機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的運(yùn)用

馬紹宇++臧少帥

摘 要：傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵核心組成部分，能夠快速、準(zhǔn)確的獲取信息，并且在多種復(fù)雜環(huán)境下仍然能夠發(fā)揮效能，傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用是提升機(jī)電一體化系統(tǒng)水平的關(guān)鍵。目前，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)發(fā)展中得到了廣泛應(yīng)用，在強(qiáng)化機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展效能方面發(fā)揮著十分重要的作用?；诖?，本文對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了相關(guān)的分析和探究。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化系統(tǒng)；傳感器技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.140

0 引言

傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的效能就好比是感覺(jué)器官在人體中的機(jī)能，是獲取外部世界信息、數(shù)據(jù)的重要關(guān)鍵部分。隨著現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用得到人們的廣泛關(guān)注，從某種程度上來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)水平就代表了機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展水平。

1 傳感器技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容簡(jiǎn)述

傳感器是一種信息獲取和信號(hào)輸出的元器件，是對(duì)對(duì)象進(jìn)行信息感應(yīng)和檢測(cè)，并且按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成為具體形態(tài)電信號(hào)的裝置，傳感器的應(yīng)用能夠有效滿足信息傳輸、處理、顯示和控制等相關(guān)功能的需求。傳感器技術(shù)被看做是信息時(shí)代下現(xiàn)代高新技術(shù)的典型代表之一，在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用最主要是通過(guò)測(cè)量效能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)電一體化系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量模塊對(duì)操作對(duì)象的位移、壓力、強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行輸入操作，然后通過(guò)一定的規(guī)律將這些參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚍从硻C(jī)電物理參數(shù)的實(shí)踐變化曲線，從而為相關(guān)工作人員提供調(diào)試、整改、優(yōu)化的參考，因此，傳感器技術(shù)作為機(jī)電一體化系統(tǒng)中的核心首腦，是推動(dòng)機(jī)電一體化系統(tǒng)高效運(yùn)行的關(guān)鍵。在上個(gè)世紀(jì)80年代，傳感器技術(shù)就被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，并為工業(yè)創(chuàng)新提供了思路和方法，隨著傳感器技術(shù)研究的不斷深入以及傳感器技術(shù)與信息技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)等技術(shù)的融合，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)將在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮更加的效用價(jià)值。

2 機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用分析

機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展對(duì)傳感器技術(shù)的要求是比較高的，例如線性度優(yōu)良、穩(wěn)定度好等，而且要求傳感器要求有比較好的抗干擾能力，不論是靜態(tài)特性還是動(dòng)態(tài)特性都應(yīng)當(dāng)維持在比較好的狀態(tài)，當(dāng)然，高靈敏度和高分辨率也是比較重要的參數(shù)。傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提高機(jī)電一體化系統(tǒng)加工設(shè)備的精度和自動(dòng)化程度。

2.1 傳感器技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用分析

工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用環(huán)境是比較復(fù)雜和惡劣的，但是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的重要技術(shù)支持。傳感器技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用能夠強(qiáng)化機(jī)器人行為的靈活響應(yīng)度，同時(shí)在強(qiáng)化機(jī)器人適應(yīng)能力方面也發(fā)揮著十分重要的作用。具體的說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人中的傳感器技術(shù)應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。首先，是機(jī)器人的視覺(jué)傳感器，這主要是指給生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人裝置視覺(jué)傳感器，通過(guò)視覺(jué)傳感器識(shí)別相關(guān)的機(jī)械零件以及零件的位置，在行走機(jī)器人安裝視覺(jué)裝置能夠?yàn)闄C(jī)器人運(yùn)輸危險(xiǎn)材料、識(shí)別道路和目的導(dǎo)航等提供技術(shù)支持。其次是機(jī)器人的觸覺(jué)傳感器，這是實(shí)現(xiàn)觸摸機(jī)械手的關(guān)鍵技術(shù)，并且通過(guò)視覺(jué)傳感器和觸覺(jué)傳感器的相互結(jié)合，能夠?qū)?duì)象的詳細(xì)參數(shù)進(jìn)行明確，提高工業(yè)生產(chǎn)的精度和效率。

2.2 傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，是關(guān)系到現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)的自動(dòng)化設(shè)備，尤其是在裝備制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。大量的傳感器被應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床上，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床對(duì)溫度、壓力、位移和速度等參數(shù)的自動(dòng)化測(cè)量和控制。首先，傳感器技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床的溫度檢測(cè)方面，在工件加工的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、刀具的切削等都會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生熱量，這些熱量并不是均勻分布的，不同部位的溫差會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生不利影響，對(duì)工件加工精度產(chǎn)生影響。傳感器技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)傳感器對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行感應(yīng)，然后感應(yīng)到的信號(hào)差異傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床的控制管理系統(tǒng)中，做好相關(guān)的溫度補(bǔ)償，從而減少因溫差導(dǎo)致對(duì)工件加工精度的不利影響。其次，傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床壓力檢測(cè)中的應(yīng)用主要是對(duì)工件夾緊力進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，然后向控制系統(tǒng)傳送預(yù)警信號(hào)，減少走到，另外，傳感器技術(shù)對(duì)機(jī)床車刀的削力變化進(jìn)行信號(hào)感應(yīng)。同時(shí)，傳感器技術(shù)還在數(shù)控機(jī)床的軸動(dòng)位移狀況進(jìn)行檢測(cè)，避免因軸動(dòng)過(guò)位出現(xiàn)誤差導(dǎo)致生產(chǎn)故障。需要指出的是，傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用最早是對(duì)刀具和機(jī)床的監(jiān)控方面，通過(guò)高分辨率的傳感器和監(jiān)視器實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行和生產(chǎn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.3 傳感器技術(shù)在汽車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

汽車是與人們的日常生活有著十分密切的關(guān)系，隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提升以及汽車行業(yè)發(fā)展，汽車的保有量也在不斷增長(zhǎng)，同時(shí)汽車制造和行車安全受到人們的廣泛關(guān)注，而傳感器技術(shù)在汽車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了變速器自動(dòng)化、汽車制動(dòng)抱死系統(tǒng)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)等，這些都有效改變了汽車車體的性能。隨著新型傳感器技術(shù)的不斷應(yīng)用，汽車的性能將會(huì)得到進(jìn)一步的改善，例如降低汽車的油耗、減少尾氣排放以及為人們提供更加人性化的安全服務(wù)。以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)部件為例，溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器等在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用有效提升了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。但是同時(shí)也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，汽車在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生電磁波和震動(dòng)，因此應(yīng)用到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的傳感器要具有較好的抗干擾能力和抗震能力，加上汽車保有量的不斷增加，相關(guān)的傳感器需求量也相應(yīng)的持續(xù)增加，因此要形成對(duì)傳感器的自動(dòng)化、規(guī)模生產(chǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

傳感器技術(shù)作為信息時(shí)代高新技術(shù)發(fā)展的典型代表之一，在人們的日常生活中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，作為機(jī)電一體系統(tǒng)中的重要組成部分，傳感器技術(shù)的應(yīng)用水平直接關(guān)系到機(jī)電一體化系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。在未來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)和相關(guān)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感器技術(shù)將朝著智能化、集約化和電子化的方向不斷發(fā)展，并且在機(jī)電一體化系統(tǒng)和人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

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