传感器技术在机电技术中的应用

张佳

【摘 要】机电一体化发展过程中使用最关键技术是传感器，也可以这样讲机电一体化技术发展，主要依赖于传感器技术发展，由此可见传感器技术在机电一体化中的重要性。本文在阐述时主要是对传感器技术分析，介绍传感器技术在机电一体化系统中使用，以此来了解传感器技术在机电一体化中的价值。

【关键词】传感器；机电一体化；机电技术

前言

随着工业自动化生产技术不断使用，传感器技术使用在机电技术中。传感器技术使用，能够有效提高工业生产效率，还能够对生产质量控制，因此在机电一体化的生产技术中传感器技术是一门必不可的技术。而且传感器技术的发展方向，向着网络化和智能化这两个方面发展，这两个方面的优化更能够满足机电一体化生产的要求。

1.传感器技术分析

1.1传感器概念

所谓传感器主要是根据一定的规律将各种被检测量转换为物理量的一种装置[1]。传感器主要功能是能够感受到被测量，并且根据有规律性的相应关系转换成相应输出量的器件。传感器主要功能是把能够探测到的物理信息，这些信息是没有电量信息，经过传感器以后，把其转换成为电信号，因此在传感器中又有着一个专业的名称，被称作是一次仪表。在各个行业使用的传感器好比是人体中的五官，又因为这个因素，传感器被叫做电五官。一般使用的传感器，主要由三个部分组成，一个部分是敏感元件，一个是转换元件，最后一个是基本转换电路。

敏感元件主要功能是将被测量转换成为一种物理量的预变换装置，其输出、输入间具有明确的数学关系。比如在称重传感器中，主要使用的是弹性单元，将受到力转换成为一种弹性变形来输出。转换元件功能主要是把敏感元件中輸出的非电量物理量，并且把这种量转换为电信号。基本转换电路主要功能是把转换器转换输出的电信号量转换成为一种便于测量的电量，比如是电压、电流、电频等。

1.2传感器技术

在信息产业的三大支柱中，一个是通信技术，另一个是计算机技术，最后一个是传感器技术，如果机电一体化没有传感器技术使用，那么一体化也就无法实现系统中的信息和状态进行精确与可靠的自动检测，也更加无法实现对系统信息的控制和处理[2]。工业使用的机电一体化产品，不仅是采用的先进电子产品，还是采用的机电相融合的高级产品，这两中产品使用都是离不开传感器和检测设备这个重要环节，如果在机械一体化中没有传感器对原始数据精确检测，那么在机电一体化中的所谓信号转换，信息处理方面的功能，这些在没有传感器支撑下都是没有办法实现。

比如在机电一体化中，监测技术使用主要的内部元件是传感器，所以在机电一体化中，传感器作用是非常重要。机电一体化采用监测技术是对需要操作的对象监测，而且使用的检测技术，还需要对系统使用环境检测，以及系统本身运动状况监测，为了保证系统能够在正常状态下运行，采用监测技术能够为系统提供一些关键性信息。也可以这样认为，在机电一体化技术发展过程，最关键技术发展是传感器。随着社会不断发展，各种各样电子元件使用，造成后果是电子信息技术呈现出一种爆发式状态，信息技术传输速度也获得不断的提升。采用传统的传输速度已经不能够满足社会发展需要，因此在检测技术和传感器技术方面都需要不断改进，只有这两个方面不断改进才能够满足信息速度提升的要求。

2.传感器技术在机电一体化系统中使用

2.1机器人采用传感器技术

在工业自动化进程中自动化技术使用有非常高的代表性，工业使用机器人技术能够准确操作，主要工作原理是在机器人身体上安装有各种传感器，这些传感器能够能够准确感知作业状态、感知操作对象和感知自身[3]。而且机器人在运行时也是需要获知自身的信息状态，这些信息状态获得也是通过内部传感器来完成获取。对于在操作的外部环境信息获取，主要获取途径是通过外部传感器来获得，而且获取外部信息非常重要，外部信息获取能够对机器人的控制提供反馈信息。

2.2机械加工过程中的传感器检测技术

（1）切削过程中机床运行采用的传感器技术：机械加工使用传感器技术来检测切削对象，起主要目的是上三个方面内容，一个是实现材料的切除率，另一个是制造成本降低，最后一个是生产率的提高[4]。对于在加工机床使用传感器技术来达到检测效果方面，主要包括四个方面的内容，分别是采用传感器技术实现安全生产目标提高、传感器技术还可以对操作温度检测、传感器还可以检测轴承和回转系统、传感器技术还可监测驱动系统。机械加工中传感器使用还可对以下这些方面的监测工作，对机床停机时可以对停机时间监测，加工产品表面粗糙时可以采用传感器监测，对于机床状态、功率和精加工这些方面的也可以采用传感器技术来监测。

（2）工件的过程传感：与刀具和机床过程监视技术相比较，工件过程监视是研究最早，最多的，多数研究中主要是以工件质量控制为目标[5]。工件设识别系统研究开展时间最早，在20世纪80年代就开展这方面研究工作。工件识别系统使用主要是一些在工件加工过程中工序使用是否符合工件工序加工要求；工件设别系统中主要是指进入到机床等待加工的工件，识别系统对其判断这种毛坯元件是否满足工件加工要求。

（3）砂轮的检测传感：材料切除过程主要包括两个方面内容，一个是切削过程，另一个是磨削过程。切削工作中主要采用刀具，磨削工作主要是采用砂轮，刀具和砂轮在出现损坏或者是有破损的情况出现时，这两个工具将失去加工的作用，无法有效保证元件的精加工和保障元件表面光滑完整度，这种情况中被称作是砂轮或者是刀具失效。有工业研究表明，引起机床停机首要原因中就是刀具失效。此外在刀具失效时，还会引起设备的安全使用，严重时会出现操作人员人身安全事故。

2.3汽车自动控制系统中传感器技术

随着传感器技术不断使用，促使汽车进入到一个全新时期。汽车机电一体化要求用自动化控制系统来代替纯机械式的操作部件，这方面内容不仅是体现在发动机上，同样在改善汽车性能，增加人性化服务功能上也在使用。汽车上采用传感器技术能够促使油耗减低，能够实现对环境保护，而且在驾驶的可靠性和安全性方面也能够提高，采用传感器技术已经在汽车的整个身体中使用。汽车所有重点控制系统，必不可少使用以下这些传感器，分别是气敏传感器、压力传感器、曲轴位置传感器等。

3.传感器的智能化和网络化

（1）传感器的智能化：电五官传感器和计算机相集合，这种相结合技术是智能化的表现。智能化传感器不仅是有着转换功能和信号检测功能，同时在智能传感器中还有着自适应功能、统计处理以及自诊断功能、储存功能、自校准功能、解析功能和记忆功能。如果进一步把这些功能集中在同一个芯片，这样就可以形成智能传感器。

（2）传感器网络化：在这个方面的内容，主要有着两方面：一是为了解决现场总线的多样性问题，IEEE1451.2工作组建立了智能传感器接口模块标准。二是以IEEE802.15.4为基础的无线传感器网络技术得以迅速发展。

结束语

综上所述，在机电一化中使用传感器技术，主要是用在机器人领域，提高机器人操作效率，同时在机械加工中使用传感器技术，能够帮助加工元件更加精确控制，提高加工产品的质量。同时使用在汽车领域，能够提高汽车控制效果，保证行驶安全性。同样在传感器使用过程中还不够完善，需要对其性能不断研究，以此来满足人们使用需要。

参考文献：

[1]师辉.传感器技术在机电技术中的应用及发展趋势[J].现代工业经济和信息化，2018，8（18）：80-81.

[2]王飞飞.机电技术中传感器技术的应用分析[J].河南科技，2018（28）：67-68.

[3]陈卓.传感器技术在机电技术中的应用探究[J].时代农机，2018，45（06）：81.

（作者单位：江苏省徐州技师学院）