傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

李衛(wèi)軍

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳感器技術(shù)作為一種現(xiàn)代信息科技產(chǎn)品，在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中均得到了廣泛的應(yīng)用，并且為行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。傳感器是確保信息采集有效的基礎(chǔ)與前提，可以將要求測(cè)量的非電量轉(zhuǎn)變成能夠被測(cè)量的電信號(hào)。在機(jī)電自動(dòng)化控制中，傳感器技術(shù)的應(yīng)用提高了人們生活、生產(chǎn)的效率，成為了我國(guó)信息化建設(shè)的重要組成部分。本文在介紹傳感器技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡述傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】傳感器技術(shù)；機(jī)電自動(dòng)化控制；應(yīng)用

傳感器技術(shù)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)、技術(shù)含量較高的技術(shù)，對(duì)機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展有著非常重要的意義。假如將機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)比作是一個(gè)人，那么傳感器技術(shù)就是人的感覺器官，可以快速、準(zhǔn)確獲取有用信息，是確保機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)有效運(yùn)行與發(fā)展的基礎(chǔ)與前提[1]。在機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)中，如果傳感器技術(shù)發(fā)生問題，就會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的信息采集、傳遞、管理等產(chǎn)生影響。所以，強(qiáng)化對(duì)傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行研究是非常必要的。

1.傳感器技術(shù)現(xiàn)狀

傳感器指的就是工程上能夠被直接測(cè)量，按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為同種或者別種量值輸出的器件[2]。傳感器功能相當(dāng)人的感覺器官，在某種程度上而言，傳感器就是人類感覺器官的延伸。傳感器主要可以對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行、操作對(duì)象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài)等進(jìn)行檢測(cè)，為有效控制機(jī)電一體化系統(tǒng)提供了可靠依據(jù)。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，信息化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以傳感器—計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代測(cè)試控制系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)與管理中得到了廣泛應(yīng)用。傳感器技術(shù)作為機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的核心與關(guān)鍵，具有十分廣闊的發(fā)展平臺(tái)。在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，應(yīng)用傳感器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，并且直接影響系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，如果傳感器技術(shù)水平比較高，那么就會(huì)提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，相反，就會(huì)降低系統(tǒng)的自動(dòng)化水平?，F(xiàn)階段，傳感器技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中均得到了廣泛應(yīng)用，并且越來越集成化。集成化傳感器具有更強(qiáng)的技術(shù)穩(wěn)定性，減小了以往傳感器的重量與體積，為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)用提供了可靠的技術(shù)支持。除此之外，傳感器生產(chǎn)成本較低，可以進(jìn)行批量生產(chǎn)，在未來發(fā)展中具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

2.傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1機(jī)器人技術(shù)中的應(yīng)用

目前，機(jī)器人是人類科學(xué)研究史上非常典型的仿生機(jī)電裝置，其中傳感器技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用。機(jī)器人信息獲取與信息輸出均是依靠傳感器技術(shù)完成的，傳感器將感知到的物理信息轉(zhuǎn)變成電量，這樣機(jī)器人就可以進(jìn)行信息獲取與輸出。在此過程中，傳感器技術(shù)的應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面：外部傳感器技術(shù)與內(nèi)部傳感器技術(shù)[3]。首先，利用外部傳感器技術(shù)，對(duì)外部信息予以檢測(cè)和收集，同時(shí)識(shí)別機(jī)器人的工作環(huán)境，為機(jī)器人工作提供必要的信息，保證機(jī)器人可以對(duì)工作對(duì)象做出及時(shí)、準(zhǔn)確的反應(yīng)，達(dá)到預(yù)期的工作效果。其次，利用內(nèi)部傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)系統(tǒng)的控制，并且對(duì)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)予以檢測(cè)，向外部傳感器傳遞有用信息，保證機(jī)器人可以有效感知外部環(huán)境，同時(shí)按照有關(guān)指令與要求開展活動(dòng)。除此之外，隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，其還可以在機(jī)器人運(yùn)行中收集有關(guān)反饋建議，為以后技術(shù)創(chuàng)新提供參考依據(jù)。

2.2機(jī)械加工中的應(yīng)用

在機(jī)械加工中應(yīng)用傳感器技術(shù)主要包括三個(gè)方面：其一，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用。在機(jī)械加工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，傳感器技術(shù)作為一種不可或缺的重要技術(shù)，發(fā)揮著不可替代的作用。為了可以完全按照切削加工指令控制機(jī)床，需要借助傳感器技術(shù)對(duì)機(jī)床位置、速度予以探測(cè)，并且了解振動(dòng)、變形等因素對(duì)工件、刀具相對(duì)位移的影響，同時(shí)還要密切監(jiān)測(cè)加工過程，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整刀具等加工條件，確保加工精度滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)切削加工的高精度化。除此之外，為了實(shí)現(xiàn)省力化、無人化加工，需要借助傳感器技術(shù)對(duì)加工結(jié)果予以反饋輸出，確保現(xiàn)場(chǎng)加工的順利進(jìn)行。其二，最終加工精度中的應(yīng)用。在機(jī)械加工中，最終加工精度控制是非常重要的環(huán)節(jié)。工件尺寸是連接兩點(diǎn)間的直線距離，基點(diǎn)就是一個(gè)點(diǎn)。檢測(cè)工件上一個(gè)點(diǎn)的位置，一般使用微小光點(diǎn)非接觸光學(xué)式位移傳感器與接觸式傳感器。近些年來，掃描式測(cè)頭傳感器的應(yīng)用也在不斷增多。此種測(cè)頭是沿著工件輪廓進(jìn)行連續(xù)的仿形測(cè)量，可以在短時(shí)間內(nèi)收集大量信息，更加接近真實(shí)情況，測(cè)量結(jié)果非?？煽俊３酥?，在刀具管理過程中，可以運(yùn)用電磁結(jié)合式識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)刀具進(jìn)行識(shí)別，并且明確刀具使用年限。其三，汽車自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。隨著汽車生產(chǎn)電子化水平的不斷提升，普通的機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)無法解決一些和汽車功能要求相關(guān)的問題，逐漸被電子控制系統(tǒng)所取代。在汽車電子控制系統(tǒng)中，傳感器作為非常重要的組成部分，對(duì)汽車技術(shù)性能的發(fā)揮有著直接的影響?，F(xiàn)階段，普通汽車一般安裝了10-20個(gè)傳感器，高級(jí)豪車轎車安裝數(shù)量更多，這些傳感器主要分布于車身控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中[4]。

在機(jī)械加工中應(yīng)用傳感器技術(shù)，可以對(duì)機(jī)械阻抗與振動(dòng)等部件參數(shù)予以精細(xì)化測(cè)量，并且能夠檢測(cè)部件的動(dòng)態(tài)特性；同時(shí)，傳感器技術(shù)還可以對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行精細(xì)的在線監(jiān)控，比如，在檢測(cè)車床車刀安裝位置的時(shí)候，因?yàn)檐嚨兜都庑螤顣?huì)影響工件尺寸與表面精度，所以，可以通過在刀尖上安裝振動(dòng)傳感器的方式，檢測(cè)刀尖鋒利程度，為零部件生產(chǎn)提供有用的參考依據(jù)。

3.結(jié)束語

總而言之，傳感器技術(shù)在機(jī)電子自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，可以有效將外部物理信息轉(zhuǎn)變成電量信息，向信息系統(tǒng)中傳輸，具有傳輸速度快、精度高的特點(diǎn)。在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，傳感器技術(shù)作為一種有效、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的技術(shù)支持，促進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)一步發(fā)展，值得相關(guān)人士進(jìn)行深入研究探討。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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[3]張磊，劉闖，管旻珺等.基于特征位置磁鏈開關(guān)磁阻電機(jī)無位置傳感器技術(shù)[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（05）.

[4]陳新，丁求啟，陶敏等.基于無傳感器技術(shù)伺服進(jìn)給系統(tǒng)精度檢測(cè)方法研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2013（12）.