機(jī)電自動(dòng)化控制中傳感器技術(shù)的應(yīng)用探究

孔博 喬琳

摘要：本文闡述了傳感器技術(shù)在機(jī)電控制中的應(yīng)用，介紹了工業(yè)生產(chǎn)、交通行業(yè)、環(huán)境分析、數(shù)字醫(yī)療以及機(jī)器人等領(lǐng)域傳感器的應(yīng)用。傳感裝置對(duì)于加速智能化建設(shè)的進(jìn)程具有積極意義，隨著科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代將有更加廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。

關(guān)鍵詞：傳感器;機(jī)電控制;自動(dòng)化

1傳感器技術(shù)概述

傳感裝置是基于設(shè)施確定的參數(shù)指標(biāo)，將從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量到的信息轉(zhuǎn)變成相應(yīng)數(shù)值的組件?，F(xiàn)如今，在工業(yè)項(xiàng)目中有較好的應(yīng)用情境，其被看作人體感官的進(jìn)一步擴(kuò)大途徑。在機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)，傳感裝置能夠發(fā)揮出較好的應(yīng)用效果，在其正常工作狀態(tài)下，可以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與及時(shí)性，以為維護(hù)機(jī)組設(shè)備提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在各領(lǐng)域生產(chǎn)水平的提高趨勢(shì)下，對(duì)傳感裝置也有新的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，由此推動(dòng)此類技術(shù)進(jìn)行深入探討及研究。目前，其已經(jīng)出現(xiàn)在多個(gè)行業(yè)中，且其自身的集成化指數(shù)也被大幅提升。經(jīng)過改進(jìn)的傳感裝置，其體量輕盈，不會(huì)占用過多空間，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性也實(shí)現(xiàn)逐步提高，使得控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度得以加深。不僅提高技術(shù)含量，還保障生產(chǎn)活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性，開發(fā)適宜的生產(chǎn)鏈，通過大批量生產(chǎn)的方式，適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)對(duì)機(jī)電管控的需要?？梢哉f，傳感器技術(shù)的適應(yīng)前景一片光明。目前，機(jī)電的控制系統(tǒng)內(nèi)，該項(xiàng)技術(shù)所展現(xiàn)出的價(jià)值已經(jīng)不容忽視，其維護(hù)機(jī)電平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的基本需要，同時(shí)，其能準(zhǔn)確地采集機(jī)電設(shè)備工作期間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，且控制數(shù)據(jù)不易被外界因素干擾。

2機(jī)電自動(dòng)化控制中傳感器的應(yīng)用

2.1工業(yè)生產(chǎn)

工業(yè)產(chǎn)業(yè)中，傳感技術(shù)是不可或缺的部分，借此對(duì)生產(chǎn)機(jī)床及機(jī)組的工作狀態(tài)加以監(jiān)測(cè)，并利用局部震動(dòng)，使得整個(gè)生產(chǎn)線均在掌控之中。部分生產(chǎn)工序中，添加材料的量也能利用傳感裝置獲取并控制，提高對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的把控效果?，F(xiàn)如今，機(jī)電控制系統(tǒng)的自動(dòng)化已然是推進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)的方向，傳感裝置可以獲取現(xiàn)場(chǎng)量化數(shù)據(jù)，比如溫度等。工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較多的檢測(cè)方式分成接觸與非接觸兩大類，若傳感組裝置需要與被檢測(cè)對(duì)象接觸，則能實(shí)施熱傳導(dǎo)，若溫度超過限定值，便會(huì)自行啟動(dòng)有關(guān)功能，以往完成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算。工業(yè)活動(dòng)中，壓力控制也是重要一項(xiàng)，而可應(yīng)用于此項(xiàng)測(cè)量活動(dòng)的傳感裝置較多，比如利用汞或水，將其當(dāng)作測(cè)量液，由此得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，實(shí)施進(jìn)一步計(jì)算。在流量檢測(cè)系統(tǒng)中，有采用速度式的處理方式，依據(jù)既定橫截面，結(jié)合流動(dòng)速度得知單位時(shí)間內(nèi)的流量，之后通過速度換算，把其調(diào)整至溫度維度的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)如今，此類傳感裝置技術(shù)較為成熟，目前應(yīng)用較多的傳感裝置有轉(zhuǎn)子、電磁波等。另外，容積式的此類裝置也有較多實(shí)踐應(yīng)用，調(diào)節(jié)的靈活度較高，在精細(xì)化生產(chǎn)項(xiàng)目中較為適用。

2.2交通領(lǐng)域

汽車行業(yè)中運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)一般體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)裝置上，以此強(qiáng)化車輛對(duì)所處客觀條件的適應(yīng)性。比如，行駛在較為復(fù)雜的道路上，為保證人員安全，便可借力于此類技術(shù)。合理應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，既能強(qiáng)化相應(yīng)對(duì)象在高溫方面的適應(yīng)力，又可增強(qiáng)其面對(duì)高壓的水平。車輛發(fā)動(dòng)裝置中，使用此項(xiàng)技術(shù)，能全面把控車輛制造過程，還能控制車輛日常使用期間發(fā)生振蕩的概率，以達(dá)到全方位控制的目的，提高成車輛使用的安全系數(shù)。高速公路上的收費(fèi)站基本都會(huì)設(shè)置壓力的傳感裝置，車輛駛過時(shí)，控制中心會(huì)直接得到車輛當(dāng)前的總重量，以此快速得出是否存有超載的問題。傳感器技術(shù)使用，合理代替原本人工機(jī)械體系，推動(dòng)交通領(lǐng)域的高效發(fā)展，打造一體化的運(yùn)作模型框架，切實(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，使得交通領(lǐng)域的各環(huán)節(jié)均得到強(qiáng)化，相互之間的聯(lián)系也得到優(yōu)化，而車輛制造的一體化模式需依靠相應(yīng)服務(wù)功能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榇祟惣夹g(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用，多種測(cè)量參數(shù)逐漸衍生出來，比如壓力、冷卻水等，不同測(cè)量功能的傳感裝置，切實(shí)提高交通行業(yè)的自動(dòng)化程度。另外，傳感裝置在交通道路上也有較好的應(yīng)用。

2.3環(huán)境分析

環(huán)境檢測(cè)操作中會(huì)使用到較多精度偏高的儀器，若加入合適的傳感裝置，可提高檢測(cè)結(jié)果的精度。傳感裝置應(yīng)用于此類項(xiàng)目中，由于其具備體量小、經(jīng)濟(jì)性高、精度高、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便且連續(xù)工作周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，使其在環(huán)境檢測(cè)的機(jī)組中展現(xiàn)出較好的價(jià)值性。此外，洪澇災(zāi)害警報(bào)中也有傳感裝置的身影，保障判斷險(xiǎn)情的精確度，使人們及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，制定災(zāi)后恢復(fù)方案，降低自然災(zāi)害造成的損失?？諝鈾z測(cè)中，運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)可以快速掌握氣體成分、溫度等指標(biāo)，直接現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)傳送至預(yù)警，使得有關(guān)部門做出正確舉措。比如火災(zāi)，通過傳感裝置，消防系統(tǒng)能直接把火災(zāi)信息傳給消防部門，以提高消防隊(duì)的出動(dòng)效率，及時(shí)抑制火勢(shì)，以免造成重大損失。

2.4報(bào)警指令

以煤礦井下作業(yè)為例，此工作中應(yīng)用報(bào)警系統(tǒng)極為關(guān)鍵，其發(fā)出的信號(hào)可以指導(dǎo)作業(yè)人員工作，若地下礦井出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)以及其他故障時(shí)，通過數(shù)據(jù)傳輸，讓地面上的作業(yè)人員及時(shí)檢修。一般情況下，技術(shù)人員需對(duì)控制系統(tǒng)加以改進(jìn)優(yōu)化，以確保機(jī)電控制設(shè)備得以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。如果在報(bào)警系統(tǒng)中合理加入傳感裝置，便能實(shí)施掌握井下設(shè)施的工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常，通過傳感裝置發(fā)出的信息，能保證其準(zhǔn)確性，使得技術(shù)人員直接從中了解異?，F(xiàn)象的發(fā)生區(qū)域，以提高整修的效率。另外，此項(xiàng)技術(shù)還能用于其他防控項(xiàng)目，比如上文提到的消防。借助對(duì)井下情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，提高作業(yè)環(huán)節(jié)的安全系數(shù)，同時(shí)，也能根據(jù)井下工作需要對(duì)工人進(jìn)行統(tǒng)籌布置。

2.5農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

機(jī)電控制系統(tǒng)的應(yīng)用，需以多項(xiàng)技術(shù)為依托，傳感裝置屬于較為典型的一項(xiàng)。此項(xiàng)技術(shù)切實(shí)應(yīng)用在多個(gè)行業(yè)中，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)在推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)中，也需在多個(gè)方面合理應(yīng)用。比如，田間管理環(huán)節(jié)中，可借助傳感裝置掌握土壤的濕度、環(huán)境溫度等有關(guān)數(shù)據(jù)。以此達(dá)到智能化控制的效果，使農(nóng)戶掌握更為準(zhǔn)確的田間信息，而非傳統(tǒng)模式下，需依靠個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)判斷，為增產(chǎn)增量提供技術(shù)幫助?，F(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，智能識(shí)別也發(fā)揮出應(yīng)用價(jià)值，借此實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確識(shí)別，農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行初步清理及裝袋等環(huán)節(jié)，均是借助傳感裝置實(shí)現(xiàn)。

2.6現(xiàn)代醫(yī)療

近年來，數(shù)字醫(yī)療的出現(xiàn)為國內(nèi)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)填上濃墨重彩的一筆，把微芯片放入病人服用的藥物中，以此更為準(zhǔn)確地判斷患者的病癥，制定具體的治療方案。此類微芯片包括多個(gè)體積極小的芯片，屬于一種微型的傳感裝置。帶有此類芯片的藥物進(jìn)入人體后，會(huì)發(fā)出人體內(nèi)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，使醫(yī)生更清楚地監(jiān)控到體內(nèi)情況，利用建立信號(hào)連接的移動(dòng)設(shè)備，收取體內(nèi)病變數(shù)據(jù)，由此更為細(xì)致且準(zhǔn)確地判斷病理情況。提高診斷的效率，降低誤診的概率，為醫(yī)療事業(yè)發(fā)展提供支撐，同時(shí)，此種方式不會(huì)對(duì)人體造成過大的傷害。

2.7機(jī)器人

機(jī)器人代替人工處理機(jī)械化、重復(fù)性的工作。現(xiàn)代化生產(chǎn)中，機(jī)器人的應(yīng)用切實(shí)提高自動(dòng)化控制的程度。利用在機(jī)器人不同部位安裝傳感裝置，對(duì)移動(dòng)位置及負(fù)責(zé)工作進(jìn)行感知，保證機(jī)器人行動(dòng)的靈活度，使得其可以完成設(shè)定程序中的工作，提升其對(duì)作業(yè)場(chǎng)所的適應(yīng)性。機(jī)器人多用于工業(yè)產(chǎn)業(yè)，其身上安裝的傳感裝置主要有三種。首先，代替視覺的傳感裝置，使得機(jī)器人具備類似于人類眼睛的系統(tǒng)，對(duì)機(jī)械構(gòu)件等產(chǎn)品自動(dòng)識(shí)別，判斷其所處位置。其次，同樣應(yīng)用在視覺層面，在搬運(yùn)危險(xiǎn)物品、面對(duì)復(fù)雜環(huán)境和定位導(dǎo)航中都具備準(zhǔn)確的判斷力。最后，機(jī)器人對(duì)外界的觸感，通常與其手部連接，并與視覺建立聯(lián)系，打造雙向傳感系統(tǒng)，確定相應(yīng)程序數(shù)據(jù)，以適應(yīng)精準(zhǔn)生產(chǎn)的需要。

3結(jié)束語

傳感裝置的運(yùn)用，加速智能化建設(shè)的進(jìn)程?，F(xiàn)如今，國內(nèi)已經(jīng)大范圍應(yīng)用自動(dòng)化的機(jī)電控制裝置，利用機(jī)器對(duì)環(huán)境地“體會(huì)”，對(duì)原有的生產(chǎn)線、客觀條件等均實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控。相信通過對(duì)此類技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，可以借助科技為生產(chǎn)生活帶來更多的便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫瑾.機(jī)電自動(dòng)化控制過程中傳感器技術(shù)的應(yīng)用方法[J].中國設(shè)備工程，2020（12）：193-195.

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