傳感器技術(shù)在機電自動化控制中的應用

謝超藝

摘 要：在機電自動控制應用的過程中，傳感器技術(shù)起到了十分重要的作用，通過傳感器技術(shù)的應用，進一步加快了機電自動化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，極大的提高了社會生產(chǎn)生活效率。傳感器技術(shù)作為高新電子科技的核心內(nèi)容，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，基于互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)對相應的數(shù)據(jù)進行加工處理，提高機電控制的自動化和智能化。隨著傳感器技術(shù)的不斷應用，在各個領(lǐng)域的應用越來越廣泛，探討傳感器技術(shù)在機電自動化控制中的應用具有十分重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù) 機電自動化控制 自動化 智能化

Application of Sensor Technology in Electromechanical Automation Control

Xie Chaoyi

Abstract：In the process of electromechanical automatic control application， sensor technology has played a very important role. Through the application of sensor technology， the development of the electromechanical automation industry has been further accelerated， and the efficiency of social production and life has been greatly improved. As the core content of high-tech electronic technology， sensor technology is based on computer technology and processes corresponding data based on the Internet and information technology to improve the automation and intelligence of electromechanical control. With the continuous application of sensor technology， it is more and more widely used in various fields. It is of great practical significance to discuss the application of sensor technology in electromechanical automation control.

Key words：sensor technology， electromechanical automation control， automation， intelligence

1 引言

傳感器技術(shù)是通過對數(shù)據(jù)信息收集然后進行處理，將信息轉(zhuǎn)換為信號進行輸出達到控制的目的。隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，各個領(lǐng)域中開始廣泛應用傳感器技術(shù)，使傳感器技術(shù)發(fā)揮出了其巨大優(yōu)勢。在機電自動控制中，傳感器的正確運用，對整個系統(tǒng)有著重大影響。對傳感器技術(shù)，在機械自動控制中的應用進行探討，能夠更好的促進傳感器技術(shù)的發(fā)展。

2 傳感器技術(shù)應用現(xiàn)狀

傳感器技術(shù)的發(fā)展歷程，大體經(jīng)歷了三代，第一代傳感器被稱為結(jié)構(gòu)型傳感器，第二代傳感器技術(shù)開始向固體傳感器方向發(fā)展，固體傳感器由半導體、電介質(zhì)、磁性材料等一些固體元件組成。隨著集成技術(shù)分子合成技術(shù)以及微電子技術(shù)的出現(xiàn)伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了集成傳感器，隨著互聯(lián)網(wǎng)和計算機科學的發(fā)展，出現(xiàn)了智能化的傳感器。智能傳感器的出現(xiàn)對人類感覺器官進行了延伸，為生活提供了更多的便利，也極大的提高了生產(chǎn)效率?？茖W技術(shù)的進一步發(fā)展，出現(xiàn)了以傳感器和計算機為核心的現(xiàn)代控制系統(tǒng)，并且在生產(chǎn)生活實踐中得到了廣泛應用，在機電自動化控制中，利用智能化的傳感器技術(shù)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的自我控制，能夠自主對信息進行收集和處理，進一步提高了機械自動控制的效率。現(xiàn)階段，傳感器技術(shù)呈現(xiàn)出集成化和智能化的特點，使得傳感器技術(shù)愈發(fā)具有穩(wěn)定性，為自動化控制提供了基礎(chǔ)和前提。同時，隨著技術(shù)的成熟傳感器生產(chǎn)成本越來越低，開始進行了大批量生產(chǎn)，成本的降低和生產(chǎn)工藝的提高，使得傳感器技術(shù)的應用領(lǐng)域進一步拓展。

3 傳感器技術(shù)在機電自動化控制中的具體應用分析

3.1 機器人領(lǐng)域的應用

機器人相關(guān)領(lǐng)域應用傳感器技術(shù)主要是應用仿生技術(shù)，其工作本質(zhì)是由內(nèi)部的構(gòu)建對外界信息進行收集和感知，對信息進行處理后輸出達到控制目的，這種工作方式，作為傳感器基本工作內(nèi)容之一，在傳感器領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。通常情況下，機器人自動控制中的傳感器技術(shù)分為兩種，一種是內(nèi)部傳感器，另一種則是外部傳感器，通過內(nèi)部傳感器和外部傳感器的分工合作，實現(xiàn)了高效運轉(zhuǎn)，通過在生產(chǎn)領(lǐng)域中的應用極大的提高了生產(chǎn)效率，降低了人力資源的支出。機器人中的內(nèi)部傳感器主要應用于機器人本身監(jiān)測，外部傳感器則是對外部信息進行監(jiān)測和處理實現(xiàn)各類動作的控制。

3.2 機械加工領(lǐng)域中的應用

隨著各類傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，當前，傳感器生產(chǎn)方式產(chǎn)生了轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了流水線式生產(chǎn)，極大的提高了作業(yè)效率。在機械制造中，應用傳感器技術(shù)起到了控制、監(jiān)測、反饋等作用，進一步提高了機械控制的質(zhì)量，對于一些尺寸和精密度要求較高的機械制造，通過傳感器技術(shù)能夠?qū)⒊叽绺泳_，將數(shù)據(jù)傳輸至控制中心，利用傳感器技術(shù)能夠確保加工的產(chǎn)品更加精密，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。例如，在刀具制造中通過傳感器技術(shù)的應用，能夠收集刀具制造過程中的數(shù)據(jù)，在對數(shù)據(jù)進行微調(diào)，有效延長了刀具類器械的使用壽命。

3.3 在監(jiān)測中的應用

在環(huán)境監(jiān)測方面，傳感器技術(shù)的應用能夠?qū)C電自動化控制生產(chǎn)環(huán)境進行監(jiān)測，通過這樣的方式構(gòu)建一套較為完整的網(wǎng)絡系統(tǒng)，對生產(chǎn)環(huán)境中細微元素的變化進行精準識別判斷，從而確保生產(chǎn)過程的高效性并能確保產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。技術(shù)監(jiān)測中運用傳感器技術(shù)，在相應位置安裝傳感器，有效確保了機電自動控制中生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的準確性，確保了設備的正常運行，提高了生產(chǎn)的安全性。

3.4 在汽車領(lǐng)域中的應用

傳感器技術(shù)在汽車領(lǐng)域中的應用較為廣泛，在自動化控制領(lǐng)域中主要體現(xiàn)在汽車防滑驅(qū)動裝置，通過傳感器技術(shù)提高汽車對環(huán)境的適應力。另外，汽車上的倒車雷達、路況信息、ABS防抱死系統(tǒng)等都是傳感器技術(shù)的具體應用，通過這些傳感器技術(shù)，能夠使汽車行駛過程中更加安全，也能夠為駕駛員提供更多的路況信息，幫助駕駛員進行輔助操作，進一步提高行車安全。

3.5 在數(shù)字醫(yī)療中的應用

得益于現(xiàn)代技術(shù)，現(xiàn)代傳感器向著微小型發(fā)展，“數(shù)字藥片”以及“膠囊診斷機器人”應運而生，樹脂藥片內(nèi)置了可消化的微芯片藥物，體積較小，長和寬都僅僅在一毫米內(nèi)，植入正常藥片中，當患者吞食數(shù)字藥片時，直接利用人體胃液發(fā)電和消化后的液體產(chǎn)生輕微電壓，以此將信號傳輸?shù)狡つw表面通過感應裝置對數(shù)字藥片傳遞的信號進行補充，對信號進行分析，醫(yī)生能夠根據(jù)信號評估患者服藥后的效果，通過對患者服藥的后期跟蹤還能夠記錄患者服藥的實際變化情況。

3.6 在空調(diào)制冷劑中的應用

空調(diào)中的滿液式冷水機有螺桿式制冷壓縮機和管殼式冷凝器以及滿液式蒸發(fā)器的組成。通過傳感器技術(shù)在滿液式冷水機組中的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)制冷劑液位的精確控制，使得液體冷媒完全將熱傳到表面同時又不會產(chǎn)生回液。在蒸發(fā)器液位控制中的解決方式主要分為間接控制和直接控制，在控制中傳感器技術(shù)起到了十分重要的作用。間接控制以傳感器將除冷媒液位以外的其他參數(shù)作為調(diào)節(jié)對象，間接實現(xiàn)蒸發(fā)器液位的控制。而直接控制以蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液體作為被調(diào)制參數(shù)，通過液位傳感器采集的信號與定值進行比較，實現(xiàn)對目標的調(diào)節(jié)。

3.7 在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應用

我國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的過程中通過傳感器技術(shù)的應用，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，使農(nóng)業(yè)裝備、設施農(nóng)業(yè)、糧食存儲以及果蔬保鮮都得到了質(zhì)的飛躍。傳感器技術(shù)在農(nóng)業(yè)裝備中的應用，推動了農(nóng)業(yè)裝備的自動化和信息化發(fā)展，實現(xiàn)了精準和高效的作業(yè)，例如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了保證農(nóng)作物的出苗率和存活率，在播種機上安裝光電傳感器，有利于保證農(nóng)作物的生長。設施農(nóng)業(yè)中通過傳感器的應用能夠提高農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量，例如為了保證農(nóng)作物生長環(huán)境的優(yōu)良，在溫室大棚中設置光照傳感器、生物傳感器、溫度傳感系統(tǒng)，能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的室溫及環(huán)境進行有效監(jiān)測。

在養(yǎng)殖業(yè)中，運用傳感器技術(shù)能夠隨時監(jiān)測飼養(yǎng)動物的生長過程和疫病，有效預防各類疾病帶來的損失。而在糧食存儲中，通過光照傳感器和溫度傳感器的應用以及粉塵濃度傳感器的應用，能夠隨時監(jiān)測糧庫中的溫度情況和相對濕度情況，進一步提高了糧食存儲的品質(zhì)，也能夠?qū)Ω黝惪赡軙霈F(xiàn)的情況進行早期預防。在果蔬保鮮中，通過傳感器的應用能夠使果蔬存儲的時效性更長，通過各類傳感器的應用使得果蔬保鮮過程中具備更加適宜的溫度，從而使各類果蔬食品達到最佳的儲藏效果。

4 傳感器技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

科學技術(shù)的飛速發(fā)展，以及各類基礎(chǔ)技術(shù)的成熟，對傳感器技術(shù)起到了巨大的推動作用，越來越多的領(lǐng)域在應用傳感器技術(shù)的過程中，加快了傳感器技術(shù)的研發(fā)和進步，當前，基于光電通信和生物學原理的新型傳感器逐漸成為下一代傳感器技術(shù)的發(fā)展方向，正在成為推動信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)之一。

傳感器技術(shù)具有頻率響應、階躍響應等動態(tài)特征。同時也具備重復性、精確性、高度靈敏分辨率強線性度等靜態(tài)特性，這些特點使得外界因素的變化對傳感器自身的穩(wěn)定性會造成影響，因此，在未來發(fā)展的過程中，傳感器的控制將會愈加細化，其控制精準度不斷提高，并且根據(jù)不同的場合能夠制定出相應的傳感器元件。

同時，隨著對傳感器技術(shù)研究的不斷加深，以及對各項性能的參數(shù)要求不斷提高，現(xiàn)代傳感器在發(fā)展的過程中，更加傾向于對新材料核心工藝進行開發(fā)，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)傳感器的多功能和高精度，也要實現(xiàn)傳感器的集成化和智能化控制功能。此外，傳感器也在不斷向小型化發(fā)展，通過傳感器技術(shù)與其他技術(shù)的綜合應用，將進一步實現(xiàn)無網(wǎng)絡化的控制。可以預見的是，在未來傳感器技術(shù)將會有更多的應用空間，逐漸會成為推動技術(shù)進步和推動生產(chǎn)效率提高的重要技術(shù)之一。

5 結(jié)語

綜上所述，傳感器技術(shù)在機電自動化控制中有著廣泛的應用，隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，傳感器技術(shù)的應用領(lǐng)域進一步拓展，極大的提高了生產(chǎn)生活效率轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的生活方式，促進了社會生產(chǎn)力的進步。當前，傳感器技術(shù)在機器人領(lǐng)域、機械加工領(lǐng)域、監(jiān)測、汽車生產(chǎn)領(lǐng)域以及數(shù)字醫(yī)療中都有著廣泛的應用。在未來，傳感器技術(shù)會不斷向著智能化和小型化方向發(fā)展，應用的領(lǐng)域?qū)桨l(fā)廣泛，更好的促進社會的發(fā)展。

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