传感器技术在机电一体化系统中的应用

耿立峰

摘要：传感器是机电一体化系统的核心装置，具有提升系统运行速度、提高系统运行稳定性、获取更加丰富和准确信息的作用。传感器技术属于机电一体化系统基础技术，在机械生产、设备应用等方面发挥着巨大作用。基于此文章将会探究传感器技术在机电一体化当中的应用。

关键词：传感器技术;机电一体化系统;应用

我国传感器技术发展时间较长，已经拥有一个较为成熟的应用体系，尤其在机电一体化系统中，应用了大量传感器，用于感知周围情况，收集环境和设备信息，为系统精准运行提供依据。因此可以得知一旦机电一体化当中缺少传感器技术那么就不能进行信息的准确感知，因此需要不断的提高传感器技术，这样才能切实的提升机电一体化的运行质量。

1传感器技术概述

1980年代左右，传感器在世界各国开始流行，许多先进工业国家开始引进普及传感器技术，并对其进行研发和应用。截至今日，传感器及其系统生产与发展已经成为热门领域。传感器是一种重要的测量装置，能够感知外界变化（物体或周围环境受生物、化学、物理等影响产生的变化）并作出反应，将信息按照一定规律转化为能够远距离传播的电信号，或者其他形式的信号。传感器技术是基于实际需求，对各类传感器，如力学传感器、位移传感器、压力传感器、光电传感器等进行综合配置，以实时测量周圍环境和信息，并将信息传输至系统的技术。技术人员可按照实际工作环境，基于传感器分类，如能量转换原则分类、参量设计分类、工作原理分类等，对传感器型号、配置、种类等进行设计和选择，以满足配置需求。

2机电一体化系统的发展概述

2.1机电一体化系统概述

机电一体化系统是科技不断发展的产物，机电一体化技术融合了机械技术与电子技术，进行创新发展，就机电一体化技术来说，其在生产性能方面要求在质量、动力、经济等方面都能带有良好的产品说服力，并且需要得到重视与优化处理，通过新兴技术完善并升级机电一体化技术。

2.2机电一体化系统创新发展的重要性

我国当下的主要产业支柱是工业产业，伴随科技技术的不断发展，先进的技术逐渐解放人们的生产力量，提高了生产效率，全面实现工业的机械化发展，已经成为新时期的工业创新发展的趋势所在，因此将机电一体化运用在工业发展当中，带动工业技术进行升级，成为当下国家发展的主要目标，更为重要的是，当下机电一体化技术发展并不成熟，其对于社会发展带来的作用还是存在限制的。因此当下最主要的就是进行技术的创新发展，不断实现机电一体化技术的创新研发，提高机电一体化技术的性能以及作用，所以甚至可以理解为机电一体化技术的发展能够提高社会整体生产效率，例如机电一体化技术在机械工程当中进行运用不仅能提高工程项目的整体速率，并且还能减少成本与资源的支出。

3传感器技术与机电自动化控制的关系

机电一体化技术的应用，在促进我国经济发展中发挥了重要的作用。随着机电一体化技术逐渐向智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化和系统化方向发展，其应用领域也不断扩大。在机电一体化技术中，机电自动化控制系统通过指令要求，能够自动化运行。应用机电自动化控制系统，在提升工作效率的同时，还降低了生产成本。机电自动化控制系统的运行，需要多种技术的综合运用，其中传感器技术是重要的组成部分，其为控制系统作出决策提供重要依据。传感器技术水平的高低，直接影响到整个系统的自动化控制程度。随着传感器技术水平的提升，其所能够探测感知的范围不断扩大，信息采集速度更快，精准度更高，种类更加完善，因此为机电自动化控制系统的应用提供了重要的技术支持。机电自动化控制应用的领域也不断扩大，已从工业生产扩大到交通、农业生产、海洋工程、环境检测等领域，为推动我国社会经济的发展做出了巨大的贡献。

4传感器在我国机电一体化中的现状及发展

我国的企业在进一步发展的过程当中，在管理能力、装备能力、施工能力以及设计能力上已经逐步成熟。然而，只有60%的企业采取机械化的方式来进行生产，大多数企业在进行生产的过程当中，采取了手工作业部分机械化和机械化相结合的方式。一般来说，在进行生产的过程当中并不具备较高水平的技术装备，为了加大生产，吸纳了过多的作业人员，但并未明显提高生产效率。在进一步推动企业机械化发展的过程当中，可以在机电一体化技术当中融入传感器技术，这一改革需要相关政府部门技术人员以及企业的高层管理人员共同努力。①企业需要对于传感器的材料和设计进行深入的研究。在对于传感器进行设计的过程当中，应该尽可能的对于传感器的敏感程度和精确程度进行提升，在其材料上进行突破，使得传感器具有更广阔的适应能力以及更强的敏感度，在具体作业的过程当中发挥重要作用。②整合分析传感器数据资料。根据分析可以发现，传感器技术在进行具体工作的过程当中，能够根据信号波长来进行具体的作业，之后可以对于数据资料进行分类整理。③为了进一步推动传感器技术的利用，企业的技术部门和相关的政府管理部门应该加强努力，推动企业的数字化，智能化发展，进一步促进煤炭机电一体化开采技术的广泛利用，促进企业的可持续发展。

5传感器技术在机电一体化系统中的应用

5.1数控机床领域

数控机床是机械生产加工的重要技术设备，在自动化发展过程中，数控机床领域发展受到高度关注，这也是目前机电一体化系统应用的重要发展方向。采用传感器实时监测周围温度，了解温度变化区间，采用相关措施有效把控温度变化，避免出现温度大幅变化情况，以保障整体加工质量。从加工过程看，数控机床在加工过程中需要将零部件夹紧，倘若夹紧力控制不恰当，施加力度过大，将会导致零部件损坏;施加力度不足，会导致零部件位移，最终报废，还会过度磨损数控机床，缩短机床使用寿命。在这一环节使用传感器技术时刻分析零部件受力情况，并结合使用智能系统调控施加力度，充分保障机床加工稳定性，避免出现失误。例如，可以根据零部件受力情况，时刻调整切削扭矩，以获得高的切削效率和质量。

5.2交通领域

传感器技术在交通领域的应用范围较广，无论是在车辆工程中，还是道路交通管理中，都为机电自动化控制系统的运行提供了重要的技术支持。随着我国科学技术的发展，智能驾驶车辆的研发力度不断增强。智能驾驶车辆对环境的感知要求较高，需要运用到多种类型的传感器。在车辆中需要配备侧向激光雷达、角毫米波雷达、前向毫米波雷达、单目前置摄像头等，用于对相邻车道车辆检测，感知交通信号灯，扫描车辆四角盲区，探测车辆前方行人和车辆等。将不同类型的传感器安装在相应的位置，能够将采集到的各类环境信息传递给控制系统，为车辆的路径规划提供决策依据。在道路交通管理中的应用，可有效提升交通管理效率。在城市交通道路中的不同位置安装传感器，可实时掌控道路的车辆及人员状态，通过对数据的分析，能够发现各个时段的车流密度，然后通过优化手段对道路拥堵现象进行疏导。

5.3农业生产

传感器技术在农业生产中的应用，促进了精准农业和智慧农业的发展进程，为提高农业生产效率和农产品质量提供了重要的技术支持。在精準农业和智慧农业生产中，机电自动化控制系统是重要的组成部分，通过各种类型的传感器获取信息，自动化控制系统可发出相应的指令，为农业生产的各个环节提供精准服务。比如在大棚蔬菜种植中，需要根据蔬菜的种类来设置棚内环境，可通过传感器来采集棚内的二氧化碳浓度、空气湿度、空气温度、

光照强度、土壤温度、土壤湿度等信息，这些信息经过相应的转换后会传输到机电自动化控制系统中，系统会将采集到的数据信息与设计值进行对比，对于超出设计值范围的参数，可通过控制系统向机电自动化装置发送执行指令，进而对大棚内的各种参数进行调节，为蔬菜生长创造适宜的环境，进而提升蔬菜的产量和质量。

5.4煤矿开采

在对于煤矿企业的工作性质进行分析的过程当中，可以发现，由于煤矿企业工作性质的特殊性，其实际作业危险性是非常高的。大多数企业在进一步推动煤矿生产的过程当中，为了尽可能保证工作人员的安全性，降低财产损失和人员伤亡。对于一些危险的人工作业，利用机器人来进行代替，这种方式使得企业生产的危险性被进一步降低。在这方面对于传感器技术进行利用，可以让机器人在进行工作的过程当中能够更加精准的对于各个步骤进行掌握，就像是给机器人增加了耳朵和眼睛。促进机器人能够对于恶劣的井下环境进行适应，提高传播信息的速度和搜集信息的能力。在对其优点进行分析的过程当中可以发现，利用这种方式对于信息进行搜集，具有着较高的稳定性，不管井下的环境有多么恶劣，机器人都能够对于各种信息进行精准的搜集整理，向井上的其他设备进行传送。相关技术人员在得到机器人所涉及到的信息之后，可以根据具体的信息进行工作计划的制定。因此，在进一步推动煤矿企业改革发展的过程当中，需要结合使用传感器技术以及机器人。

5.5机械生产

新的时代背景下，机械生产领域主要包含着机械加工、机械制造产业以及工业机器人的制造等多个方面，传感技术在机电一体化技术当中的运用主要表现在以下几个方面：（1）传感技术在机械加工机电一体化技术系统当中的运用。在机械加工机床以及机械加工生产当中，传感技术都发挥着无法替代的主要作用，例如在数控加工机床中导入传感技术，其能够完成整个机床的各个部件的工作状况，例如对于数控机床的振动部件频率的参数进行接收管理，并将数据在数控机床的控制中心进行反馈等，由此开展数控机床的各个部件的监管。同时数控机床的控制中心也能将各个方案传输给传感器设备，有传感器进行数控机床的零部件的操控，实际表现在对于机床的速度以及刀具的位置变化等参数的综合性处理等，进而最大化的保障数控机床的精度问题。（2）传感器技术在制造方面的运用，机械制造主要是指对于各式各样的机械部件机械设备的加工制造，相较于机械加工行业来说，机械制造的需要更加完善，对于机械水平要求更高。传感器技术的运用，能够有效的实现机械制造自动化控制，完成机械制造的反馈监督等。如：传感器技术能够进行机械制造部件的数据的快速准确性采集，并且将采集的数据反馈给控制中心，进而由控制中心进行数据的精确化分析，展开实际操作方式，甚至可以说是传感技术在机械制造当中的运用，切实有效的提高了机械制造生产的效率，降低因为部件不精确问题产生的较高的制造成本。

5.6汽车行业

我国的经济实力的发展促使科技产业也得到一定程度的发展，人们的生活水平以及生活品质随着经济与科技的不断进步也得到了相应的提升，并且人们对于高质量的生活需求更加强大，因此汽车产业得到相应的发展。但是早期的汽车行业的生产技术与现代化机械生产之间存在着一定的生产矛盾性，使得汽车生产受到一定程度的阻碍性，然而传感技术的出现，使得机电一体化技术得到前所未有的广泛应用，同样也是的汽车行业得到发展，汽车逐渐走向智能化、自动化的发展方向，进而现代生产出的汽车更加符合人们对于汽车的需求，继而促使我国汽车产业得到发展。

结束语：传感器技术作为机电一体系统中的重要组成部分，已经在人们的日常学习生活中获得了广泛的运用，但是作为信息时代高新技术的典型之一，机电一体化系统的自动化程度由传感器技术的运用水平直接决定。因此，随着科学技术发展和相关信息技术运用的更新迭代，自动化与智能化是传感器技术不断改进的发展方向，而在这改进的过程中传感器技术也将在机电一体化系统和人们的生产生活中发挥着更大的作用。

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