车传感器在机电一体化系统中的应用

郑伯韬 张佳奇

【摘  要】随着科技的发展以及施工工艺的不断完善，机电一体化在我国的发展已经摆脱了初级发展阶段水平，在机电一体化当中，传感器可谓是占了重要地位，相当于是整个系统的感觉器官，为系统的运行提供信息的获取与交流。

【关键词】传感器;机电一体化;应用方向

传感器一般指的是将机电设备运行过程中将规律转换成各种测量的设施器件。传感器在机电设施中的应用就相当于人体的感官系统，可以看作是感官上的延伸。传感器在机电一体化中的应用主要是用于操作对象以及系统本身方面，对机电设备的操作环境进行信息的传感。随着现代化技术以及网络化、信息化的不断发展，传感器已经处于信息采集最前端的位置。作为机电一体化系统中的重要环节，传感器必须改进工作中的一些弊端，完善应用情况。

1传感器的现状分析

传感器，就是能够在任何恶劣环境下都能感受到规定的信息测量数据，并且以特定形式传输出去的机器或设备。在检测机电一体化与实现机电系统一体化方面发挥着重要的作用。传感器是机电一体化中最核心与关键的部位。随着人类对未知领域探索的深入，电子信息的种类也不段更新演变，传感技术也逐渐走向成熟。

上世纪八十年代，是传感器最兴盛的时期，全国掀起了一股“传感器热”的浪潮，国家十分重视传感器的研发与应用，传感器的升级换代日新月异，性能得到了前所未有的改善与提高。在传感器不断发展的过程中，传感器制造业也作为一种新兴的行业应运而生。

2传感器在各类机电一体化中的应用

2.1在汽车行业的机电一体化

近年来，小型汽车已经越来越多的走入了人们的生活中，汽车本身也向着轻型化、电子化与智能化方向发展。传感器在汽车领域的发展最为普遍，汽车在使用过程中需要用到的传感技术有很多，像是防滑驱动系统、防抱死系统、自动变速器系统等。

汽车设备的机电一体化需要用到传感器来实现许多功能的应用，像是娱乐装置、安全报警装置、通信装置以及驾驶装置。汽车部件的机电一体化主要是希望能够提高使用的可靠程度，这就要求传感器的高性能应用。在汽车行业中，主要有以下几种特点：

2.1.1高可靠性与高稳定性

对于小型汽车而言，各类零部件的工作时长需要达到10*104千米以上，对于没有必要更换的零部件就不需要进行更换，因此传感器也应该具有相应的使用寿命，在稳定性方面加强研究。

2.1.2提高抗干扰能力

汽车在运行过程中，传感器是长期处于震动状态的。传感器通常是安装在汽车的发动机的机舱里面的，需要承受住汽车在运行过程中的高温以及高压状态。汽车在运行过程中会产生较为强烈的震动，传感器的工作要求能够抵抗住发动机产生的震动，保证其内部设施能够有效作用。另外，由于汽车发电机在运作过程中会产生较强的电磁波，因此传感器还需要进行抗干扰的能力。

2.1.3提高适应性

传感器在汽车内部安装之后，会遇到灰尘以及雨水的入侵，因此传感器应该具有很强的密封能力。并且传感器在汽车一体化设备的安装方面要独立进行安装，以此来保障其抗腐蚀能力以及耐潮湿的能力。

2.1.4降低造价

由于汽车的普及程度已经比较高，因此传感器要想大量应用与汽车的机电一体化当中，就必须研究其构造，尽可能的保障造价降低。另外，传感器的制造最好能够进行批量生产，保障其一致性，适合汽车自动化生产的需要。

2.2在数控机床行业的机电一体化

数控机床属于较为典型的机电一体化的产品，是由光、气、液、机、电共同组成的一个综合性较强的学科。数控机床在应用过程中包含了许多范围，例如信息处理、机械制造、伺服驱动以及自动控制等。传感器在数控机床的控制过程中占有重要地位，能够对数控过程进行全程的监控，保障设备运行的有效性。

对于数控机床而言，主要的工作就是要进行定位的误差检测，包括重复定位的误差以及运动位置定位的误差。传感器在数控机床一体化中，主要表现为以下几种形式：电流传感器、液位传感器、红外传感器、温度传感器、速度传感器、有光电编码传感器、感应传感器以及压力传感器等，都是对数控机床的位移（角位移与直线位移）、压力、温度以及速度来进行测量。数控机床在实际操作中常常会产生偏差的情况，传感器的使用就是为了能够尽早的发现这类状况，让机床在故障刚发生的时候就能够被有效发现并维修，保障使用的有效性。传感器能够对机床进行故障的实时监测，运用超声波、红外线等技术来进行感应。另外，传感器还能够运用压力感应技术来进行削切力的检测，若是力度低于设置的固定值，传感器感应到之后，系统会自动进行报警，保障工件不会产生松动现象，让数控操作停止走刀。

2.3在农业机电一体化中的应用

农业是国民经济的基础产业，对国民经济的发展以及人民的生活具有很大影响。像是一些农业产业较为发达的国家，都已经加大了投资的力度，运用传感器来加强农药播种等方面的技术。传感技术在农业中的应用类似于机器人系统，传感器通过视觉上的传感来进行喷药量方面的控制。随着传感技术的不断成熟，这种视觉传感技术已经在喷药方面趋于成熟。

传感技术随着不断地时间已经能够成功应用于各项机电一体化设备当中，研究人员应该加大研究力度，将传感技术朝着智能化、集成化、小型化以及无源化方向发展，让这种技术更好的应用于机电一体化当中。

3我国传感器的发展方向

我国的传感器研究开始与上世纪的八十年代，相较于国外的传感器研究，我国起步算是较晚的，但是在我国科研人员的不懈努力下，我国的传感器研究与发展后来居上，性能越来越好，但是我们应该看到我国的传感器水平与国外还是存在着一定差距，这也为我国今后的传感器发展指明了方向。在今后的传感器设计中我们要更加注重其在机电一体化系统中的应用，积极发展更加先进的温度计算传感器，更新模拟与设计方法，采用微型机械设备等方面，使得传感器功能更加完善。我们在针对传感器的改良升级方面可以在以下几个方面进行有益尝试。

3.1大力开发新型的传感材料。

在传感材料的研发上更加注重耐用性与敏感性，延长寿命的同时提高传感器在机电一体化系统中的敏感性。

3.2向更加精确的方向发展。

随着对误差要求的严格，我们的传感器将向着更加精确测量的发展方向发展，只有那种精确度高而且灵敏性强的传感器才能在机电一体化系统中发挥更加积极的作用。

3.3突出智能化

智能化是现在机器发展的必然趋势，即使是传感器也不例外，智能会水平的提高可以节约人力、物力，信号输出更加清晰，更加快速，机器运作与使用也更加智能化与人性化。

4结束语

机电一体化是未来机电发展的趋势，传感器的智能化与人性化是传感器研究努力的方向，正是因为二者的有机结合才引发了一场前所未有的激烈变革。在设计方式与设计理念上都是突破性的改进，这正是人类智慧与时代更迭的真实体现。在今后的传感器与机电一体化研究分析中，我们依然要推陈出新，大胆变革，争取研究出更加先进的机电一體化产品，在激烈的国际机电产业竞争中占据一席之地。

参考文献：

[1] 林良邓.浅析传感器技术在机电一体化中的应用[J].商业文化（学术版）.2008（08）.

[2] 林云峰.论检测传感技术在机电一体化中现状.应用及其发展[J].制造业自动化.2011（03）.

[3] 张鑫.浅谈机电一体化的发展及趋势[J].黑龙江科技信息.2011（06）.

（作者单位：长城汽车）