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[摘 ?要]隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)發(fā)展取得了巨大進(jìn)步。傳感器技術(shù)在機(jī)械電子中的應(yīng)用也越來越廣泛，使得機(jī)械電子發(fā)展到了一個(gè)新的高度，促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。本文則就分析了傳感器技術(shù)在機(jī)械電子行業(yè)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]傳感器;機(jī)械電子;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）23-0124-01

引言

隨著現(xiàn)代科技水平的不斷提高，人們通過科學(xué)技術(shù)探索新領(lǐng)域的活動(dòng)越來越多，信息內(nèi)容與傳遞方式日趨多樣化，對(duì)信息處理速度與能力的要求越來越高，使自動(dòng)控制系統(tǒng)中更多地采用了傳感器技術(shù)。作為一種新出現(xiàn)的智能化技術(shù)，傳感器技術(shù)就像人體感官一樣可以對(duì)外界變化進(jìn)行感知，將獲得的信息傳送給計(jì)算機(jī)，然后做出相應(yīng)的反應(yīng)，將傳感器應(yīng)用到自動(dòng)控制系統(tǒng)中能夠大大提升系統(tǒng)的靈敏度、控制精度及自動(dòng)化程度。

1、傳感器技術(shù)研究現(xiàn)狀

傳感器是指工程上可以被直接測(cè)量，按相應(yīng)規(guī)律轉(zhuǎn)換成同種或別種量值進(jìn)行輸出的工程器件。傳感器所發(fā)揮的功能類似于人體感覺器官，也可以說，傳感器就是人體感覺器官的外在延伸。傳感器能夠?qū)ψ鳂I(yè)環(huán)境狀態(tài)、自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行以及操作對(duì)象等進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，從而為控制機(jī)電系統(tǒng)提供全面依據(jù)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)與信息化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，其中，以傳感器為核心的機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，傳感器技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，而且會(huì)對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)化水平產(chǎn)生直接影響，若傳感器技術(shù)較為先進(jìn)，系統(tǒng)自動(dòng)化水平就會(huì)得到相應(yīng)提升，反之，系統(tǒng)自動(dòng)化水平就會(huì)相應(yīng)下降。當(dāng)前，在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，傳感器技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，且集成化程度不斷提升。集成化傳感器所具有的技術(shù)穩(wěn)定性更高，傳感器的體積和重量更小，為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的順利運(yùn)用提供了有力的技術(shù)支持。

2、我國傳感器技術(shù)在機(jī)械電子中應(yīng)用的不足

傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)。在測(cè)試系統(tǒng)中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準(zhǔn)確傳遞和檢測(cè)出某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。具體地說傳感器是指那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的可輸出信號(hào)的元器件或裝置。如果沒有傳感器對(duì)被測(cè)的原始信息進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)試與控制都將無法實(shí)現(xiàn)，即使最現(xiàn)代化的電子計(jì)算機(jī)，沒有準(zhǔn)確的信息（或轉(zhuǎn)換可靠的數(shù)據(jù)），不失真的輸入，也將無法充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。傳感器種類及品種繁多，原理也各式各樣，應(yīng)根據(jù)測(cè)量對(duì)象的要求，恰當(dāng)?shù)剡x擇精度和范圍度是至關(guān)重要的。但無論何種條件、場(chǎng)合使用的傳感器，均要求其性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，經(jīng)久耐用。為此，在研究高精度傳感器的同時(shí)，必須重視可靠性和穩(wěn)定性的研究。包括床暗器的研究、設(shè)計(jì)、試制、生產(chǎn)、檢測(cè)與應(yīng)用等諸項(xiàng)內(nèi)容在內(nèi)的傳感器技術(shù)，已逐漸形成了一門相對(duì)獨(dú)立的專門學(xué)科。我國在研究傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中應(yīng)用時(shí)起步晚與他國。相對(duì)于發(fā)達(dá)國家，我國仍處于弱勢(shì)，雖然我國近幾年在該領(lǐng)域取得了不小的進(jìn)步與突破，但仍無法與發(fā)達(dá)國家齊肩，客觀因素就是我們不在一條起跑線上。

3、傳感器技術(shù)在機(jī)械電子中的應(yīng)用分析

3.1、傳感器技術(shù)在機(jī)械加工過程中的應(yīng)用

傳感器技術(shù)在機(jī)械加工過程中的作用是非常重要的，被應(yīng)用于機(jī)械加工的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，有助于促進(jìn)機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步，提高機(jī)械加工的質(zhì)量和加工效率，促進(jìn)機(jī)械加工企業(yè)的發(fā)展。傳感技術(shù)在機(jī)械加工過程中的應(yīng)用包括加工前和加工中的檢測(cè)。加工前，為了保障機(jī)械加工的順利進(jìn)行，需要對(duì)用于加工的設(shè)備以及其他工具進(jìn)行檢測(cè)，確保這些設(shè)備均符合生產(chǎn)要求，以免給企業(yè)造成不必要的損失，只有檢測(cè)完成后，企業(yè)才可以開始進(jìn)行加工。加工中，由于傳感器具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)測(cè)量功能，在加工的過程中需要借助傳感器對(duì)企業(yè)的加工條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括加工的溫度、進(jìn)給速度以及切削力等，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工過程中存在的問題，并及時(shí)予以調(diào)整，保障產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.2、傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床，簡(jiǎn)而言之就是使用數(shù)控技術(shù)來進(jìn)行控制的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床主要是通過將刀具的移動(dòng)軌跡等以數(shù)字的形式對(duì)其進(jìn)行編碼，并將其錄入數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過運(yùn)算和編譯等方式后控制刀具與工件的運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到生產(chǎn)出較高精準(zhǔn)度零部件的目的，在這個(gè)過程中，傳感器技術(shù)發(fā)揮著不可取代的作用。在數(shù)控機(jī)床中，通常用的比較多的傳感器有電流傳感器、紅外傳感器、電壓傳感器以及溫度傳感器等。機(jī)床在實(shí)際的操作過程中，傳動(dòng)軸很容易出現(xiàn)傳動(dòng)過位的情況，從而給機(jī)床的正常運(yùn)作產(chǎn)生影響，所以要解決這個(gè)問題，就必須充分發(fā)揮傳感器的監(jiān)測(cè)作用，使用傳感器對(duì)刀具的運(yùn)動(dòng)、溫度、工件的位置以及速率等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的問題，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整，降低故障發(fā)生的幾率，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

3.3、傳感器技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，如在收割土豆的流水線作業(yè)中，在首位的土豆種植中，可以在農(nóng)田中設(shè)置傳感器來對(duì)空氣溫度、土壤中化肥配含量、光照強(qiáng)度以及土壤濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)、智能化測(cè)量，這樣可以明顯減少農(nóng)民工作量，并提升農(nóng)作物產(chǎn)量。此外，土豆收割機(jī)自動(dòng)識(shí)別泥土塊與土豆，智能化區(qū)分土豆的大小，對(duì)土豆上泥土進(jìn)行自動(dòng)清理，并自動(dòng)完成裝袋等操作都是利用傳感器來完成的。

3.4、傳感器技術(shù)在交通行業(yè)中的應(yīng)用

在交通領(lǐng)域內(nèi)，傳感器技術(shù)等各種新興技術(shù)得到了越來越多的關(guān)注。其中，傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛，并推動(dòng)汽車行業(yè)獲得了更好的發(fā)展，進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展領(lǐng)域。機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步取代了過去的人力機(jī)械系統(tǒng)，有效提升了汽車的系統(tǒng)運(yùn)作能力，使信息傳遞與能量交換更快、更加流暢，將汽車制造的各個(gè)部分緊密的結(jié)合在一起，使之形成了一個(gè)整體。在汽車行業(yè)中應(yīng)用機(jī)電自動(dòng)化控制傳感器技術(shù)，壓力傳感器、冷卻水溫傳感器、曲軸位置傳感器、吸氣傳感器以及氣敏傳感器等幾個(gè)方面的應(yīng)用最為廣泛，重要性也最大。

4、傳感器技術(shù)發(fā)展展望

新材料研發(fā)在材料工程取得高速發(fā)展的同時(shí)，傳感器類型也越來越多，制造傳感器的材料已經(jīng)擺脫陶瓷材料與半導(dǎo)體的限制，高科技材料如超導(dǎo)材料與光導(dǎo)材料的使用越來越多，新式材料如納米材料的研發(fā)與應(yīng)用也推動(dòng)了傳感器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，促使傳感器新功能與外形結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，推動(dòng)了人工智能材料的發(fā)展。

集成化研發(fā)目前各行各業(yè)中精細(xì)化加工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，在傳感器技術(shù)的未來發(fā)展中，集成化技術(shù)是非常重要的發(fā)展趨勢(shì)。集成傳感器具有誤差小、制作成本低、體積小、功能簡(jiǎn)單、功耗低、反應(yīng)快以及配置電路簡(jiǎn)單等顯著優(yōu)勢(shì)，非常適合遠(yuǎn)距離遙控操作。

智能化研發(fā)所謂智能化傳感器實(shí)際上就是結(jié)合了微型處理器與集成化傳感器各自的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)測(cè)與處理的綜合型傳感器。當(dāng)前，智能化傳感器表現(xiàn)出了非常理想的發(fā)展前景，將其與人工智能化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠分散處理收集到的大量信息數(shù)據(jù)，從而有效降低設(shè)備成本。

5、結(jié)語

如今傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化的應(yīng)用已經(jīng)拓展到機(jī)器人用傳感器、切削過程和機(jī)床運(yùn)行過程的傳感技術(shù)、工件的過程傳感、汽車自動(dòng)控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù)等等領(lǐng)域，科技發(fā)展的步伐在逐漸加快，我們更應(yīng)緊迫起來，盡快的解決上述問題，只要堅(jiān)持不懈的努力，因地制宜，各地區(qū)采取相應(yīng)的科學(xué)發(fā)展措施、政策，總結(jié)我們成功方面的經(jīng)驗(yàn)，吸取失敗而原因，我國的感器技術(shù)在機(jī)電一體化的應(yīng)用發(fā)展會(huì)呈現(xiàn)出嶄新的姿態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]陸遙.傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].科技信息，2009，19：31-32+35.

[2]朱言彬.傳感器技術(shù)的最新進(jìn)展和市場(chǎng)機(jī)遇[J].傳感器技術(shù)，2000，03：1-4.