機(jī)電自動(dòng)化中傳感器技術(shù)的應(yīng)用探討

馬志德

摘要：傳感器是近年來才運(yùn)用到機(jī)電領(lǐng)域當(dāng)中的，極大地提升了工業(yè)的自動(dòng)化程度，作為自動(dòng)化的核心，傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用。在相關(guān)技術(shù)的輔助下，傳感器的作用被充分發(fā)揮出來，更好地服務(wù)于生產(chǎn)制造。下面針對傳感器技術(shù)展開討論，對其現(xiàn)狀、在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，并對其未來發(fā)展方向進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：傳感器；自動(dòng)化；應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，傳感器的作用是收集各類生產(chǎn)設(shè)備傳來的信號，整理后向控制終端反饋，同時(shí)起到監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)的作用。中央處理器通過實(shí)時(shí)分析機(jī)械設(shè)備各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對其性能進(jìn)行評估，技術(shù)員可及時(shí)對老化零件進(jìn)行更換，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。為減少工廠事故多發(fā)現(xiàn)象，傳感器設(shè)計(jì)和安裝時(shí)一定要嚴(yán)格按照各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，目前我國的相關(guān)技術(shù)還在不斷發(fā)展當(dāng)中。

一、現(xiàn)狀分析

傳感器作為設(shè)備和控制端信息傳遞的媒介，能夠按照標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確執(zhí)行信息的輸入和輸出工作，其優(yōu)越的性能為促進(jìn)機(jī)電自動(dòng)化做出了很大貢獻(xiàn)。目前我國的大部分工業(yè)生產(chǎn)都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，傳感器在其中的作用不可或缺，其在傳遞信息的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出監(jiān)測設(shè)備系統(tǒng)的功能，極大地提升生產(chǎn)過程的安全性。功能的增加，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使其在機(jī)電設(shè)備中的左右越來越大。再加上其它新型技術(shù)的輔助，很多工廠已經(jīng)真正實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)。在計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)等的支持下，工作人員在監(jiān)控室內(nèi)就能看到車間內(nèi)的詳細(xì)情況，并能通過系統(tǒng)控制設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的速度[1]。傳感器的相關(guān)技術(shù)有效減少傳統(tǒng)人工操作的錯(cuò)誤率，是工業(yè)生產(chǎn)的重大變革，目前該項(xiàng)技術(shù)還在不斷的探索當(dāng)中。

二、實(shí)際應(yīng)用

（一）生產(chǎn)制造

該項(xiàng)技術(shù)在生產(chǎn)制造中作用顯著，尤其是在機(jī)械零部件的加工制造上。在此過程中，傳感器充當(dāng)監(jiān)控功能，貫穿著整個(gè)制造過程，其利用自身的各種感應(yīng)功能，對不同生產(chǎn)步驟進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。針對不合理的工藝流程，在監(jiān)測的同時(shí)會(huì)給出相應(yīng)的優(yōu)化手段，可見該項(xiàng)技術(shù)給工業(yè)生產(chǎn)帶來的便利。精度的控制是機(jī)械零件制造中的關(guān)鍵點(diǎn)，基點(diǎn)是確定零件尺寸的，此時(shí)選擇的傳感器是接觸式的，能夠快速發(fā)現(xiàn)微小光點(diǎn)，從而達(dá)到精準(zhǔn)控制尺寸的目的。隨著科技的進(jìn)步，掃描儀被鑲嵌到傳感器系統(tǒng)中，能夠短時(shí)間內(nèi)將成型零件的輪廓掃描下來，并快速計(jì)算其精度。其能同時(shí)檢測多組零件，這樣能夠有效排除生產(chǎn)的不合格品。掃描裝置同樣適用于刀具管理，通過數(shù)據(jù)測算能及時(shí)提醒工作人員更換刀具。

（二）機(jī)器人

該項(xiàng)技術(shù)在機(jī)器人中的使用是近幾年才實(shí)現(xiàn)的，還處于試運(yùn)行的階段，已取得不錯(cuò)的使用效果。傳感器相當(dāng)于機(jī)器人的大腦，需要具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度，同時(shí)要具備一定的思考能力。傳感裝置在機(jī)器人系統(tǒng)中還有內(nèi)部和外部之分，內(nèi)部傳感是控制機(jī)器人自身的行為動(dòng)作，并對內(nèi)部系統(tǒng)的運(yùn)行起到監(jiān)控作用，若機(jī)器人出現(xiàn)故障可及時(shí)報(bào)警。外部傳感是機(jī)器人感知外界外徑的媒介，從而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控[2]。同時(shí)能夠檢測外界環(huán)境的變化，機(jī)器人可自動(dòng)趨利避害，有效保證其內(nèi)部系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（三）監(jiān)測

該項(xiàng)技術(shù)是眾多技術(shù)的綜合體，監(jiān)測過程能夠充分體現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)的使用。且傳感器自身能耗小，只需定期更換電池即可。將傳感器的觸手分別連接到各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備，就能構(gòu)建起監(jiān)控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)。觸手能夠靈敏的檢測溫度、濕度，并將機(jī)械設(shè)備零部件的各項(xiàng)參數(shù)，在通信技術(shù)的作用下，向中央控制器反饋。技術(shù)員只需在控制端調(diào)節(jié)初始輸入?yún)?shù)，即可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的調(diào)節(jié)。從對設(shè)備的數(shù)據(jù)分析，工作人員能夠精準(zhǔn)預(yù)測故障，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。建設(shè)設(shè)備故障次數(shù)，有效提升生產(chǎn)效率。

（四）自動(dòng)控制

在汽車制造中，自動(dòng)控制被運(yùn)用進(jìn)去。傳感器在汽車的很多部位都有安裝，例如底盤、檔位控制系統(tǒng)等。目前很多汽車都帶有自動(dòng)擋，駕駛員使用自動(dòng)擋時(shí)，汽車會(huì)根據(jù)外界環(huán)境變化，自動(dòng)變換車速，實(shí)現(xiàn)車輛的平穩(wěn)行駛。在剎車系統(tǒng)中，傳感器也發(fā)揮著重要作用，傳統(tǒng)汽車并沒有自動(dòng)剎車功能，很多司機(jī)在遇到緊急情況時(shí)，往往把油門當(dāng)成剎車，導(dǎo)致交通事故發(fā)生。在新型汽車中，在剎車裝置中安裝傳感器，當(dāng)車輛感應(yīng)到外界危險(xiǎn)，就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)剎車，保證車內(nèi)人員的安全[3]。很多高速路口對汽車進(jìn)行超載檢測，使用的也是該項(xiàng)技術(shù)，車輛通過裝有傳感器的鋼板，即使超重幾克也能被檢測出來。

（五）溫度測量

煤礦企業(yè)生產(chǎn)中，需要嚴(yán)格把控溫度。傳感器的出現(xiàn)，有效促進(jìn)煤礦生產(chǎn)對溫度的監(jiān)測，其檢測方法主要有兩種。一種是接觸式，即將傳感裝置直接和被測對象相連，顯示屏上的溫度就是被測對象的實(shí)時(shí)溫度。另一種是非接觸式，被測對象發(fā)熱會(huì)像外界擴(kuò)散，相關(guān)裝置能夠捕捉到熱輻射量，并將其收集起來，然后以電信號的形式向控制端傳遞，經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換，其溫度就在顯示屏上出現(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，技術(shù)人員需要根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇合適的檢測方式。

（六）報(bào)警器

該項(xiàng)技術(shù)在各類報(bào)警裝置中的應(yīng)用非常廣發(fā)，例如火災(zāi)報(bào)警、煙霧報(bào)警等。在建筑內(nèi)部、工業(yè)生產(chǎn)等方面，火災(zāi)是較易出現(xiàn)的情況，若將裝有傳感器的報(bào)警器安裝在建筑內(nèi)的各樓層，住戶發(fā)生火災(zāi)能夠第一時(shí)間被發(fā)現(xiàn)，減少居民財(cái)產(chǎn)損失且保證人身安全。工礦企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場較大，需合理計(jì)算方位后，在相應(yīng)位置安裝報(bào)警器，保證其能夠覆蓋所有作業(yè)場地。工業(yè)生產(chǎn)中的報(bào)警器不僅能預(yù)警火災(zāi)，還能對煙霧濃度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)濃度超標(biāo)時(shí)及時(shí)采取除煙措施，防止有害氣體威脅健康[4]。

三、前景展望

目前該項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用逐漸成熟，其發(fā)展與機(jī)電行業(yè)的快速進(jìn)步有著密不可分的聯(lián)系。在未來的發(fā)展中，傳感器的研究方向包括：功能多樣化。將更多的學(xué)科融入到該項(xiàng)技術(shù)的研究中，將多種監(jiān)測功能都集成到傳感器上；體積逐漸縮小。加快對其芯片的研制速度，減少其在設(shè)備中的所占空間，且各方面的功能不受影響；能耗持續(xù)降低?，F(xiàn)階段的傳感器對電能的需求量已經(jīng)大大減少，但還需要定期更換電池。

四、 結(jié)束語

上文是對傳感器技術(shù)的相關(guān)介紹，對其發(fā)展現(xiàn)狀、在機(jī)電自動(dòng)化中的應(yīng)用以及對未來的展望進(jìn)行詳細(xì)闡述。從中可看出該項(xiàng)技術(shù)給工業(yè)生產(chǎn)帶來的重大變革，通過對各項(xiàng)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的合理調(diào)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃廷躍.傳感器技術(shù)在機(jī)電技術(shù)中的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（1）：60.

[2]王旭東.試論傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技展望，2016，（8）：78-78.

[3]許健棟，佟建中.傳感器與檢測技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，（24）：94-94.

[4]王國強(qiáng).機(jī)電自動(dòng)化中傳感器技術(shù)的應(yīng)用簡述[J].大陸橋視野，2017，（12）：70.

（作者單位：鹽環(huán)定揚(yáng)水管理處）