機電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用探討

趙賀云

摘 要： 隨著經(jīng)濟和各行各業(yè)的快速發(fā)展，傳感器技術(shù)經(jīng)過長期的研發(fā)，功能日漸強大，而且衍生出多個種類和特性，已經(jīng)推廣到很多領(lǐng)域，逐漸成為機電一體化系統(tǒng)中的核心技術(shù)之一。傳感器技術(shù)憑借獨特的優(yōu)勢，可以大大提升機電一體化系統(tǒng)在實踐中的操作力和控制力，進一步擴大機電一體化系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用范圍，為機電一體化系統(tǒng)在實踐操作中提供了可靠的科學(xué)保障。

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

【中圖分類號】TP212.9;TH-39 ? ? 【文獻標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.30.141

引言：近年來，機電一體化系統(tǒng)在社會生活的方方面面得到有效應(yīng)用，給人們的工作和生活帶來極大便利。在機電一體化系統(tǒng)中，傳感器是必須的一個設(shè)備，也是順利實現(xiàn)各種功能的基礎(chǔ)，本文分析了機電一體化系統(tǒng)內(nèi)部傳感器的應(yīng)用。

1 傳感器技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

傳感器技術(shù)是智能化系統(tǒng)中最具代表性的技術(shù)之一，在智能系統(tǒng)的世界中起到了重要的橋梁作用。機電一體化控制系統(tǒng)的自我檢查、調(diào)節(jié)與控制都是基于傳感器技術(shù)實現(xiàn)的，所以機電一體化控制系統(tǒng)的性能優(yōu)越程度和運行速度是由傳感器技術(shù)高低決定的?，F(xiàn)如今傳感器技術(shù)研究得到很大進展，集成化傳感器的出現(xiàn)給機電自動化控制系統(tǒng)帶來了新的力量，彌補了傳統(tǒng)傳感器體積大、重量大的缺點，憑借著更為輕巧的體積與良好的穩(wěn)定性贏得了眾多研究人員的喜愛。雖然傳感器技術(shù)含量要求很高，但是本身的成本卻很低，這一特點決定了其發(fā)展前景非常遠大。傳感器對外界環(huán)境檢測物質(zhì)極其敏感，可以快速捕捉到檢測對象的信息與變化，為生產(chǎn)管理工作和環(huán)境檢測提供有力的數(shù)據(jù)支持。機電自動控制系統(tǒng)利用傳感器的特性來檢測和管理自己的操作環(huán)境，確?？刂葡到y(tǒng)平穩(wěn)運行，避免錯誤操作發(fā)生，并在很大程度上節(jié)省資源，提升了結(jié)果的準(zhǔn)確性。傳感器的種類多種多樣，功能也各不相同，每一種傳感器都被廣泛地應(yīng)用到各種行業(yè)領(lǐng)域，例如傳感器的自動門、煙霧報警器、電子秤和水位報警器等。

2 傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的實際應(yīng)用

2.1 傳感器技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用

各個行業(yè)工程項目機械結(jié)構(gòu)實際加工的過程中都需要對零部件進行檢測，工作人員在進行加工機械零部件之前，必須利用現(xiàn)有的自動化機械加工檢測設(shè)備對零部件的加工胚件和各個零件的加工工具進行檢測，越精確科學(xué)的檢測結(jié)果，越能保障后續(xù)工作的順利進行，而在此過程中，傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用為機械加工檢測技術(shù)就起到了重要的作用，使機械加工檢測結(jié)果更加科學(xué)精準(zhǔn)。機械加工在實操加工前，對加工設(shè)備的檢測要求較高，諸如，自動化識別和控制坯件的夾持方位，依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來調(diào)整坯件夾緊力、變形等參數(shù);加工后，精準(zhǔn)測量工件的形狀、尺寸和位置數(shù)據(jù)信息，保證生產(chǎn)的工件品質(zhì)符合實際需要。通過各項指標(biāo)檢測，為后續(xù)工序開展奠定基礎(chǔ)，傳感器技術(shù)在這里就起到了科學(xué)、精準(zhǔn)且省時省力的作用。在機床加工中，依托于傳感器技術(shù)的實際應(yīng)用可以優(yōu)化加工流程，進一步提升加工過程穩(wěn)定性，調(diào)整相關(guān)加工參數(shù)，生產(chǎn)高精度的工件。通過控制床身有關(guān)部位的阻抗參數(shù)、振動等數(shù)值，加強機床加工的薄弱環(huán)節(jié)，提升加工精準(zhǔn)度。我國現(xiàn)階段在機械加工中傳感器技術(shù)的應(yīng)用，其中當(dāng)屬壓電式三向切削力傳感器，以及應(yīng)變式傳感器更具代表性，但是不同技術(shù)特點和適用情況不同，需要結(jié)合具體情況靈活選用，切實提升機械生產(chǎn)加工效率和效益。

2.2 在機電一體化數(shù)控機床中的應(yīng)用

傳感器在數(shù)控機床生產(chǎn)過程中得到有效應(yīng)用，而且種類較多，具體包括脈沖傳感器、感應(yīng)同步器、紅外線傳感器等。脈沖編碼器的作用在于檢測設(shè)備的轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的電脈沖并進行傳輸，為系統(tǒng)根據(jù)需要做好調(diào)整和控制提供支撐;感應(yīng)同步器能夠?qū)?shù)控機床具體元件的視點和直線位移進行轉(zhuǎn)換，得到對應(yīng)的電動勢幅值，有助于實現(xiàn)精準(zhǔn)控制;光電編碼器能夠?qū)崿F(xiàn)光電的轉(zhuǎn)換，在實踐應(yīng)用過程中，能夠?qū)C械設(shè)備的位移量進行轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的脈沖或者數(shù)字量，為準(zhǔn)確控制提供支撐。數(shù)控機床系統(tǒng)中的傳感器，對于機械制造的順利進行具有關(guān)鍵作用，在后續(xù)發(fā)展過程中，傳感器的應(yīng)用會更加普遍，其作用和效率會進一步提高。

2.3 在智能機器人中的應(yīng)用

在當(dāng)今社會，許多機器人手臂已經(jīng)安裝相應(yīng)的傳感器。機器人在一定程度上取代人工操作，使得工業(yè)產(chǎn)生效率與生產(chǎn)質(zhì)量得到保障。如今智能機器人已經(jīng)成為全國范圍內(nèi)研究的熱點話題與熱門內(nèi)容。比如，在可以行走并具備較強越障能力的機器人研發(fā)中，就對傳感器技術(shù)進行了充分利用。尤其是在我國工業(yè)領(lǐng)域中，具有特殊功能的機器人以及機械手臂被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中。尤其在許多精密儀器以及復(fù)雜零件的制造中，會加強對機器人的應(yīng)用，因為人工的工作方式容易出現(xiàn)失誤，而機器人的應(yīng)用具備更多優(yōu)勢，并且可以在很大程度上促進工作的有序進行。對于機器人的控制，不僅要使用軟件編程與計算機控制，同時還要合理應(yīng)用傳感器。傳感器在機器人的應(yīng)用中，主要是對自身工作情況進行明確，并結(jié)合相應(yīng)的操作流程，完成后續(xù)工作。

3 傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的未來應(yīng)用趨勢

目前來看，傳感器技術(shù)在應(yīng)用過程中存在裝置模擬與運算方法落后、部分傳感器裝置運行穩(wěn)定性不足（靈敏讀較低）、裝置體積過大（不適用于在部分小型機械設(shè)備中加以安裝）、使用成本較高（部分傳感器裝置的運行功耗較高，雖然可以在無外加電源條件下長時間運行，但仍舊消耗了大量的電力能源）。因此，在傳感器技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展過程中，要推動傳感器技術(shù)的高精度、高靈敏度發(fā)展，重點提升傳感器裝置的靈敏讀、響應(yīng)速度、信息互換性以及精確度;微型化發(fā)展。對傳感器裝置的生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化完善，推動裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的集成化發(fā)展，最終實現(xiàn)對傳感器裝置的微型化發(fā)展;微功耗發(fā)展。

結(jié)語：隨著傳感器技術(shù)的進一步完善，傳感器將在更多的領(lǐng)域得到有效應(yīng)用。當(dāng)傳感器在機電一體化中結(jié)合了人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時，它將在機電一體化中實現(xiàn)更大的價值。相信通過科技的發(fā)展和人類的不斷努力，傳感器會有更加長遠的未來。

參考文獻

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