張佳

【摘 要】機電一體化發(fā)展過程中使用最關(guān)鍵技術(shù)是傳感器，也可以這樣講機電一體化技術(shù)發(fā)展，主要依賴于傳感器技術(shù)發(fā)展，由此可見傳感器技術(shù)在機電一體化中的重要性。本文在闡述時主要是對傳感器技術(shù)分析，介紹傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中使用，以此來了解傳感器技術(shù)在機電一體化中的價值。

【關(guān)鍵詞】傳感器；機電一體化；機電技術(shù)

前言

隨著工業(yè)自動化生產(chǎn)技術(shù)不斷使用，傳感器技術(shù)使用在機電技術(shù)中。傳感器技術(shù)使用，能夠有效提高工業(yè)生產(chǎn)效率，還能夠?qū)ιa(chǎn)質(zhì)量控制，因此在機電一體化的生產(chǎn)技術(shù)中傳感器技術(shù)是一門必不可的技術(shù)。而且傳感器技術(shù)的發(fā)展方向，向著網(wǎng)絡(luò)化和智能化這兩個方面發(fā)展，這兩個方面的優(yōu)化更能夠滿足機電一體化生產(chǎn)的要求。

1.傳感器技術(shù)分析

1.1傳感器概念

所謂傳感器主要是根據(jù)一定的規(guī)律將各種被檢測量轉(zhuǎn)換為物理量的一種裝置[1]。傳感器主要功能是能夠感受到被測量，并且根據(jù)有規(guī)律性的相應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)輸出量的器件。傳感器主要功能是把能夠探測到的物理信息，這些信息是沒有電量信息，經(jīng)過傳感器以后，把其轉(zhuǎn)換成為電信號，因此在傳感器中又有著一個專業(yè)的名稱，被稱作是一次儀表。在各個行業(yè)使用的傳感器好比是人體中的五官，又因為這個因素，傳感器被叫做電五官。一般使用的傳感器，主要由三個部分組成，一個部分是敏感元件，一個是轉(zhuǎn)換元件，最后一個是基本轉(zhuǎn)換電路。

敏感元件主要功能是將被測量轉(zhuǎn)換成為一種物理量的預(yù)變換裝置，其輸出、輸入間具有明確的數(shù)學(xué)關(guān)系。比如在稱重傳感器中，主要使用的是彈性單元，將受到力轉(zhuǎn)換成為一種彈性變形來輸出。轉(zhuǎn)換元件功能主要是把敏感元件中輸出的非電量物理量，并且把這種量轉(zhuǎn)換為電信號?；巨D(zhuǎn)換電路主要功能是把轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換輸出的電信號量轉(zhuǎn)換成為一種便于測量的電量，比如是電壓、電流、電頻等。

1.2傳感器技術(shù)

在信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱中，一個是通信技術(shù)，另一個是計算機技術(shù)，最后一個是傳感器技術(shù)，如果機電一體化沒有傳感器技術(shù)使用，那么一體化也就無法實現(xiàn)系統(tǒng)中的信息和狀態(tài)進行精確與可靠的自動檢測，也更加無法實現(xiàn)對系統(tǒng)信息的控制和處理[2]。工業(yè)使用的機電一體化產(chǎn)品，不僅是采用的先進電子產(chǎn)品，還是采用的機電相融合的高級產(chǎn)品，這兩中產(chǎn)品使用都是離不開傳感器和檢測設(shè)備這個重要環(huán)節(jié)，如果在機械一體化中沒有傳感器對原始數(shù)據(jù)精確檢測，那么在機電一體化中的所謂信號轉(zhuǎn)換，信息處理方面的功能，這些在沒有傳感器支撐下都是沒有辦法實現(xiàn)。

比如在機電一體化中，監(jiān)測技術(shù)使用主要的內(nèi)部元件是傳感器，所以在機電一體化中，傳感器作用是非常重要。機電一體化采用監(jiān)測技術(shù)是對需要操作的對象監(jiān)測，而且使用的檢測技術(shù)，還需要對系統(tǒng)使用環(huán)境檢測，以及系統(tǒng)本身運動狀況監(jiān)測，為了保證系統(tǒng)能夠在正常狀態(tài)下運行，采用監(jiān)測技術(shù)能夠為系統(tǒng)提供一些關(guān)鍵性信息。也可以這樣認(rèn)為，在機電一體化技術(shù)發(fā)展過程，最關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展是傳感器。隨著社會不斷發(fā)展，各種各樣電子元件使用，造成后果是電子信息技術(shù)呈現(xiàn)出一種爆發(fā)式狀態(tài)，信息技術(shù)傳輸速度也獲得不斷的提升。采用傳統(tǒng)的傳輸速度已經(jīng)不能夠滿足社會發(fā)展需要，因此在檢測技術(shù)和傳感器技術(shù)方面都需要不斷改進，只有這兩個方面不斷改進才能夠滿足信息速度提升的要求。

2.傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中使用

2.1機器人采用傳感器技術(shù)

在工業(yè)自動化進程中自動化技術(shù)使用有非常高的代表性，工業(yè)使用機器人技術(shù)能夠準(zhǔn)確操作，主要工作原理是在機器人身體上安裝有各種傳感器，這些傳感器能夠能夠準(zhǔn)確感知作業(yè)狀態(tài)、感知操作對象和感知自身[3]。而且機器人在運行時也是需要獲知自身的信息狀態(tài)，這些信息狀態(tài)獲得也是通過內(nèi)部傳感器來完成獲取。對于在操作的外部環(huán)境信息獲取，主要獲取途徑是通過外部傳感器來獲得，而且獲取外部信息非常重要，外部信息獲取能夠?qū)C器人的控制提供反饋信息。

2.2機械加工過程中的傳感器檢測技術(shù)

（1）切削過程中機床運行采用的傳感器技術(shù)：機械加工使用傳感器技術(shù)來檢測切削對象，起主要目的是上三個方面內(nèi)容，一個是實現(xiàn)材料的切除率，另一個是制造成本降低，最后一個是生產(chǎn)率的提高[4]。對于在加工機床使用傳感器技術(shù)來達到檢測效果方面，主要包括四個方面的內(nèi)容，分別是采用傳感器技術(shù)實現(xiàn)安全生產(chǎn)目標(biāo)提高、傳感器技術(shù)還可以對操作溫度檢測、傳感器還可以檢測軸承和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、傳感器技術(shù)還可監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)。機械加工中傳感器使用還可對以下這些方面的監(jiān)測工作，對機床停機時可以對停機時間監(jiān)測，加工產(chǎn)品表面粗糙時可以采用傳感器監(jiān)測，對于機床狀態(tài)、功率和精加工這些方面的也可以采用傳感器技術(shù)來監(jiān)測。

（2）工件的過程傳感：與刀具和機床過程監(jiān)視技術(shù)相比較，工件過程監(jiān)視是研究最早，最多的，多數(shù)研究中主要是以工件質(zhì)量控制為目標(biāo)[5]。工件設(shè)識別系統(tǒng)研究開展時間最早，在20世紀(jì)80年代就開展這方面研究工作。工件識別系統(tǒng)使用主要是一些在工件加工過程中工序使用是否符合工件工序加工要求；工件設(shè)別系統(tǒng)中主要是指進入到機床等待加工的工件，識別系統(tǒng)對其判斷這種毛坯元件是否滿足工件加工要求。

（3）砂輪的檢測傳感：材料切除過程主要包括兩個方面內(nèi)容，一個是切削過程，另一個是磨削過程。切削工作中主要采用刀具，磨削工作主要是采用砂輪，刀具和砂輪在出現(xiàn)損壞或者是有破損的情況出現(xiàn)時，這兩個工具將失去加工的作用，無法有效保證元件的精加工和保障元件表面光滑完整度，這種情況中被稱作是砂輪或者是刀具失效。有工業(yè)研究表明，引起機床停機首要原因中就是刀具失效。此外在刀具失效時，還會引起設(shè)備的安全使用，嚴(yán)重時會出現(xiàn)操作人員人身安全事故。

2.3汽車自動控制系統(tǒng)中傳感器技術(shù)

隨著傳感器技術(shù)不斷使用，促使汽車進入到一個全新時期。汽車機電一體化要求用自動化控制系統(tǒng)來代替純機械式的操作部件，這方面內(nèi)容不僅是體現(xiàn)在發(fā)動機上，同樣在改善汽車性能，增加人性化服務(wù)功能上也在使用。汽車上采用傳感器技術(shù)能夠促使油耗減低，能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境保護，而且在駕駛的可靠性和安全性方面也能夠提高，采用傳感器技術(shù)已經(jīng)在汽車的整個身體中使用。汽車所有重點控制系統(tǒng)，必不可少使用以下這些傳感器，分別是氣敏傳感器、壓力傳感器、曲軸位置傳感器等。

3.傳感器的智能化和網(wǎng)絡(luò)化

（1）傳感器的智能化：電五官傳感器和計算機相集合，這種相結(jié)合技術(shù)是智能化的表現(xiàn)。智能化傳感器不僅是有著轉(zhuǎn)換功能和信號檢測功能，同時在智能傳感器中還有著自適應(yīng)功能、統(tǒng)計處理以及自診斷功能、儲存功能、自校準(zhǔn)功能、解析功能和記憶功能。如果進一步把這些功能集中在同一個芯片，這樣就可以形成智能傳感器。

（2）傳感器網(wǎng)絡(luò)化：在這個方面的內(nèi)容，主要有著兩方面：一是為了解決現(xiàn)場總線的多樣性問題，IEEE1451.2工作組建立了智能傳感器接口模塊標(biāo)準(zhǔn)。二是以IEEE802.15.4為基礎(chǔ)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以迅速發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，在機電一化中使用傳感器技術(shù)，主要是用在機器人領(lǐng)域，提高機器人操作效率，同時在機械加工中使用傳感器技術(shù)，能夠幫助加工元件更加精確控制，提高加工產(chǎn)品的質(zhì)量。同時使用在汽車領(lǐng)域，能夠提高汽車控制效果，保證行駛安全性。同樣在傳感器使用過程中還不夠完善，需要對其性能不斷研究，以此來滿足人們使用需要。

參考文獻：

[1]師輝.傳感器技術(shù)在機電技術(shù)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2018，8（18）：80-81.

[2]王飛飛.機電技術(shù)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用分析[J].河南科技，2018（28）：67-68.

[3]陳卓.傳感器技術(shù)在機電技術(shù)中的應(yīng)用探究[J].時代農(nóng)機，2018，45（06）：81.

（作者單位：江蘇省徐州技師學(xué)院）