浅析机电一体化传感器技术

摘要：随着科技的发展和进步，机电一体化逐渐成为了发展的趋势，并被广泛地应用在了不同的行业当中。与此同时，传感技术作为机电一体化系统的主要支撑技术也受到了人们的重视和关注。本文详细介绍了机电一体化的相关定义，并阐述了机电一体化系统当中传感技术的实际应用情况，展望了未来机电一体化系统的发展趋势。

关键词：机电一体化；传感技术；电子化时代

随着科技的发展，人类逐渐进入了电子信息化时代，研究数据显示截止到目前，全球的传感器市场营业额已经超过了200亿美元，并且还在持续增长。现在已经出现的传感器种类已经超过了2万种，涉及能源、钢铁、交通等不同的行业。我国作为传感器生产和使用的大国，未来也是促进传感器技术发展的重要组成，所以分析机电一体系统具有重要的现实意义。

1传感器、机电一体化定义

1）传感器。传感器指的是能够直接对工程进行测量、转换输出量的一种器件，需要按照规律完成相关的工作，转换量值既可以是同种类型也可以是不同类型，通俗地来说就好比是人体的感知器官和对应的延伸。2）机电一体化。机电一体化即在机械当中引入微观电子技术，从而更新系统的主功能、信息功能、动力功能以及控制功能，因此，机电一体化属于机械装置和电子装置之间实现融合的中间介质。机电一体化包含微电子、机械制造、自动控制以及人工智能等技术，其中传感技术属于机电一体化的基本技术。传感技术在机电一体化当中的应用主要是用来检测系统、工作环境和操作对象等的状态，并对系统的运行起到重要的辅助作用，帮助系统在相对恶劣的条件下能够快速、高效地得到信息工作，因此，我们可以认为机电一体化会对自动化技术的形成情况产生影响，而传感技术会对系统的自动化程度产生影响。随着社会的快速发展，人们对信息的需求逐渐增大，对此需要不断提升信息处理能力，所以传感技术在未来具有很好的发展前景。

2机电一体化系统中的传感器技术

正如前文所述，传感器对于机电一体化系统而言，就好像器官对于人体一样，能够获得待测对象的实际情况和特征。对于典型机电一体化系统而言，重点内容就是测量模块，其主要包含传感器和测量电路等部分，主要负责收集系统的行为和运行状态的信息，能够输入相关的参数，分别代表着系统的机械结构模块性能的物理参数，即力矩、强度等等。系统的输出参数指的是待测量的特征参数，即电压、频率、电流等，测量模块要将参数与时间之间的变化曲线展示出来，即分辨率和线性范围等技术指标。实际上，大部分机电一体化系统难以满足设计要求，这主要是因为实际当中检测传感技术会起到一定的限制作用，难以在高效获取信息的同时对经济成本进行有效地控制，因此，需要人们进一步进行改进和提升。

3机电一体化系统中传感器技术的应用

3．1传感技术在机械加工中的应用。在开展机械加工时，需要借助检测工作确保机械加工的产品满足要求。在开始加工产品之前，需要对坯件以及设备进行自动检查，从而确保后续工作的正常开展。传感技术在机械加工过程中的应用主要体现在以下几个方面：①通过检测能够对坯件的夹持方位进行自动的判断和调整，并预估上床之后产品装夹的形变情况和夹力大小；②完成加工之后，对产品的合格情况进行评估，在测量评估过程中需要掌握产品的形状、尺寸和平面度等参数，部分特殊工件除了上述检测内容之外，还需要对导程、齿距等进行测量，机电一体化系统的实施，能够使上述的工序都能够自动完成；③加工产品时，要借助传感检测技术对加工条件进行把控，即控制振动、切削速度等，系统能够自行监测从而使系统达到最佳的加工状态，从而提高产品的合格率。以切削过程为例进行详细说明，利用传感检测优化系统的生产率，使得切除率实现最佳，准确掌控机床的动态特征。同时还需要找到影响精度的因素，并对其进行优化处理，不但能够辅助加工，还可以对刀架结构和材料进行评估。3．2传感技术在汽车行业的应用。随着科技的发展，汽车逐渐成为了人们出行的重要工具，因此，更多的技术被广泛地应用在了汽车制造当中。近年来，汽车行业逐渐向着轻型化和智能化发展，汽车行业使用的电子控制系统需要传感技术的支撑，该技术的使用不但能够提升汽车的使用舒适度，还能够方便人们的出行。机电一体化系统中机械式控制部件被自动控制系统取代，逐渐把控制和检测技术应用在汽车生产当中，想要完全实现，需要引入可靠度和性能高的传感器类型，具体要求包含以下几点：①适应性强：汽车需要在恶劣环境下行驶，因此，传感器需要具备密封性，能够抵抗潮湿、易腐蚀的环境，保证汽车能够正产运行；②抗干扰性能好：传感器一般应用在汽车发动机舱当中，运行过程中需要抵抗强震、高温、高压和电磁波等的影响；③稳定、可靠性高：汽车一般具备较长的使用年限，因此，汽车零部件需要耐用，各项指标需要满足高频率运行需求；④经济成本要合适：在生产汽车的过程中，不但需要满足上述的要求，还需要对经济成本进行控制。在开始实现大批量生产之前，需要保持产品的一致性，这和自动化生产要求是一致的。3．3传感技术在数控机床上的应用。将传感技术应用在机床当中，即采用数字信号对机床运动加工进行控制，实际上就是借助数字代码的形式把加工信息记录在程序介质当中，其中包含移动轨迹，然后系统需要经运算、译码等环节发出相应的指令信息，使机床工作，从而生产出满足要求的产品。在数控机床当中使用的传感器主要有电压传感器、光电编码器等，主要用于位置检测，掌握机床的运行状态。传统机床在使用过程中会受到技术的影响，从而出现轴转动过位问题，这样一来就很容易出现机床使用故障。若把红外、超声波等传感器运用在机床当中，不但能够有效地检测机床是否存在轴转动过位问题，还能够及时处理出现的问题，这就有效地解决了常规机床生产过程中存在的人工检测盲点，能够有效地控制数控工作，提高产品的质量和精度，还能够有效地降低各项成本，这对于企业的长远发展而言是非常有利的。

4发展趋势

随着传感技术的发展，其被广泛地应用在了不同的行业和领域，并受到了广泛的关注。传感技术能够把非电量变成电量，整个过程都满足物力定律以及相关物质的物理性质。近年来，科技进步很快，人们研究出了越来越多的新材料和技术，将这些新的研究成果和传感技术进行有机的结合，能够促进传感技术的更新和完善。针对传感技术的发展现状，未来传感技术可以朝着以下各个方面发展：①研发新型材料，并将光电子和微电子等技术逐渐应用在传感技术上，从而提高传感器的整体性能，增加传感器的工作时间，降低检测所需的时间；②引入新技术、新物理效应，研发新型的传感器，将传感器的应用领域拓展到更大的范围，新技术和新材料的使用不但有助于新型传感器的研究，还能够对现有的传感器进行优化，提高传感器的应用范围，完善各项功能，降低施工过程中的消耗；③提高传感器的精度，随着社会的发展，人们对传感器的精度、灵敏度和反应速度等的要求都在提高，部分要求超精度检测，因此，可以把数学计算方法和数学模型引入其中

，从而降低传感器出现故障的几率；④向着智能化和数字化的方向发展，现在使用的传感器输出的信号为微电脑处理之后的数字信号，未来会朝着在线监测控制的方向发展。5结束语

随着科技的发展，机电一体化系统逐渐进入了人们的生产和生活。传感器技术作为机电一体化系统的重要技术，被广泛地应用在了各行各业当中，并且取得了广泛的关注和重视，相信未来传感器技术会向着更好的方向发展，从而为人们的工作和生活带来更多的帮助。

参考文献：

［1］吴凯．机电一体化系统中传感器和检测技术的应用［J］．中国高新区，2017，22（9）：103．

［2］起红忠．机电一体化系统中传感器与检测技术的应用［J］．现代经济信息，2016，4（8）：353．

［3］王晓鹏．试析传感器技术在机电一体化中的应用［J］．数字技术与应用，2016，34（8）：226．

作者:潘聪明 单位:九寨沟水电开发有限责任公司