淺析機電一體化傳感器技術(shù)論文

　　摘要：隨著科技的發(fā)展和進步，機電一體化逐漸成為了發(fā)展的趨勢，并被廣泛地應(yīng)用在了不同的行業(yè)當(dāng)中。與此同時，傳感技術(shù)作為機電一體化系統(tǒng)的主要支撐技術(shù)也受到了人們的重視和關(guān)注。本文詳細介紹了機電一體化的相關(guān)定義，并闡述了機電一體化系統(tǒng)當(dāng)中傳感技術(shù)的實際應(yīng)用情況，展望了未來機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵詞：機電一體化；傳感技術(shù)；電子化時代

　　隨著科技的發(fā)展，人類逐漸進入了電子信息化時代，研究數(shù)據(jù)顯示截止到目前，全球的傳感器市場營業(yè)額已經(jīng)超過了２００億美元，并且還在持續(xù)增長。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)的傳感器種類已經(jīng)超過了２萬種，涉及能源、鋼鐵、交通等不同的行業(yè)。我國作為傳感器生產(chǎn)和使用的大國，未來也是促進傳感器技術(shù)發(fā)展的重要組成，所以分析機電一體系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。

　　１傳感器、機電一體化定義

　�。保﹤鞲衅�。傳感器指的是能夠直接對工程進行測量、轉(zhuǎn)換輸出量的一種器件，需要按照規(guī)律完成相關(guān)的工作，轉(zhuǎn)換量值既可以是同種類型也可以是不同類型，通俗地來說就好比是人體的感知器官和對應(yīng)的延伸。

　�。玻�機電一體化。機電一體化即在機械當(dāng)中引入微觀電子技術(shù)，從而更新系統(tǒng)的主功能、信息功能、動力功能以及控制功能，因此，機電一體化屬于機械裝置和電子裝置之間實現(xiàn)融合的中間介質(zhì)。機電一體化包含微電子、機械制造、自動控制以及人工智能等技術(shù)，其中傳感技術(shù)屬于機電一體化的基本技術(shù)。傳感技術(shù)在機電一體化當(dāng)中的應(yīng)用主要是用來檢測系統(tǒng)、工作環(huán)境和操作對象等的狀態(tài)，并對系統(tǒng)的運行起到重要的輔助作用，幫助系統(tǒng)在相對惡劣的條件下能夠快速、高效地得到信息工作，因此，我們可以認(rèn)為機電一體化會對自動化技術(shù)的形成情況產(chǎn)生影響，而傳感技術(shù)會對系統(tǒng)的自動化程度產(chǎn)生影響。隨著社會的快速發(fā)展，人們對信息的需求逐漸增大，對此需要不斷提升信息處理能力，所以傳感技術(shù)在未來具有很好的發(fā)展前景。

　　２機電一體化系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)

　　正如前文所述，傳感器對于機電一體化系統(tǒng)而言，就好像器官對于人體一樣，能夠獲得待測對象的實際情況和特征。對于典型機電一體化系統(tǒng)而言，重點內(nèi)容就是測量模塊，其主要包含傳感器和測量電路等部分，主要負(fù)責(zé)收集系統(tǒng)的行為和運行狀態(tài)的信息，能夠輸入相關(guān)的參數(shù)，分別代表著系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)模塊性能的物理參數(shù)，即力矩、強度等等。系統(tǒng)的輸出參數(shù)指的是待測量的特征參數(shù)，即電壓、頻率、電流等，測量模塊要將參數(shù)與時間之間的變化曲線展示出來，即分辨率和線性范圍等技術(shù)指標(biāo)。實際上，大部分機電一體化系統(tǒng)難以滿足設(shè)計要求，這主要是因為實際當(dāng)中檢測傳感技術(shù)會起到一定的限制作用，難以在高效獲取信息的同時對經(jīng)濟成本進行有效地控制，因此，需要人們進一步進行改進和提升。

　　３機電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用

　�。常�１傳感技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用。在開展機械加工時，需要借助檢測工作確保機械加工的產(chǎn)品滿足要求。在開始加工產(chǎn)品之前，需要對坯件以及設(shè)備進行自動檢查，從而確保后續(xù)工作的正常開展。傳感技術(shù)在機械加工過程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　�、偻ㄟ^檢測能夠?qū)ε骷�的夾持方位進行自動的判斷和調(diào)整，并預(yù)估上床之后產(chǎn)品裝夾的形變情況和夾力大�。�

　　②完成加工之后，對產(chǎn)品的合格情況進行評估，在測量評估過程中需要掌握產(chǎn)品的形狀、尺寸和平面度等參數(shù)，部分特殊工件除了上述檢測內(nèi)容之外，還需要對導(dǎo)程、齒距等進行測量，機電一體化系統(tǒng)的實施，能夠使上述的工序都能夠自動完成；

　　③加工產(chǎn)品時，要借助傳感檢測技術(shù)對加工條件進行把控，即控制振動、切削速度等，系統(tǒng)能夠自行監(jiān)測從而使系統(tǒng)達到最佳的加工狀態(tài)，從而提高產(chǎn)品的合格率。以切削過程為例進行詳細說明，利用傳感檢測優(yōu)化系統(tǒng)的生產(chǎn)率，使得切除率實現(xiàn)最佳，準(zhǔn)確掌控機床的動態(tài)特征。同時還需要找到影響精度的因素，并對其進行優(yōu)化處理，不但能夠輔助加工，還可以對刀架結(jié)構(gòu)和材料進行評估。

　�。常�２傳感技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，汽車逐漸成為了人們出行的重要工具，因此，更多的技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在了汽車制造當(dāng)中。近年來，汽車行業(yè)逐漸向著輕型化和智能化發(fā)展，汽車行業(yè)使用的電子控制系統(tǒng)需要傳感技術(shù)的支撐，該技術(shù)的使用不但能夠提升汽車的使用舒適度，還能夠方便人們的出行。機電一體化系統(tǒng)中機械式控制部件被自動控制系統(tǒng)取代，逐漸把控制和檢測技術(shù)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)當(dāng)中，想要完全實現(xiàn)，需要引入可靠度和性能高的傳感器類型，具體要求包含以下幾點：

　　①適應(yīng)性強：汽車需要在惡劣環(huán)境下行駛，因此，傳感器需要具備密封性，能夠抵抗潮濕、易腐蝕的環(huán)境，保證汽車能夠正產(chǎn)運行；

　�、诳垢蓴_性能好：傳感器一般應(yīng)用在汽車發(fā)動機艙當(dāng)中，運行過程中需要抵抗強震、高溫、高壓和電磁波等的影響；

　�、鄯�(wěn)定、可靠性高：汽車一般具備較長的使用年限，因此，汽車零部件需要耐用，各項指標(biāo)需要滿足高頻率運行需求；

　�、芙�(jīng)濟成本要合適：在生產(chǎn)汽車的過程中，不但需要滿足上述的要求，還需要對經(jīng)濟成本進行控制。在開始實現(xiàn)大批量生產(chǎn)之前，需要保持產(chǎn)品的一致性，這和自動化生產(chǎn)要求是一致的。

　�。常�３傳感技術(shù)在數(shù)控機床上的應(yīng)用。將傳感技術(shù)應(yīng)用在機床當(dāng)中，即采用數(shù)字信號對機床運動加工進行控制，實際上就是借助數(shù)字代碼的形式把加工信息記錄在程序介質(zhì)當(dāng)中，其中包含移動軌跡，然后系統(tǒng)需要經(jīng)運算、譯碼等環(huán)節(jié)發(fā)出相應(yīng)的指令信息，使機床工作，從而生產(chǎn)出滿足要求的產(chǎn)品。在數(shù)控機床當(dāng)中使用的傳感器主要有電壓傳感器、光電編碼器等，主要用于位置檢測，掌握機床的運行狀態(tài)。傳統(tǒng)機床在使用過程中會受到技術(shù)的影響，從而出現(xiàn)軸轉(zhuǎn)動過位問題，這樣一來就很容易出現(xiàn)機床使用故障。若把紅外、超聲波等傳感器運用在機床當(dāng)中，不但能夠有效地檢測機床是否存在軸轉(zhuǎn)動過位問題，還能夠及時處理出現(xiàn)的問題，這就有效地解決了常規(guī)機床生產(chǎn)過程中存在的人工檢測盲點，能夠有效地控制數(shù)控工作，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和精度，還能夠有效地降低各項成本，這對于企業(yè)的長遠發(fā)展而言是非常有利的。

　　４發(fā)展趨勢

　　隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，其被廣泛地應(yīng)用在了不同的行業(yè)和領(lǐng)域，并受到了廣泛的關(guān)注。傳感技術(shù)能夠把非電量變成電量，整個過程都滿足物力定律以及相關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)。近年來，科技進步很快，人們研究出了越來越多的新材料和技術(shù)，將這些新的研究成果和傳感技術(shù)進行有機的結(jié)合，能夠促進傳感技術(shù)的更新和完善。針對傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，未來傳感技術(shù)可以朝著以下各個方面發(fā)展：

　�、傺邪l(fā)新型材料，并將光電子和微電子等技術(shù)逐漸應(yīng)用在傳感技術(shù)上，從而提高傳感器的整體性能，增加傳感器的工作時間，降低檢測所需的時間；

　�、谝�入新技術(shù)、新物理效應(yīng)，研發(fā)新型的傳感器，將傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域拓展到更大的范圍，新技術(shù)和新材料的使用不但有助于新型傳感器的研究，還能夠?qū)ΜF(xiàn)有的傳感器進行優(yōu)化，提高傳感器的應(yīng)用范圍，完善各項功能，降低施工過程中的消耗；

　�、厶岣邆鞲衅鞯木�度，隨著社會的發(fā)展，人們對傳感器的精度、靈敏度和反應(yīng)速度等的要求都在提高，部分要求超精度檢測，因此，可以把數(shù)學(xué)計算方法和數(shù)學(xué)模型引入其中，從而降低傳感器出現(xiàn)故障的幾率；

　�、芟蛑�智能化和數(shù)字化的方向發(fā)展，現(xiàn)在使用的傳感器輸出的信號為微電腦處理之后的數(shù)字信號，未來會朝著在線監(jiān)測控制的方向發(fā)展。

　　５結(jié)束語

　　隨著科技的發(fā)展，機電一體化系統(tǒng)逐漸進入了人們的生產(chǎn)和生活。傳感器技術(shù)作為機電一體化系統(tǒng)的重要技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用在了各行各業(yè)當(dāng)中，并且取得了廣泛的關(guān)注和重視，相信未來傳感器技術(shù)會向著更好的方向發(fā)展，從而為人們的工作和生活帶來更多的幫助。

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