浅析电子传感器在机械制造中的集成问题

张景彦

摘 要：科学技术在近年来的快速发展和改革开放对国内加工制造业的刺激，都使得国内企业对机械制造领域的投入持续增加，现阶段的机械制造方式及使用的设备已具备高度智能化的优势。各种跨领域、跨专业的技术融合与创新也为新型机械制造的效率提升提供了技术支持。微电子技术作为应用范围较广的高新技术之一，能够与各类电子传感器配合使用，并在机械制造、生物化工等多个领域和行业内充分发挥其优势。本文结合电子传感器技术的应用原理及其特点和优势，重点关注其在机械制造领域中的应用现状，并在此基础上提出加强电子传感器和机械制造融合与集成效果的对策。

关键词：电子传感器;机械制造;集成问题

一、电子传感器技术概述

我国在20世纪80年代末就将传感器列入国家高新技术发展的重点，经过“八五”、“九五”和“十五”的攻关和产业化建设，目前全国已有2000多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用。由于经济发展水平和生产研发资金的限制，我国传感器行业总体技术水平还是相对比较落后的，规模和应用领域都较小。今天活跃在国际市场上的仍然是德国、日本、美国、俄国等老牌工业国家的企业。在这些国家里，传感器的应用范围很广，许多厂家的生产都实现了规模化，有些企业的年生产能力达到几千万只甚至几亿只。相比之下，中国传感器的应用范围较窄，更多的应用仍然停留在工业测量与控制等基础应用领域。

现阶段，电子传感器技术凭借其广泛的适应性与广泛的应用度，在材料、化学、物理以及微电子电路等各领域和学科内都有着丰富的应用。电子传感器技术的理论融合了各学科的知识和技术成果，能够充分体现现代科技所达到的水平和高度。作为现代科技的杰出代表，电子传感器技术及其相关联的各类高科技产业范围内获得了广泛的认可，被认为是 21 世纪最具发展前途、拥有最广阔市场前景和发展空间的产业技术。电子传感器技术从其种类上进行划分，已经多达3万种以上，并且还在以极快的速度增加著。其在各行业和领域中的应用现状也远超人们想象的广度和深度。特别是在对电子信息处理及信号采集的过程中，凭借电子传感器所具备的高效信号处理能力和运算速度，已经在当今的信息化时代当中充分发挥出了其实际应用的价值。电子传感器技术是世界各国在未来很长一段时间内进行竞争、博弈与对抗的重要领域。特别是西方发达国家早在上个世纪 80 年代初期就已经将电子传感器及相关技术的研发列入了国家重点研发计划。经过几十年的开发与演变，如今已经取得了十分可观的应用效果与宏大的应用规模。

二、电子传感器技术的发展现状分析

电子传感器技术的应用不能脱离实际而进行，必须依赖于其他领域和学科的理论知识和技术，才能在实际应用中充分发挥电子传感器技术的优势。为了能够保证电子传感器在信息获取速度和处理能力等方面的优势得到充分展现，就需要逐步顺应时代的发展需求，将电子传感器的应用方式和领域向着微型化与智能化的方向转变和发展。现阶段，人们对于电子传感器的认知还存在一定的局限性。对其能够实现的处理速度、精确度以及运算可靠性等了解得不够深入。其实，电子传感器所具备的运算速度和效率已能够满足大多数实际应用场景的需求。各类传统的大体积、功能单一的传感器也已经在时代的发展中逐步被各类高性能的微型传感器所取代。目前，获得主要应用的电子传感器主要由含硅材质组成，并且具有重量轻、体积小、制作成本低、灵敏度高等特点。凭借这些优势，电子传感器在航空、工业自动化以及医疗等行业和领域内获得了广泛的应用。智能化的科技发展思路为电子传感器的应用创造了更多可能。理想状态下的电子传感器不仅能够存储和处理大量的信息，还能够根据人们的实际需要进行智能化的判断。与各类智能化的操作系统完美匹配融合，联合各类辅助的环境传感器，和微型计算机共同组成传感网络，使其能够在实际的应用过程中，精确感知环境变化等外界因素。

三、电子传感器的应用特点

（一）数字化

以电子信息处理和数据化信号运算为根本运行方式的电子传感器具有典型的数字化特点。通过对大量信息的传送、存储、处理、记录以及分别控制，满足实际应用的各类需求，并以较高的速度完成各类监测和控制任务。

（二）安全性

电子传感器应用于机械制造的过程中，能够有效解决流水线生产作业安全性低的问题。由于传统的生产流水线没有配备专业的监控调度系统，大量机械设备在运行过程中一旦发生微小故障，不能立即引起相关技术人员的注意并及时排除故障，往往会引起较大的生产安全事故。将电子传感器应用于其中，就能时刻密切监测机械设备的运转情况，一旦发现故障问题立即发出警报，全面提升机械生产过程的安全性。

四、电子传感器在机械制造中的集成应用情况

（一）电子传感技术在切削及机床操作中的应用

在机械加工切削等过程中应用电子传感技术，能够充分优化传统切削过程的操作精确度，并极大程度地缩减制造成本，提高生产效率。利用电子传感技术，配合先进的环境监测传感器，还能够时刻感知切削力度的变化，并通过收集切削加工过程中的机械装置振动情况，对切削刀具和被切工件的接触情况做出合理的判断。切削过程中需要重点关注的传感参数包括切削力度的变化，过程中的振动及切削操作的功率变化等。涉及到的需要检测的环境指标包括轴承与回转系统、驱动装置安全性和环境温度的监控。

（二）电子传感技术在工件加工过程中的应用

工件的机械加工过程需要利用电子传感器来对其质量进行智能化的监控。通过识别工件的状态和安装位置来判断送入机床待加工的工件种类、型号及其规格是否符合规定要求。利用电子传感技术实现的工序识别需要明确工件要经过的加工工序是否与预期的加工方案一致。

五、结束语：

综上所述，电子传感器及相关技术在机械制造领域中的应用状况较为理想。未来的电子传感器必将向着更加智能化、集成化的方向发展。其在实际的机械设备生产加工制造的过程中发挥的作用也会越来越大。因此，全行业必须树立创新意识，大力加强新型传感器的开发，提高产品的性价比，加快科研成果的转化，加快新型传感器的产业化，迅速提高国产传感器的市场占有率，缩小与发达国家的差距。

参考文献：

[1]崖海娇.电子传感器在机械制造中的集成问题略论[J].农机推广.2015，12.

[2]李翠.电子传感器在机械制造中的集成问题略论[J].科教导刊-电子版（上旬），2019，（5）：277.