鄭伯韜 張佳奇

【摘 ?要】隨著科技的發(fā)展以及施工工藝的不斷完善，機電一體化在我國的發(fā)展已經(jīng)擺脫了初級發(fā)展階段水平，在機電一體化當中，傳感器可謂是占了重要地位，相當于是整個系統(tǒng)的感覺器官，為系統(tǒng)的運行提供信息的獲取與交流。

【關(guān)鍵詞】傳感器;機電一體化;應(yīng)用方向

傳感器一般指的是將機電設(shè)備運行過程中將規(guī)律轉(zhuǎn)換成各種測量的設(shè)施器件。傳感器在機電設(shè)施中的應(yīng)用就相當于人體的感官系統(tǒng)，可以看作是感官上的延伸。傳感器在機電一體化中的應(yīng)用主要是用于操作對象以及系統(tǒng)本身方面，對機電設(shè)備的操作環(huán)境進行信息的傳感。隨著現(xiàn)代化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)化、信息化的不斷發(fā)展，傳感器已經(jīng)處于信息采集最前端的位置。作為機電一體化系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，傳感器必須改進工作中的一些弊端，完善應(yīng)用情況。

1傳感器的現(xiàn)狀分析

傳感器，就是能夠在任何惡劣環(huán)境下都能感受到規(guī)定的信息測量數(shù)據(jù)，并且以特定形式傳輸出去的機器或設(shè)備。在檢測機電一體化與實現(xiàn)機電系統(tǒng)一體化方面發(fā)揮著重要的作用。傳感器是機電一體化中最核心與關(guān)鍵的部位。隨著人類對未知領(lǐng)域探索的深入，電子信息的種類也不段更新演變，傳感技術(shù)也逐漸走向成熟。

上世紀八十年代，是傳感器最興盛的時期，全國掀起了一股“傳感器熱”的浪潮，國家十分重視傳感器的研發(fā)與應(yīng)用，傳感器的升級換代日新月異，性能得到了前所未有的改善與提高。在傳感器不斷發(fā)展的過程中，傳感器制造業(yè)也作為一種新興的行業(yè)應(yīng)運而生。

2傳感器在各類機電一體化中的應(yīng)用

2.1在汽車行業(yè)的機電一體化

近年來，小型汽車已經(jīng)越來越多的走入了人們的生活中，汽車本身也向著輕型化、電子化與智能化方向發(fā)展。傳感器在汽車領(lǐng)域的發(fā)展最為普遍，汽車在使用過程中需要用到的傳感技術(shù)有很多，像是防滑驅(qū)動系統(tǒng)、防抱死系統(tǒng)、自動變速器系統(tǒng)等。

汽車設(shè)備的機電一體化需要用到傳感器來實現(xiàn)許多功能的應(yīng)用，像是娛樂裝置、安全報警裝置、通信裝置以及駕駛裝置。汽車部件的機電一體化主要是希望能夠提高使用的可靠程度，這就要求傳感器的高性能應(yīng)用。在汽車行業(yè)中，主要有以下幾種特點：

2.1.1高可靠性與高穩(wěn)定性

對于小型汽車而言，各類零部件的工作時長需要達到10*104千米以上，對于沒有必要更換的零部件就不需要進行更換，因此傳感器也應(yīng)該具有相應(yīng)的使用壽命，在穩(wěn)定性方面加強研究。

2.1.2提高抗干擾能力

汽車在運行過程中，傳感器是長期處于震動狀態(tài)的。傳感器通常是安裝在汽車的發(fā)動機的機艙里面的，需要承受住汽車在運行過程中的高溫以及高壓狀態(tài)。汽車在運行過程中會產(chǎn)生較為強烈的震動，傳感器的工作要求能夠抵抗住發(fā)動機產(chǎn)生的震動，保證其內(nèi)部設(shè)施能夠有效作用。另外，由于汽車發(fā)電機在運作過程中會產(chǎn)生較強的電磁波，因此傳感器還需要進行抗干擾的能力。

2.1.3提高適應(yīng)性

傳感器在汽車內(nèi)部安裝之后，會遇到灰塵以及雨水的入侵，因此傳感器應(yīng)該具有很強的密封能力。并且傳感器在汽車一體化設(shè)備的安裝方面要獨立進行安裝，以此來保障其抗腐蝕能力以及耐潮濕的能力。

2.1.4降低造價

由于汽車的普及程度已經(jīng)比較高，因此傳感器要想大量應(yīng)用與汽車的機電一體化當中，就必須研究其構(gòu)造，盡可能的保障造價降低。另外，傳感器的制造最好能夠進行批量生產(chǎn)，保障其一致性，適合汽車自動化生產(chǎn)的需要。

2.2在數(shù)控機床行業(yè)的機電一體化

數(shù)控機床屬于較為典型的機電一體化的產(chǎn)品，是由光、氣、液、機、電共同組成的一個綜合性較強的學科。數(shù)控機床在應(yīng)用過程中包含了許多范圍，例如信息處理、機械制造、伺服驅(qū)動以及自動控制等。傳感器在數(shù)控機床的控制過程中占有重要地位，能夠?qū)?shù)控過程進行全程的監(jiān)控，保障設(shè)備運行的有效性。

對于數(shù)控機床而言，主要的工作就是要進行定位的誤差檢測，包括重復定位的誤差以及運動位置定位的誤差。傳感器在數(shù)控機床一體化中，主要表現(xiàn)為以下幾種形式：電流傳感器、液位傳感器、紅外傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、有光電編碼傳感器、感應(yīng)傳感器以及壓力傳感器等，都是對數(shù)控機床的位移（角位移與直線位移）、壓力、溫度以及速度來進行測量。數(shù)控機床在實際操作中常常會產(chǎn)生偏差的情況，傳感器的使用就是為了能夠盡早的發(fā)現(xiàn)這類狀況，讓機床在故障剛發(fā)生的時候就能夠被有效發(fā)現(xiàn)并維修，保障使用的有效性。傳感器能夠?qū)C床進行故障的實時監(jiān)測，運用超聲波、紅外線等技術(shù)來進行感應(yīng)。另外，傳感器還能夠運用壓力感應(yīng)技術(shù)來進行削切力的檢測，若是力度低于設(shè)置的固定值，傳感器感應(yīng)到之后，系統(tǒng)會自動進行報警，保障工件不會產(chǎn)生松動現(xiàn)象，讓數(shù)控操作停止走刀。

2.3在農(nóng)業(yè)機電一體化中的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展以及人民的生活具有很大影響。像是一些農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達的國家，都已經(jīng)加大了投資的力度，運用傳感器來加強農(nóng)藥播種等方面的技術(shù)。傳感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用類似于機器人系統(tǒng)，傳感器通過視覺上的傳感來進行噴藥量方面的控制。隨著傳感技術(shù)的不斷成熟，這種視覺傳感技術(shù)已經(jīng)在噴藥方面趨于成熟。

傳感技術(shù)隨著不斷地時間已經(jīng)能夠成功應(yīng)用于各項機電一體化設(shè)備當中，研究人員應(yīng)該加大研究力度，將傳感技術(shù)朝著智能化、集成化、小型化以及無源化方向發(fā)展，讓這種技術(shù)更好的應(yīng)用于機電一體化當中。

3我國傳感器的發(fā)展方向

我國的傳感器研究開始與上世紀的八十年代，相較于國外的傳感器研究，我國起步算是較晚的，但是在我國科研人員的不懈努力下，我國的傳感器研究與發(fā)展后來居上，性能越來越好，但是我們應(yīng)該看到我國的傳感器水平與國外還是存在著一定差距，這也為我國今后的傳感器發(fā)展指明了方向。在今后的傳感器設(shè)計中我們要更加注重其在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，積極發(fā)展更加先進的溫度計算傳感器，更新模擬與設(shè)計方法，采用微型機械設(shè)備等方面，使得傳感器功能更加完善。我們在針對傳感器的改良升級方面可以在以下幾個方面進行有益嘗試。

3.1大力開發(fā)新型的傳感材料。

在傳感材料的研發(fā)上更加注重耐用性與敏感性，延長壽命的同時提高傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的敏感性。

3.2向更加精確的方向發(fā)展。

隨著對誤差要求的嚴格，我們的傳感器將向著更加精確測量的發(fā)展方向發(fā)展，只有那種精確度高而且靈敏性強的傳感器才能在機電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮更加積極的作用。

3.3突出智能化

智能化是現(xiàn)在機器發(fā)展的必然趨勢，即使是傳感器也不例外，智能會水平的提高可以節(jié)約人力、物力，信號輸出更加清晰，更加快速，機器運作與使用也更加智能化與人性化。

4結(jié)束語

機電一體化是未來機電發(fā)展的趨勢，傳感器的智能化與人性化是傳感器研究努力的方向，正是因為二者的有機結(jié)合才引發(fā)了一場前所未有的激烈變革。在設(shè)計方式與設(shè)計理念上都是突破性的改進，這正是人類智慧與時代更迭的真實體現(xiàn)。在今后的傳感器與機電一體化研究分析中，我們依然要推陳出新，大膽變革，爭取研究出更加先進的機電一體化產(chǎn)品，在激烈的國際機電產(chǎn)業(yè)競爭中占據(jù)一席之地。

參考文獻：

[1] 林良鄧.淺析傳感器技術(shù)在機電一體化中的應(yīng)用[J].商業(yè)文化（學術(shù)版）.2008（08）.

[2] 林云峰.論檢測傳感技術(shù)在機電一體化中現(xiàn)狀.應(yīng)用及其發(fā)展[J].制造業(yè)自動化.2011（03）.

[3] 張鑫.淺談機電一體化的發(fā)展及趨勢[J].黑龍江科技信息.2011（06）.

（作者單位：長城汽車）