傳感器與檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

李慶川

摘 要

傳感器和檢測(cè)技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的技術(shù)，在機(jī)電一體化中的作用也是非常重要的。通過(guò)傳感器和檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能夠促進(jìn)機(jī)電一體化自動(dòng)控制以及自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn)。本文通過(guò)對(duì)傳感器的常見(jiàn)類(lèi)型進(jìn)行分析，進(jìn)一步探討傳感器與檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電一體化當(dāng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化 系統(tǒng) 傳感器 檢測(cè)技術(shù) 應(yīng)用

傳感器的應(yīng)用能夠清楚的展現(xiàn)對(duì)象的狀態(tài)和相關(guān)特征，并且給予待測(cè)對(duì)象一些關(guān)鍵的信息。傳感技術(shù)能夠起到放大電信號(hào)的作用，并且可以對(duì)標(biāo)度進(jìn)行加工處理，將一些物理量變成對(duì)其相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的一種技術(shù)。在機(jī)電一體化過(guò)程中，為了能夠有效的獲取相關(guān)信息，人們通過(guò)引進(jìn)傳感器和傳感檢測(cè)技術(shù)的方式實(shí)現(xiàn)信息的獲取目的。

1 傳感器類(lèi)型及傳感器技術(shù)分析

1.1 傳感器的類(lèi)型分析

傳感器是一種能夠感受規(guī)定的被測(cè)量信息并且將這種信息通過(guò)獨(dú)特的方式轉(zhuǎn)換為了輸入信號(hào)的電器裝置。這種裝置在機(jī)電一體化中的應(yīng)用主要是為了檢測(cè)機(jī)電一體化系統(tǒng)與作業(yè)環(huán)境的基本狀態(tài)，進(jìn)而為機(jī)電一體化系統(tǒng)的有效運(yùn)作提供相關(guān)的信息。在整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，測(cè)量模塊是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的核心部分，組成測(cè)量模塊的除了變換電路之外就是傳感器最為重要。傳感器的輸入數(shù)能夠確定機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊的整體性能，由此可知，傳感器是整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)之首。它的作用就等同于系統(tǒng)的感受器官，如果缺少傳感器，系統(tǒng)信息處理和控制決策的功能將難以實(shí)現(xiàn)。傳感器具有多種類(lèi)別，按照其測(cè)量對(duì)象的性質(zhì)不同可以將傳感器分為兩種，其中一種是內(nèi)部信息傳感器，這種傳感器主要用來(lái)檢測(cè)機(jī)電一體化內(nèi)部的狀態(tài)，包括系統(tǒng)內(nèi)部位置的變化、速度的變化、溫度的變化以及異常變化等；另外一種是外部信息傳感器，這種傳感器主要是用來(lái)檢測(cè)外部環(huán)境的狀態(tài)，外部信息傳感器當(dāng)中有接觸式的觸覺(jué)傳感器以及非接觸式的視覺(jué)傳感器、超聲測(cè)距儀以及激光測(cè)距儀。

1.2 傳感器技術(shù)分析

在基地那一體化過(guò)程中，監(jiān)測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)件就是傳感器，所以說(shuō)，傳感技術(shù)對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要功能就是對(duì)操作的對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境以及系統(tǒng)本身的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供一些關(guān)鍵的信息。傳感技術(shù)的發(fā)展關(guān)系到機(jī)電一體化系統(tǒng)的整體發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品逐漸產(chǎn)生，電子信息呈現(xiàn)爆炸式的狀態(tài)，信息傳播的速度也不斷提升，傳統(tǒng)的信息傳播方式的傳播速度已經(jīng)趕不上時(shí)代發(fā)展的腳步，需要對(duì)傳感技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)不斷更新，才能夠滿(mǎn)足時(shí)代對(duì)信息傳播發(fā)展的要求。

2 傳感器與檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳感器在機(jī)電一體化中主要是廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化產(chǎn)品當(dāng)中，例如，工業(yè)機(jī)器人以及汽車(chē)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中對(duì)傳感器都有應(yīng)用，以下就這兩個(gè)方面的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

2.1 傳感器與檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人在工作過(guò)程中之所以能夠準(zhǔn)確無(wú)誤，是因?yàn)闄C(jī)器人身上安裝的傳感器能夠感受其自身的狀態(tài)，同時(shí)還能夠感受操作對(duì)象以及工作環(huán)境的狀態(tài)，通過(guò)內(nèi)部傳感器能夠獲取其自身的位置、位移、速度等信息，通過(guò)外部傳感器能夠完成操作對(duì)象以及外部環(huán)境的感知，內(nèi)外部傳感裝置同時(shí)為機(jī)器人提供反饋信息，協(xié)助它順利完成各項(xiàng)工作。此外，機(jī)器人的每一個(gè)關(guān)節(jié)上都有安裝微動(dòng)開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等各種形式的傳感器，這些傳感器能夠幫助機(jī)器人進(jìn)行零位和極限位置的檢測(cè)，零位檢測(cè)能夠保證機(jī)器人的重復(fù)定位精度和軌跡精度，極限位置檢測(cè)能夠保護(hù)機(jī)器人的安全動(dòng)作。不僅如此，機(jī)器人的關(guān)節(jié)上還有安裝位移傳感器，對(duì)于機(jī)器人的位置移動(dòng)和位置控制起到很大的作用。機(jī)器人的手腕位置以及抓手位置有安裝觸覺(jué)傳感器，通過(guò)觸覺(jué)可以讓機(jī)器人準(zhǔn)確的確定對(duì)象的位置，通過(guò)手抓傳感器就可以使機(jī)器人抓住對(duì)象物體。

2.2 傳感器與檢測(cè)技術(shù)在汽車(chē)機(jī)電一體化中的應(yīng)用

隨著傳感技術(shù)以及一些新型技術(shù)的發(fā)展，將現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)推進(jìn)了一個(gè)嶄新的時(shí)代。汽車(chē)機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)由自動(dòng)化控制系統(tǒng)取代了原有的機(jī)械式控制部件，不僅僅是汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用了自動(dòng)化控制技術(shù)，汽車(chē)身體的其他很多部位也應(yīng)用了檢測(cè)和控制技術(shù)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的傳感器是整個(gè)汽車(chē)傳感器的核心部分，應(yīng)用了多種類(lèi)別的傳感器裝置，通過(guò)這些傳感器的檢測(cè)，能夠向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，方便ECU對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行精確的控制，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的提升有很大的幫助。

汽車(chē)的重點(diǎn)控制部位使用了曲軸位置傳感器、壓力傳感器以及溫度傳感器等。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠改善汽車(chē)的性能，實(shí)現(xiàn)人性化服務(wù)的功能，同時(shí)還能夠增強(qiáng)汽車(chē)行駛的安全性。例如，現(xiàn)代的汽車(chē)都有導(dǎo)航系統(tǒng)，通過(guò)汽車(chē)導(dǎo)航的開(kāi)啟就能夠讓駕駛員清楚的知道前方的建筑物以及車(chē)輛的狀態(tài)，該系統(tǒng)中不僅僅應(yīng)用了GPRS定位技術(shù)，同時(shí)還應(yīng)用了傳感器及檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)傳感器能夠感知到一定距離以外的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后給予駕駛?cè)藛T準(zhǔn)確的提示，幫助他們了解車(chē)輛行使的軌跡和阻礙物，從而為車(chē)輛行使安全提供了更好的保障。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的要求也不斷提升，因此，需要加強(qiáng)對(duì)傳感器檢測(cè)的分析，研究出一種能夠用于連續(xù)檢測(cè)和瞬時(shí)檢測(cè)的傳感器，促使自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)向著智能化的方向發(fā)展。除了在工業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行中不斷開(kāi)發(fā)新型傳感器之外，要需要對(duì)已經(jīng)使用的傳感器的性能以及使用范圍不斷擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)傳感器的小型化和集成化發(fā)展，從而提高機(jī)電一體化的工作效率，促進(jìn)機(jī)電一體化更加順利的進(jìn)行運(yùn)行和操作。為了使機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠獲取準(zhǔn)確的信息，還需要引進(jìn)傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)，利用其獨(dú)特的功能實(shí)現(xiàn)信息獲取和傳播的目的。

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作者單位

河南省安陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南省安陽(yáng)市 455008