基于微电子传感信号的机械设备自动控制

杜静

（河南省水利水电学校，河南 周口 466000）

想要机械设备真正实现准确、高效的自动控制，就需要通过微电子传感信号来实现。在已经进行的调查当中发现，微电子传感信号可以使得机械设备的自动控制的效率提高、精准度提高。

1 微电子传感技术的应用

经过统计表明，使用微电子传感技术确实可以将机械设备的自动化控制变得比过去更加精准有效，其具体应用方法主要有以下两种。

1.1 位置检测装置

通过使用微电子传感信号技术，可以对自动控制当中的机械设备出现的移动情况，在进行位置检测之后，检测装置可以主动发出反馈的信号。位置检测装置当中，有分别专门负责位置传感以及速度传感的相应装置。随着微电子传感技术的不断完善，这种装置被运用到越来越多种类的机械设备当中。例如光栅位移传感器，就因为其有着检测精度高，检测结果准确等优势，已经可以对大多数复杂的构件进行检测。

1.2 伺服系统

在微电子传感技术的应用方面，伺服系统也有着很广阔的应用面。微电子传感技术在近些年得到了长久的发展，其处理器的性能也有了稳定的提升。目前在电流控制和位置控制领域当中，已经实现全数字化控制，能达成检测信息展示和故障保护的效果，不仅可以实现PID控制，在系统参数方面还可以实现定控功能。

2 微电子传感信号应用在机械设备自动控制当中的优势

2.1 体积小

与过去机械设备相比，微电子传感信号所使用的设备最明显的一个好处就是其占用的空间很小，其性能方面并没有因为其体积的减小而出现减弱的情况，无论是能源的消耗还是重量方面，都比过去有所提升。在影响性能的方面上，并没有因为能源消耗的降低和重量的减轻而出现谐振频率不稳的情况，总体而言就是体积小的情况下，其性能并没有受到影响，反而有了进步。

2.2 集成程度提高

通过将微电子传感信号应用在机械设备当中，过去由于分工各不相同需要单独存在的各个传感器，现在可以统一规划在一起，变成一个传感器系统。分工各不相同的传感器系统当下统一合并为一体，也并没有因为其当下的合并性，而影响到各个传感器的单独工作，反而转变成了传感器系统。形成了传感器系统之后，其稳定性得到了更大的提升，每一个传感器都比过去单独存在的时候在性能方面得到了提升。

2.3 材料优势

当微电子传感信号应用在机械设备当中时，其使用的材料往往都是硅。硅这种材料在很多方面上都有着优势，其密度相较其他材料要更大，而且硅的硬度也是要好于其他材料。作为微电子传感信号当中最为重要的传导材料，硅在传导性方面也是明显要好于其他材料的。这些硅的特性使得在材料的选择上就具有一定的优势，使得设备的性能要比过去更加优异。

3 微电子传感信号在机械设备自动控制当中的具体控制过程

3.1 检测部分

检测部分当中检测的主要意义是为了从外界获得数据，获得数据需要通过信号来实现。信号从传播顺序上来看可以分为传入信号以及输出信号两种，而从信号的形式上则可以分为数字信号和模拟信号两种。在微电子传感信号应用在机械设备的自动控制当中里。输入信号指的是从设备当中获得的某种状态信号，而输出信号则指的是各种内部信号。另外还有数字量信号，其特指的是幅值在一定区间之内且相对离散的信号。在使用数字量信号的过程当中，可以观察到数字量信号有着明显的上升沿和下降沿。除了数字量信号之外，还有模拟量信号，模拟量信号的变量则是根据测量的改变而随之改变的。在变化的过程当中有很多因素都可以算作是模拟量信号，例如温度、速度等。外界信号通过模拟装换之后都可以变成数字量信号，传递到控制器当中。

3.2 控制部分

传感器在系统当中是作为前置部分存在的，完成了检测之后，要按照一定的规律完成转换。在传感器当中要使用敏感元件，使用的位置在传感器当中的传感部分以及被测量部分。控制部分当中的传感器可以将外界收集到的有关位移、位移速度、压力等数值转换为信号形式，而不同的传感器要负责转换不同类型的信号。

3.3 执行部分

在机电一体化当中，执行装置的作用是为了作出一些运动以及动力，从而达到使得系统运动的作用。执行部分可以根据其不同的作用类型分为电动型和液压型，目前还出现了气动型。在工作的过程中，这些执行装置可以将来自电力、液压、气压的力都转化为系统需要的动力，从而达到为系统提供动力的作用。

4 小电波信号的机械控制

在微电子传感信号对机械设备自动控制的过程当中，对于电信号进行采集是一个非常重要的环节。小电波信号与传统信号相比，小电波信号更加注重的是对局部频率变化的分析。因此小电波信号有着更好的延展性，信号想要表达出的情况也更加准确。小电波信号还可以将信号当中很多过去表达不出来的细节统统展现出来，所以在机械信号转换方面，小电波信号的环境更加优秀。为了使其效果更直观的展现出来，本文特地为此进行了相关实验，下文将对实验结果进行全面的分析。

4.1 机械小电波的有效转换

由已知的小电波信号的原理我们可以了解到，在机械信号通过微电子表达的过程当中，要求转换信号有着很强的强度。因此为了使得信号的强度可以达到规定的要求，让后期的机械设备在控制方面能够足够的精准正确，我们发现其与小波原理有着十分紧密的联系。通过研究我们发现了下面的规律，其详情见图1。

图1

图1中将小电波进行了分解，制成了图1这样一个示意图。在这个示意图当中我们可以将信号看做是逐层向下分解的信号。通过这样的分解，我们可以把这些机械信号分为高频与低频两种。当微电子信号经过分解之后能有效的达到去除噪声的目的。和过去传统的信号不同的地方在于，小电波信号分解的过程当中其函数不是唯一的存在，通过对其中有效的小波信号进行筛选，能够选出真正有研究价值的小电波信号，来达到加强机械信号的目的。在选择相关小电波信号的过程当中有以下三个原则，首先是选用的小电波信号要遵循自相似原则，第二要符合判别函数，最后要有支集长度。

4.2 实验结果的分析

为了使得本文论述更加具有实际意义，使得论述更加具有说服力，特地进行了相关实验来保证研究的准确性。通过在有效的机械信号当中加入正确的参数，再由计算机来进行全仿真实验，选取正确的参数。其具体实验结果见表1。

表1

表1是本文进行实验的实验结果，进行这个实验的目的是为了找出最强的电子机械信号，在实验的过程当中保证了对杂质信号的屏蔽，而且使用了不同数值进行了反复测试，因此可以保证实验结果的准确性。由实验的结果我们可以知道，机械小电波的微电子信号是最好的。

5 结语

在机械设备自动化控制当中，微电子技术的应用在当下仍然是一种新兴技术。但是无论是工厂当中的生产，还是科学高精尖领域当中，无论是国防、医疗当中，微电子技术的应用都有所覆盖。因此，其可以说是一种涵盖范围很广，设计领域众多的技术，在未来的发展前景当中，无论是学术性，还是实用性上都有着很大的研究空间。本文只是对其进行了简单的介绍并通过实验的形式展示出微电子技术的优势，主要介绍的方面包含其自身优势和工作当中的原理，阐述了传感器是如何工作，如何对各种外界信号进行识别，并将其转换为可识别信号的。微电子技术应用在机械设备自动化当中，使得未来机械设备自动化操作更加稳定，目前我国对该方面的研究越来越重视，相信在未来，微电子技术方面一定会有着很大的提升空间，为人们的生产生活带来更多便利。