机电一体化中传感器与检测技术的运用探讨

2020-12-07王杏芬

魅力中国 2020年7期

王杏芬

（平禹煤电公司安培中心，河南禹州 461670）

一、传感器是机电一体化系统的关键技术

（一）传感器在测量模块的应用

机电一体化系统的多个模块中测量模块是一个关键的环节。测量模块具有收集相关机电一体化系统的运行状态和动作的信息的能力，这是由传感器和调控电路等实现的。测量模块接收机电一体化系统的信号后输入相关参数（体现机电机械各模块相关功能、性能的物理数据），如：温度、速度、位移、功率、工作效率等。输入参数经过检查模块相关动作后，输出相关的被控检测的特征数据，如：电压、调频、相位等。检测模块能够反映被检测信息的物理参数随着时间变化的动态曲线，这样是机电一体化系统对其的主要要求。检测模块的实现得益于传感器的功能，这也体现了传感器是机电一体化系统的关键技术。传感器类似于人的感觉器官，其是机电一体化系统的感受器官，其能够高效、准确地接收相关数据信息并能够做出相应的动作反应，给机电一体化系统反馈一些动作指令，这也使得机电一体化系统提供其功能的有力保障。

（二）传感器的种类

传感器在机电一体化系统的主要作用是测量机电一体化系统各模块性能和目标对象、工作环境等的状态，为可靠地控制、调控机电一体化系统的整体工作提供有效的物理参数信息。当今，传感器用于检测的方面不同，具有多种种类。具体可以分为测量系统内部模块性能状态的内部数据信息传感器和系统外部状态的外部数据信息传感器。系统内部数据信息传感器的主要工作是检查机电一体化系统内部模块的位矢、加速度、力臂、力、温度等的相关状态变化情况；系统外部数据信息传感器的主要职能是采集、检测机电一体化系统外部环境对机械性能的变化状态情况。传感器能够如人感受器官一样，具有触觉感受和非触觉感受，所以传感器又可以分为接触式传感器和非接触式传感器。随着经济、科学技术等多领域的发展，传感器自然也得到快发展并被利用到多领域中。传感器的发展、利用，也为人们的生活发展带来可观的经济效益。

二、传感器与检测技术在机电一体化中的应用

（一）对系统自身工作稳定的测量

机电一体化系统运行过程中，为了保障其运行的可靠性，需要对其运行状态进行监测，对其运行的稳定性进行评估，从而确保其能够正常运行。因此在机电一体化系统的设计阶段，会根据其运行的特点设置具有相应功能的传感器，用于监测系统的运行状态。

（二）对关键设备预知性保障技术方面的应用

很多机电一体化系统都是非常复杂的，在系统中包含很多重要的装备，这些设备的正常运行关乎到整个系统的运行状态，如果这些关键设备出现了故障，会对整个系统造成非常大的损失。为了避免这种情况，应用机电一体化设备时应充分考虑这一点，设置与执行分析判断检测传感器，使其对设备运行过程中的故障典型特征值进行采集和分析，从而对设备可能出现的故障进行预知并将其消除在萌芽状态，进而保证系统的安全，减少设备损坏给企业造成的损失，降低系统的维修成本。

（三）产品制造质量的在线检测应用

应用机电一体化系统进行自动化生产过程中，为了确保产品的质量，需要对产品进行检测。应用传感器技术能实现产品质量的自动检测，大大提高了产品质量检测工作的效率，而且还能提高检测的准确性，更好地保障产品的质量。当前，通过传感器技术可以对产品生产过程进行在线监测，进行自主的质量分析评价，从而在产品生产过程中实现产品质量的自动化检测，有效确保产品的质量。例如，在用于航天发动机核心部件喷管成型加工工序的防热结构件压装粘接成形机电一体化智能制造单元中，通过应用基于电磁超声波技术的粘接质量在线监测评估系统，实现了产品质量的自动检测，在确保产品质量的同时解决了传统质量检测方法存在的质量成本控制差、损耗大等问题，降低了产品检测的成本。

（四）一些典型管控要素的管控应用

1.数控机床中传感器与检测技术的应用。在机电一体化系统中，数控机床的应用比较广泛，在数控机床上应用传感器技术能够有效提高工作精确度和效率。在数控机床中，对整个机电一体化设备系统进行的自动化控制是通过数字信号的方式来实现的，传感器则能通过捕捉过数字化信号的方式，实现对数控机床的运行情况的判断，然后将数据提供给相关工作人员，相关工作人员在接收到这些信息之后能够更及时、准确地掌握数控机床的具体工作状态，然后就可以基于其对数控机床进行控制，从而提高数控机床工作的精度，进而提高产品的加工质量，同时促进工作效率的提升，提高企业的经济效益。2.传感器在智能机器人中的应用。随着智能技术的发展，智能机器人得到了快速发展，并且在工业生产中得到了广泛应用。当前，机器人的自动处理能力大幅度提升。智能机器人中最为重要的设备就是传感器，根据传感器获取的外部环境信息，机器人才能够准确地掌握外部环境，从而保证其生产过程中的准确性。在运行过程中，机器人中的传感器能有效收集外部环境的各种信息，并且对这些信息进行有效判断和处理，这样机器人就可以准确、敏锐地获取外部信息，为其自动工作提供准确的信息支持，保证其工作的自动化进行。智能机器人要应用到很多种传感器，如多维力传感器、视觉识别传感器、扭矩传感器等。