机电一体化系统中传感器技术的运用

吕忠毅

摘 要：近年来，我国机械自动化快速发展，在机电一体化系统中传感器技术使用最为广泛，其能够提高系统的自动化水平，提高控制性能。简要地介绍了传感器技术对机电一体化系统的积极意义，重点提出了传感器技术的运用。

关键词：机电一体化；传感器；应用

中图分类号：TH39 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.02.031

机电一体化涉及到机械制造、自动控制等多种技术，而传感器技术是其实现自动化控制的重要一环，它的技术高低对系统的功能起着影响和决定作用。

1 传感器技术的意义

机电一体化系统中最核心的部件就是传感器，同样的传感器技术也是系统的关键技术。传感器能够获取被测物体的相关信息，并对系统进行传输，为系统的决策和控制效率的提升提供技术保障。机电一体化系统中测量部分是由电路和传感器等部分组成，主要是对待测对象的信息采集和收纳，再给系统的控制提供参数等数据的决策参考，保证系统的有效控制。传感器在测量部分中能够提高收集参数的准确率和数据获取的速度，有利于测量模块更高效准确地为系统提供科学准确运行的信息，也能够使系统进行自动化检测。

2 传感器技术在机电一体化系统中的运用

传感器技术所涉及的范围非常广泛，主要是利用物理特性将非电量转换为电量，能够使机电一体化系统达到更高的自动化水平和准确度[1]。

2.1 汽车行业的传感器技术运用

在汽车生产中使用传感器技术是实现汽车自动化控制的关键，尤其是近些年车用电子装置的增加，如娱乐装置、防抱死系统等，都需要传感器技术。汽车机电一体化系统是用电子自动化控制代替机械式控制，这就要求汽车的整体都要覆盖检测控制装置，如底盘控制用传感器、发动机控制传感器等。

汽车传感器要求具有适应性强、抗干扰和稳定可靠性强的特点，随着新型传感器技术的应用，汽车的性能也得到了提高，如可以减少汽车的耗油量、降低尾气排放量，并为使用者提供更人性化的安全稳定服务。以汽车发动机部分为例，这一部分的传感器是众多传感器的中心，其包括温度、气体含量和爆震传感器等种类，可以有效的提高汽车发动机的实用性能。但汽车运行中会出现振动和电磁波，在选择传感器时要注意抗干扰和抗震的性能。

2.2 机械加工过程中的传感器技术运用

机械加工过程中，步骤繁多需要检测的部分也很多，大致可以分为三个阶段。一是加工前，要对加工设备和配件进行自动化检测，自行判断和调整夹持方向，确定变形情况和夹紧力的大小，保证机械加工过程的正常运行。二是加工过程中，首先要确保产品的精确程度和合格率，对工程中的切削速度、力度、温度、压力等参数严格检测，达到最佳的加工条件。如其中的切削传感器技术，在切削过程中，传感器主要对切削力度的变化、过程中的振幅、声发射以及电击功率进行检测。为了检测切削状态下的稳定性和加工精度的问题，多采用应变式和压电式三向切削力传感器进行测量。三是在加工完毕后，对工件进行检测，以保证产品的合格。检测时会对工件的尺寸、光滑度、形状和圆度等位置公差测量；齿轮等样式的工件，除了以上的检测外，还要增加齿距、导程等的测量。在测量合格后，将检测参数作为下一道工序的选用条件。

2.3 数控机床中的传感器技术运用

数控机床就是利用数字信号对机床的运动和加工过程进行控制，就是将刀具等工具的移动加工信息用数字代码表示。在数控机床上使用的传感器，主要有光电编码器、温度传感器、电压传感器、红外传感器等多种传感器，主要用来测量线位移、角位移、速度、压力等方面。在数控机床实际运行中，常会发生传动轴振抖的现象，为了解决这种现象，就可以使用光电传感器、超声传感器或红外传感器对传动轴振抖的现象及时检测。而且可以利用压力传感器对数控机床的夹紧力进行检测，当夹紧力大于设定值时会导致工件过紧，这时检测系统发出警报和刀具停止运行。此外，压力传感器还能够对刀具的切削力进行检测[2]。

传感器在数控机床的液压系统、气压系统中也被广泛应用，用来检测油路和气路中的压强，当气压值低于标准值时，触点会将故障位置信息传输到数控系统。

传感器技術还应用于工业机器人中，安装的传感器主要是视觉传感器和触觉传感器两种。视觉传感器可以识别工业传送带上的机械零件是否完整，可以完成危险材料的装运和自动导航。而触觉传感器则是对零件的孔洞、曲面等因素进行检查。随着机械自动化水平的不断提高，对传感器技术的要求也不断的增加，这就要求发展连续、瞬时检测的传感器。

机电一体化系统是未来工业的发展方向，而传感器技术在机电一体化系统中的运用，能够有效的提高系统的自动化和智能化水平，提高工作效率。其主要运用于机械加工、汽车行业、数控机床等机电一体化行业，为生活和工程生产提供便利。

参考文献：

[1] 吴凯.机电一体化系统中传感器和检测技术的应用[J].中国高新区，2017，22（9）：103.

[2] 起红忠.机电一体化系统中传感器与检测技术的应用[J].现代经济信息，2016，4（8）：353.endprint