傳感器技術(shù)在機電自動化控制中的應(yīng)用分析

劉 毅

（南京技師學(xué)院，江蘇 南京 210023）

傳感技術(shù)是衡量一個國家信息化程度的重要標(biāo)志，隨著我國傳感技術(shù)水平的不斷提升，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，為促進我國社會的發(fā)展做出了重要貢獻。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，促進了我國機械制造水平的進一步發(fā)展，將計算機與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)融合應(yīng)用，不僅擴大了機械設(shè)備的應(yīng)用范圍，而且提升了機械設(shè)備的自動化和智能化水平。傳感器作為機電自動化控制系統(tǒng)的感受器官，收集位移、形變、速度、濕度、溫度等物理量信息，然后將收集的數(shù)據(jù)信息傳至控制系統(tǒng)，通過計算機分析后給出對應(yīng)的指令，為機電自動化控制系統(tǒng)的運行提供依據(jù)。傳感器具有體積小、質(zhì)量輕、智能化水平高等特點，所以在工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測、環(huán)保保護、交通運輸、資源調(diào)查等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。傳感器技術(shù)的應(yīng)用促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，尤其是在機電自動化控制中的應(yīng)用，促進了機電自動化控制的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展[1]。

1 傳感器技術(shù)與機電自動化控制的關(guān)系

機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，在促進我國經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。隨著機電一體化技術(shù)逐漸向智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化和系統(tǒng)化方向發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大。在機電一體化技術(shù)中，機電自動化控制系統(tǒng)通過指令要求，能夠自動化運行。應(yīng)用機電自動化控制系統(tǒng)，在提升工作效率的同時，還降低了生產(chǎn)成本。機電自動化控制系統(tǒng)的運行，需要多種技術(shù)的綜合運用，其中傳感器技術(shù)是重要的組成部分，其為控制系統(tǒng)作出決策提供重要依據(jù)。傳感器技術(shù)水平的高低，直接影響到整個系統(tǒng)的自動化控制程度。隨著傳感器技術(shù)水平的提升，其所能夠探測感知的范圍不斷擴大，信息采集速度更快，精準(zhǔn)度更高，種類更加完善，因此為機電自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供了重要的技術(shù)支持。機電自動化控制應(yīng)用的領(lǐng)域也不斷擴大，已從工業(yè)生產(chǎn)擴大到交通、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、海洋工程、環(huán)境檢測等領(lǐng)域，為推動我國社會經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大的貢獻。

2 傳感器技術(shù)在機電自動化控制中的應(yīng)用

2.1 傳感器技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用

數(shù)控加工機床是典型的機電自動化控制設(shè)備，傳感器在數(shù)控加工過程中發(fā)揮了重要的作用。在數(shù)控加工中應(yīng)用的傳感器種類較多，比如壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、速度傳感器等。壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)換為電信號，在數(shù)控機床中主要應(yīng)用于對工件夾緊力的監(jiān)測。如果夾緊力低于設(shè)定值時，會導(dǎo)致工件松動，此時傳感器會將收集到的數(shù)據(jù)信息傳遞到控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)將發(fā)出報警，停止走刀，既能夠降低因為夾緊力低而產(chǎn)生的生產(chǎn)誤差，又能夠避免安全事故的發(fā)生[2]。在切削過程中，傳感器還能夠?qū)η邢髁Φ淖兓?、切削過程的顫震、刀具與工件的接觸狀態(tài)等進行監(jiān)測，然后對收集到的數(shù)據(jù)信息進行分析，及時調(diào)整各項加工參數(shù)，優(yōu)化切削加工工藝，在提高生產(chǎn)效率的同時，降低生產(chǎn)成本。除了對加工工藝進行監(jiān)測外，還能夠?qū)ぜ募庸すば蜻M行監(jiān)測，機電自動化控制系統(tǒng)能辨識出工件是否需要加工，工件所處的位置是否滿足工藝規(guī)定的設(shè)置要求等。傳感器技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用，既提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，又降低了生產(chǎn)成本和安全事故的發(fā)生，是促進我國機械加工制造業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動力[3]。

2.2 傳感器技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用

傳感器技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用范圍較廣，無論是在車輛工程中，還是道路交通管理中，都為機電自動化控制系統(tǒng)的運行提供了重要的技術(shù)支持。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能駕駛車輛的研發(fā)力度不斷增強。智能駕駛車輛對環(huán)境的感知要求較高，需要運用到多種類型的傳感器。在車輛中需要配備側(cè)向激光雷達、角毫米波雷達、前向毫米波雷達、單目前置攝像頭等，用于對相鄰車道車輛檢測，感知交通信號燈，掃描車輛四角盲區(qū)，探測車輛前方行人和車輛等。將不同類型的傳感器安裝在相應(yīng)的位置，能夠?qū)⒉杉降母黝惌h(huán)境信息傳遞給控制系統(tǒng)，為車輛的路徑規(guī)劃提供決策依據(jù)。在道路交通管理中的應(yīng)用，可有效提升交通管理效率。在城市交通道路中的不同位置安裝傳感器，可實時掌控道路的車輛及人員狀態(tài)，通過對數(shù)據(jù)的分析，能夠發(fā)現(xiàn)各個時段的車流密度，然后通過優(yōu)化手段對道路擁堵現(xiàn)象進行疏導(dǎo)[4]。

2.3 傳感器技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

傳感器技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，促進了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展進程，為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提供了重要的技術(shù)支持。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，機電自動化控制系統(tǒng)是重要的組成部分，通過各種類型的傳感器獲取信息，自動化控制系統(tǒng)可發(fā)出相應(yīng)的指令，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)提供精準(zhǔn)服務(wù)。比如在大棚蔬菜種植中，需要根據(jù)蔬菜的種類來設(shè)置棚內(nèi)環(huán)境，可通過傳感器來采集棚內(nèi)的二氧化碳濃度、空氣濕度、空氣溫度、光照強度、土壤溫度、土壤濕度等信息，這些信息經(jīng)過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換后會傳輸?shù)綑C電自動化控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)會將采集到的數(shù)據(jù)信息與設(shè)計值進行對比，對于超出設(shè)計值范圍的參數(shù)，可通過控制系統(tǒng)向機電自動化裝置發(fā)送執(zhí)行指令，進而對大棚內(nèi)的各種參數(shù)進行調(diào)節(jié)，為蔬菜生長創(chuàng)造適宜的環(huán)境，進而提升蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量[5]。機電自動化控制技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，還體現(xiàn)在灌溉、施肥、病蟲害預(yù)防等方面，通過傳感器來采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各項數(shù)據(jù)信息，然后通過系統(tǒng)的分析，能夠及時了解農(nóng)作物的生長狀態(tài)，在適宜的時間進行灌溉、施肥和病蟲害預(yù)防，同時還能夠精準(zhǔn)地掌握灌溉和施肥的用量，實現(xiàn)科學(xué)種植，進而促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)化和智能化[6]。

3 結(jié) 語

機電自動化控制裝置在我國社會發(fā)展中的廣泛應(yīng)用，不僅提升了工作效率，而且促進了行業(yè)的進一步發(fā)展。傳感器作為機電自動化控制裝置的感受器官，通過強大的感知功能，能夠快速而準(zhǔn)確地獲取各類信息，然后通過對信息的識別、分析和處理，為機電自動化控制系統(tǒng)各種指令的制定和傳遞提供重要的參考依據(jù)。傳感器的敏感元件種類較多，能夠?qū)Ω鞣N物理量進行感知，這也為機電自動化控制系統(tǒng)的工作提供了更多的可能性。隨著傳感器技術(shù)水平的不斷提升，獲取信息的速度會更快，精準(zhǔn)度會更高，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，對信息的分析處理能力也會更加優(yōu)質(zhì)和高效，這都對機電自動化控制技術(shù)的發(fā)展有著重要的促進作用。