传感器技术在机电自动化中的应用研究*

2021-01-06郭泽华

化纤与纺织技术 2021年3期

郭泽华

许昌电气职业学院，河南许昌 461000

1 传感器技术概述

1.1 传感器技术的原理

一般来说，传感器技术可以对被测量数据进行精准的感应，并按照特定的函数和算法，将被测量数据转化为可用信号。通常情况下，传感器设备由敏感元件和转换元件构成，因此在使用的过程中，可以将感应到的测量数据进行储存、传输、管理，并且通过控制操作让测量数据发挥出最大的价值。在不同领域的机电自动化系统中，传感器技术的表现形式也不同。因此，传感器技术具有数字化、网络化、智能化等多样性的特征，不仅可以将测量数据量化，还可以将热、光、湿等感官性条件转化为数据。传感器技术可以与人体感官条件进行深度融合，从而使所测量到的数据更加具有真实性和立体性，因此各个领域的机电自动化系统对于传感器技术的应用变得愈发广泛。

1.2 传感器技术的应用现状

从当前我国工业的发展情况来看，虽然传感器技术在各个领域的应用都较为普遍，但在实际的工作过程中，传感器技术在机电自动化中的应用仍然存在一定的问题。究其原因，是由于传感器技术目前的发展还不够成熟，导致其在机电自动化中的应用水平普遍偏低。一方面，我国工业发展速度较快，对机电自动化的精细程度也变得越来越高。但由于传感器技术发展的不完善，导致传感器技术在机电自动化系统中的实际应用过程中，缺乏较高的精细程度，并且目前微传感器技术应用范围比较小，智能化的程度较低，从而使传感器技术无法满足当前机电自动化的需求。另一方面，由于传感器技术在应用的过程中，会使用大量的切削液，不仅具有很高的成本，还会造成环境污染等问题，导致传感器技术的清洁性非常低，不符合当前环境友好型的发展战略。

1.3 传感器技术在机电自动化技术中的发展前景

首先，传感器技术是我国工业领域智能化发展的重要动力，在各个领域被广泛应用。其次，传感器技术在机电自动化中的应用，可以在一定程度上促进机电一体化系统目标的实现。随着当前传感器技术的不断发展和完善，机电自动化系统中的自动调节技术和自动控制技术，在一定程度上推动了机电一体化、自动化水平的不断进步。最后，随着我国综合国力水平的不断发展，各个领域对于传感器技术的依赖性变得越来越强，从而使微传感器技术、集成化传感器技术等类型的传感器得以快速发展。这类传感器技术普遍具有体积小、质量轻、稳定性强等优势，并且可以满足当前机电自动化系统的精细要求。除此之外，传感器技术在智能设备中的应用较为普遍，因此传感器技术的质量在一定程度上影响了智能设备的运行情况[1]。

2 传感器技术在机电自动化中的具体应用

2.1 在机械生产中的应用

首先，传感器技术可以对电气车床等设备的振动条件进行检测，从而更好地确定机械生产过程中存在的潜在风险，不仅可以提升机械设备的生产质量，还可以提升机械生产线的工作效率。其次，电气自动化设备是制造机械时较为常用的一种设备，经常被用于一些对精密度要求较高的设备加工过程中。由于电气自动化设备具有较大的测量难度，加工方式也较为复杂，在实际生产的过程中，会为机械制造带来很大的挑战。此时，通过应用传感器技术，可以对电气自动化设备的各项数据进行准确测量，从而确保电气自动化设备在加工时具有较强的精密度。最后，在进行机械制造时，还会有一些种类的机械设备需要进行特殊加工，通过应用传感器技术，可以对其进行充分感知，从而对特殊机械设备的制造起到指导性的作用。

2.2 在机器人技术中的应用

随着科学技术的不断进步，机器人技术应用的领域变得越来越广，如煤矿行业、电子行业和制造行业都在一定程度上使用了机器人技术。机器人技术指的是通过传感器技术，来获取机械生产中的有关数据，并将这些测量到的数据转化为生产所需要的格式，从而确保机械生产的规范性和高效性。一旦在机械生产的过程中出现问题，技术人员可及时通过传感器进行查看，并采取有效的补救措施。基于此，机器人技术对于传感器技术有着较高的要求，对于一些智能化水平较高的机器人来说，可以为其安装内部传感器和外部传感器，从而对机器人起到实时监测的作用，确保机器人具有稳定的运行状态。一旦机器人发生故障，传感器就会启动报警系统，通知技术人员及时对机器人进行检查。

2.3 在报警系统中的应用

报警系统是机电自动化系统中的重要组成部分，无论是哪个领域，在开展工作的过程中都离不开报警系统的帮助。例如，对于煤矿行业来说，如果施工人员在井下进行作业时，机电自动化系统产生了故障，此时就需要报警系统及时对地面人员发出警报，使地面人员及时对井下作业人员进行抢救。此外，井下作业人员也可以根据报警系统所发出的信号对机电自动系统进行一定的调整和补救，避免出现更多的故障。基于此，传感器在报警系统中的应用主要是在发生异常情况时，及时将检测到的数据进行转化，并将这些检测数据输送到机电自动化系统的终端，发出警报。报警系统既可以对工作人员发出警示，防止出现安全事故，造成生命危险或是财产损失，又可以让技术人员通过警示信号，对机电自动化系统进行及时的维修，防止出现更加严重的问题[2]。

2.4 在环境检测中的应用

将传感器技术应用于环境检测中，是当前科学技术不断发展的必然要求。这是由于环境检测工作所涉及的数据检测难度较大，须借助传感器技术，才能进一步增加环境检测的准确性。基于此，在环境检测中应用传感器技术，需要技术人员根据检测数据的实际要求，将传感器技术与其他精密仪器进行有效整合，从而使传感器技术发挥出最大的价值。除此之外，机电自动化系统的运行，对于环境检测的要求也变得越来越高，技术人员通过使用传感器技术对环境中的各项数据进行检测，可以更加有效地对设备进行控制，从而使设备中的潜在风险被及时发现。同时，传感器由于具有耗电量低的优势，可以使环境检测的精密度变得更高。

2.5 在温度和湿度测量中的应用

在机电自动化系统运行的过程中，温度和湿度对其运行稳定性也产生着一定的影响。首先，传感器技术在机电自动化系统中进行的温度和湿度的检测，可以体现为接触式检测，是指传感器技术与被检测目标在相互接触的过程中，通过热传递技术，进一步读取被检测目标的数据信息，再通过对机电自动化系统运行中的温度和湿度进行测量和分析，判断机电设备中是否存在故障。这样一来，就可以在一定程度上确保机电自动化系统运行的稳定性。其次，传感器技术在机电自动化系统中进行温度和湿度的检测，还可以体现为非接触式检测，指的是根据被检测物体所具有的辐射性质，来对机电设备进行温度和湿度的测量，再通过电磁波信号对检测数据进行调整，为后续的维护工作奠定基础。

2.6 在农业生产中的应用

传感器技术在农业生产行业中具有较强的应用优势。例如，农业种植者在对农作物进行收割时，可以应用传感器技术对其进行辅助。将传感器设备放置在种植区域内，让传感器对周围的温度、湿度、土壤有机程度进行准确测量，可以让农业种植者能够充分、及时地掌握种植区域中的实际情况，从而提升农业种植者的劳动效率。此外，通过传感器技术对种植区域的准确测量，还可以让农业种植者通过种植区域的实际情况，不断调整种植方式和进度，进一步提升农业生产的效率。

2.7 在汽车自动化控制中的应用

传感器技术在交通行业中的应用，主要体现在汽车制造上。随着我国经济水平的不断提高，人们对于汽车的需求量变得越来越大，在汽车制造中应用传感器技术，可以将各个相关部分进行结合，从而促进汽车制造行业的整体性。除此之外，压力传感器、气敏传感器、吸气传感器等类型的传感器技术，是目前汽车制造行业中应用最为广泛的技术，进一步促进了汽车制造行业的发展。例如，将传感器装置安装在汽车的防滑驱动系统中，可以让汽车对于路面进行更加精准的感应，从而在冰雪路面发挥出有效的防滑作用[3]。