上機電一體化體系的使用進行加強，繼而也就能夠?qū)C電一體化體系當(dāng)中的管控模塊的效用充分發(fā)揮出來，繼而有利于傳感器技術(shù)和機電一體化體系的完美融合。在數(shù)控機床自動化中使用傳感器技術(shù)，不僅能夠使得數(shù)控機床自動化，同樣也能使得生產(chǎn)出來的部件品質(zhì)好，有效的減少生產(chǎn)誤差，最終提升數(shù)控機床自動化的生產(chǎn)效用和生產(chǎn)品質(zhì)。

結(jié)束語

隨著我國科技的發(fā)展，國內(nèi)傳感器技術(shù)得到了進一步的進步。在進一步推動機電一體化發(fā)展的過程當(dāng)中，可以融入傳感器技術(shù)的使用，提升機電一體化系統(tǒng)的運行效率，推動機電一體化發(fā)展。

參考文獻：

[1] 涂祖蕾，何滔.淺析傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2020，（17）：188-189.

[2] 李杰.機電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用探討[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2020，（09）：134.

[3] 徐剛.傳感器技術(shù)在機電一體化中的應(yīng)用研究[J].北京印刷學(xué)院學(xué)報， 2020，28（08）：144-146.