機電自動化控制中傳感器技術(shù)的應用探討

魏俊 欒玖華

摘要：隨著我國市場經(jīng)濟體制的深層次發(fā)展，社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型也持續(xù)深入推進，為實現(xiàn)我國現(xiàn)代科學技術(shù)快速穩(wěn)步發(fā)展注入了一股強有力支撐動力。在工業(yè)體系中，機電的自動化控制是重要的組成部分之一，而傳感器技術(shù)應用水平的高低也同樣具有重要的作用，其直接決定了機電自動化控制效率和質(zhì)量。所以，對傳感器技術(shù)予以深入分析，加快對其研究力度，也具有重要的現(xiàn)實意義。文章從多個視角出發(fā)，對機電領(lǐng)域的傳感技術(shù)進行了拓展分析，以供參考。

Abstract： With the in-depth development of my country's market economy system， the socio-economic transformation has continued to advance， which has injected a strong supportive force for the realization of the rapid and steady development of modern science and technology in my country. In the industrial system， electromechanical automation control is one of the important components， and the level of sensor technology application also plays an important role， which directly determines the efficiency and quality of electromechanical automation control. Therefore， in-depth analysis of sensor technology and speeding up its research are also of important practical significance. Starting from multiple perspectives， this article provides an extended analysis of the sensing technology in the electromechanical field for reference.

關(guān)鍵詞：機電自動化;傳感器技術(shù);控制

Key words： electromechanical automation;sensor technology;control

中圖分類號：X70;U49? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）17-0179-02

0? 引言

機電自動化控制系統(tǒng)引入于我國工業(yè)體系中，對于完善我國工業(yè)體系，加快我國工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展進程，發(fā)揮著顯著的作用。其中，針對于機電自動化控制系統(tǒng)來說，其需要借助于傳感器技術(shù)來采集機電設(shè)備工作數(shù)據(jù)，并深入分析采集的數(shù)據(jù)信息，以此來推進自動化控制效果進一步優(yōu)化和提升，使得機電設(shè)備高效投入于生產(chǎn)工作中。此外，在機電自動化控制中，傳感器技術(shù)也會在逐漸應用中趨向于成熟和完善，這也對促進機電自動化控制的發(fā)展產(chǎn)生顯著的推進作用。兩者相互促進，彼此成就，共同發(fā)展。

1? 傳感器技術(shù)

傳感器作為一種監(jiān)測裝置，主要用來測量獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并將實際的數(shù)據(jù)信息以電信號的方式傳輸?shù)脚鋫涞挠嬎銠C體系中去，實現(xiàn)更加高效的數(shù)據(jù)傳輸效率，進一步提高了傳統(tǒng)機電裝置的控制力度。在信息化進程逐步推進的今天，越來越多的科學技術(shù)被應用于各行各業(yè)，傳感技術(shù)也不例外，實現(xiàn)了機電自動化控制領(lǐng)域的廣泛應用，有效地改善了機電自動化裝置的同時，也能夠推進相關(guān)機電自動化工作高質(zhì)量開展和實施，保證整個機電設(shè)備能夠安全、有序地進行工作，使其滿足相關(guān)工作要求。此外，傳感技術(shù)的廣泛應用與我國未來機電控制體系的發(fā)展前景不謀而合，直接作用于機電專業(yè)。因此，就目前來說，傳感器技術(shù)正朝著高效、健康方向發(fā)展，同時也有效地滲透于其他領(lǐng)域，例如，通過建立起計算機技術(shù)、傳感技術(shù)的融合發(fā)展機制，能夠有效地推進自動化控制技術(shù)的完善。目前我國也將開發(fā)和研究傳感器技術(shù)提上日程，并且在現(xiàn)階段已經(jīng)取得了顯著的發(fā)展成效，這也使得傳感器的職能被進一步拓寬，實現(xiàn)了信號處理工藝的優(yōu)化，使得傳感技術(shù)能夠廣泛的應用于各行各業(yè)。除此之外，集成化、智能化也是傳感器今后發(fā)展的重點趨勢，通過對傳感技術(shù)的不斷優(yōu)化，使得傳統(tǒng)的機電自動化控制實現(xiàn)了由簡單向復雜化的轉(zhuǎn)變，能夠有效地解決工作中面臨的重點、難點問題，實現(xiàn)我國整個工業(yè)體系的健康穩(wěn)定發(fā)展。

2? 傳感器技術(shù)在機電自動化控制中的應用

在工業(yè)領(lǐng)域，傳感器主要是通過測試一些機器、機床的震動來實現(xiàn)進一步的流水線檢測，從而獲得其工作運轉(zhuǎn)的狀況;對于一些精確度要求嚴格的工業(yè)加工來說，也少不了傳感器技術(shù)的應用，其可以實現(xiàn)微小部件的精密度測量，滿足工業(yè)要求;在一些重要材料的磨削、切割過程中，傳感器技術(shù)的應用能夠更加精準的感知工具和切割件之間的距離和加工情況，有效地避免了由于檢測不到位而造成加工件發(fā)生脆性變形的情況發(fā)生，此外，在一定程度上還可以避免卷刀和工具發(fā)生灼燒變形的情況，增加了加工件的精確度。除此之外，光傳感器技術(shù)也是機電體系中的一項常用技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動檢測車床中的潤滑油和耗油量液面，滿足自動化檢測的標準。而且在產(chǎn)品入廠之后，還可以利用傳感器技術(shù)檢測產(chǎn)品的質(zhì)量。因此總結(jié)說明，在工業(yè)加工領(lǐng)域的方方面面都少不了傳感器技術(shù)的應用。

2.1 壓力傳感器的應用? 內(nèi)燃機作為一種較為普遍的動力裝置，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，而壓力傳感器使內(nèi)燃機中應用的較為普遍的一種傳感器，壓力傳感器的做要作用在于能夠檢測氣囊的貯氣壓力、傳動系統(tǒng)的流體壓力、注入燃料壓力以及內(nèi)燃機技機油壓力等。目前存在多種形式的內(nèi)燃氣壓力傳感器，主要有電容式、壓阻式、差動變壓器式等壓力傳感器。在實際的應用中，不同的壓力傳感器有不同的特點以及使用特性，如電容壓力傳感器主要應用于負壓，液壓氣壓的檢測，檢測的范圍在二十千帕到一百千帕之間，電容式壓力傳感器的主要優(yōu)勢在于能夠輸入較高的能量，同時擁有較好的動態(tài)響應。而壓阻式壓力傳感器，在實際的使用中需要考慮溫度因素，溫度對該傳感器的精度具有較大的影響，因此，在實際的使用中需要另外設(shè)置溫度補償電路，以提高傳感器的精度，但是該傳感器在大批量生產(chǎn)中具有很大的優(yōu)勢。差動變壓器式壓力傳感器有著較大的檢測范圍，同時能夠支持數(shù)字信號的輸出，但是在實際的使用中容易受電磁干擾，因此在實際的使用中需要重視排除干擾因素，保證傳感器的精度。

2.2 流量傳感器? 內(nèi)燃機運行的效率與空燃比啟動點火時間等具有緊密的聯(lián)系，為了進一步提升內(nèi)燃機的運行效率，需要在內(nèi)燃機設(shè)置流量傳感器，對內(nèi)燃機的空氣流量以及燃料流量進行測量。現(xiàn)代內(nèi)燃機需要對燃油噴射量進行精確的控制，而想要實現(xiàn)燃油噴射機械控制的重要前提，就是要了解內(nèi)燃機的進氣量，通過應用空氣流量傳感器能夠較為準確地感知?？諝饬髁康拇笮鞲衅鲗z測所獲得的電信號反饋到內(nèi)燃氣的電子控制單元?？諝饬髁總鞲衅魉峁┑臏y量數(shù)據(jù)，能夠幫助內(nèi)燃機控制系統(tǒng)更好的控制燃燒條件，保證空燃比的科學性，目前空氣流量傳感器主要有旋轉(zhuǎn)葉片式、卡門渦旋式、熱線式、熱模式四種類型。從空氣流量傳感器的技術(shù)指標上來看，需要保證能夠在零下40攝氏度到零上120攝氏度的環(huán)境下正常工作，檢測的精度誤差需要控制在1%以內(nèi)。

2.3 節(jié)氣門位置傳感器? 通過在內(nèi)燃機中設(shè)置節(jié)氣門位置傳感器，可以實現(xiàn)將節(jié)氣門的開度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，相關(guān)的電信號能夠反饋給內(nèi)燃機的電子控制單元，從而較為準確地獲得，內(nèi)燃機負荷大小數(shù)據(jù)以及加減速數(shù)據(jù)。目前電阻式節(jié)氣門位置傳感器是內(nèi)燃機中比較常見的一種節(jié)氣門傳感器，該傳感器從結(jié)構(gòu)上來看主要分為線型，變位器以及怠速觸點兩部分構(gòu)成。該傳感器在通電使用的過程中，現(xiàn)行電位器的觸點會沿電阻器滑動，根據(jù)滑動產(chǎn)生的電阻能夠獲得變化的電壓信號，根據(jù)相關(guān)的電壓信號。就能分析出節(jié)氣門的開度以及開度變化情況，根據(jù)這一數(shù)值來判斷內(nèi)燃機的工況，進一步提升發(fā)動機控制的精度以及效果。

2.4 溫度傳感器? 傳感器技術(shù)在進行溫度測量的過程中，主要依靠兩種測量手段：①接觸式溫度測量手段;②非接觸式溫度測量手段。傳感器接觸式溫度測量主要是通過與被測對象直接接觸，利用兩者之間的熱傳遞來實現(xiàn)對溫度的測量。在此期間，當傳感器的顯示溫度與測量物體的實際溫度趨于一致時，我們就可將傳感器顯示出來的溫度看作是被測物體的實際溫度，這種溫度測量方法，因為其使用起來簡單易行、價格低廉而廣受應用。但是，這種測量方式獲得的溫度與實際溫度數(shù)值存在一定的誤差，由于在熱傳遞的過程中，傳感器中的熱敏元件會吸收一部分的熱量，導致測量溫度要比實際溫度普遍偏低，且如果被測物體具有高溫、毒害的情況時，還會造成傳感器零件的損壞，在一定程度上限制了傳感器零件的應用范圍。

而傳感器的非接觸式溫度測量則是利用傳感器與被測物體之間的熱輻射現(xiàn)象來實現(xiàn)溫度測量的，其基本原理是通過測量物體輻射能量，并將輻射能量轉(zhuǎn)化為電磁波信號，以此為依據(jù)進行溫度分析和讀取，由于傳感器與被測物體之間并無接觸，所以不會出現(xiàn)熱量被吸收的現(xiàn)象，極大的保證了測量物體溫度的真實性和可靠性，并且拓寬了傳感器技術(shù)的應用范圍。但是這項技術(shù)使用起來較為繁瑣，對測量人員的要求較高，不能實現(xiàn)普遍的應用。

3? 機電自動化控制中傳感器技術(shù)的未來發(fā)展方向

3.1 傳感器將更具集成化與智能化? 我國智能系統(tǒng)的開發(fā)和應用已經(jīng)擁有了良好的環(huán)境，而信息技術(shù)的廣泛應用又進一步推動了智能系統(tǒng)的發(fā)展，在這樣的背景下，傳統(tǒng)傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀不足也得到相應的體現(xiàn)，導致其難以滿足信息時代的發(fā)展要求，無法契合傳感器技術(shù)智能化標準。對此，推進其向智能化、集成化方向發(fā)展，是未來我國傳感器技術(shù)的主要發(fā)展方向。例如，在機電自動化控制系統(tǒng)中應用高度集成化、智能化的觸感器，可以推進機電自動化控制系統(tǒng)的智能化程度進一步提升，同時基于傳感器更具集成化特點，相應功能也更趨于完善和豐富，這也使得傳感器技術(shù)的適用范圍被進一步拓寬，使得傳感器技術(shù)的信號監(jiān)測也更趨于多元化，有助于推進傳感器技術(shù)工作效率和工作質(zhì)量進一步提升。

3.2 傳感器中新材料的開發(fā)與應用? 在我國工業(yè)領(lǐng)域中，任何新材料的應用，都會在不同程度上對傳感器技術(shù)的發(fā)展起到一定的推動作用。其通過決定傳感器的質(zhì)量來影響實際工作的效率。所以加強對傳感器材料的創(chuàng)新研發(fā)和優(yōu)化，對于傳感器技術(shù)的發(fā)展來說具有重要的影響作用。此外，傳感器的傳輸效率會極大程度上影響到最終的監(jiān)測效果，對于企業(yè)而言，在對傳感器進行選擇的過程中，要始終堅持將傳感器材料的效率作為我們選擇的主要依據(jù)。所以，為了實現(xiàn)傳感器技術(shù)的廣泛應用，不斷地提高其應用水平，我們必須將傳導材料的開發(fā)和應用作為未來傳感技術(shù)發(fā)展過程中的重點研究方向。還需要綜合地分析和考慮傳感器材料的成本支出和材料可利用率。此外，隨著我國對傳導材料研究的不斷深入，智能超傳導的材料也越來越多的應用到傳感器中去，使得傳感器能夠及時感知外界條件的變化，做出更加科學合理的判斷，實現(xiàn)我國傳導器技術(shù)的智能化發(fā)展。

4? 結(jié)束語

綜上，針對于機電自動化控制技術(shù)來說，其在我國社會各個領(lǐng)域中都有著較為顯著的應用價值，而傳感器技術(shù)水平會對機電自動化控制的質(zhì)量和效率產(chǎn)生決定性影響，所以，加快傳感器技術(shù)的研究進程，也具有重要的現(xiàn)實意義，其能夠滿足工業(yè)發(fā)展和加工過程中的精確度要求，實現(xiàn)自動化的處理效果，在進一步解放生產(chǎn)力的同時，還能保證產(chǎn)品價格的質(zhì)量和效率，因此，在未來的工業(yè)體系中具有廣泛的發(fā)展空間。

參考文獻：

[1]張海強，杜俊斌.機電自動化中傳感器技術(shù)的應用研究[J].中國設(shè)備工程，2019（14）：128-130.

[2]哈明.機電自動化中傳感器技術(shù)的應用[J].黑龍江科學，2019，10（12）：114-115.

[3]顧健.論傳感器技術(shù)在機電自動化控制中的應用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（04）：218-219.

[4]王彩霞.傳感器技術(shù)在機電自動化控制中的應用探討[J].信息通信，2018（12）：107-108.

[5]徐杰.機電自動化控制中傳感器技術(shù)探討[J].中國金屬通報，2018（11）：52-53.

[6]王黔，舒華.傳感器技術(shù)在機電自動化控制中的應用[J].科技風，2018（26）：110.

[7]薛力嘉，魏穎.傳感器技術(shù)在自動化控制中的應用研究[J].數(shù)碼世界，2018（07）：232.