傳感器技術在機電自動化控制中的應用

李衛軍

【摘 要】隨著社會經濟的快速發展，科學技術的不斷進步，傳感器技術作為一種現代信息科技產品，在社會各個領域中均得到了廣泛的應用，并且為行業創新發展做出了一定的貢獻。傳感器是確保信息采集有效的基礎與前提，可以將要求測量的非電量轉變成能夠被測量的電信號。在機電自動化控制中，傳感器技術的應用提高了人們生活、生產的效率，成為了我國信息化建設的重要組成部分。本文在介紹傳感器技術現狀的基礎上，闡述傳感器技術在機電自動化控制中的應用。

【關鍵詞】傳感器技術；機電自動化控制；應用

傳感器技術是一項綜合性較強、技術含量較高的技術，對機電自動化控制技術的發展有著非常重要的意義。假如將機電自動化控制技術比作是一個人，那么傳感器技術就是人的感覺器官，可以快速、準確獲取有用信息，是確保機電自動化控制技術有效運行與發展的基礎與前提[1]。在機電自動化控制技術中，如果傳感器技術發生問題，就會對控制系統的信息采集、傳遞、管理等產生影響。所以，強化對傳感器技術在機電自動化控制中的應用進行研究是非常必要的。

1.傳感器技術現狀

傳感器指的就是工程上能夠被直接測量，按照一定規律轉換為同種或者別種量值輸出的器件[2]。傳感器功能相當人的感覺器官，在某種程度上而言，傳感器就是人類感覺器官的延伸。傳感器主要可以對自動化系統運行、操作對象、作業環境狀態等進行檢測，為有效控制機電一體化系統提供了可靠依據。

隨著科學技術的不斷進步，信息化技術、自動化技術的廣泛應用，以傳感器—計算機為核心的現代測試控制系統在現實生產與管理中得到了廣泛應用。傳感器技術作為機電自動化控制技術的核心與關鍵，具有十分廣闊的發展平臺。在機電自動化控制系統中，應用傳感器技術可以實現系統的自動調節控制，并且直接影響系統的自動化水平，如果傳感器技術水平比較高，那么就會提高系統的自動化水平，相反，就會降低系統的自動化水平。現階段，傳感器技術在社會各個領域中均得到了廣泛應用，并且越來越集成化。集成化傳感器具有更強的技術穩定性，減小了以往傳感器的重量與體積，為自動化控制系統的運用提供了可靠的技術支持。除此之外，傳感器生產成本較低，可以進行批量生產，在未來發展中具有十分廣闊的應用前景。

2.傳感器技術在機電自動化控制中的應用

2.1機器人技術中的應用

目前，機器人是人類科學研究史上非常典型的仿生機電裝置，其中傳感器技術得到了非常廣泛的應用。機器人信息獲取與信息輸出均是依靠傳感器技術完成的，傳感器將感知到的物理信息轉變成電量，這樣機器人就可以進行信息獲取與輸出。在此過程中，傳感器技術的應用主要包括兩個方面：外部傳感器技術與內部傳感器技術[3]。首先，利用外部傳感器技術，對外部信息予以檢測和收集，同時識別機器人的工作環境，為機器人工作提供必要的信息，保證機器人可以對工作對象做出及時、準確的反應，達到預期的工作效果。其次，利用內部傳感器技術，實現機器人對系統的控制，并且對機器人運行狀態予以檢測，向外部傳感器傳遞有用信息，保證機器人可以有效感知外部環境，同時按照有關指令與要求開展活動。除此之外，隨著傳感器技術的不斷發展，其還可以在機器人運行中收集有關反饋建議，為以后技術創新提供參考依據。

2.2機械加工中的應用

在機械加工中應用傳感器技術主要包括三個方面：其一，生產現場中的應用。在機械加工生產現場，傳感器技術作為一種不可或缺的重要技術，發揮著不可替代的作用。為了可以完全按照切削加工指令控制機床，需要借助傳感器技術對機床位置、速度予以探測，并且了解振動、變形等因素對工件、刀具相對位移的影響，同時還要密切監測加工過程，根據檢測結果調整刀具等加工條件，確保加工精度滿足設計要求，實現切削加工的高精度化。除此之外，為了實現省力化、無人化加工，需要借助傳感器技術對加工結果予以反饋輸出，確保現場加工的順利進行。其二，最終加工精度中的應用。在機械加工中，最終加工精度控制是非常重要的環節。工件尺寸是連接兩點間的直線距離，基點就是一個點。檢測工件上一個點的位置，一般使用微小光點非接觸光學式位移傳感器與接觸式傳感器。近些年來，掃描式測頭傳感器的應用也在不斷增多。此種測頭是沿著工件輪廓進行連續的仿形測量，可以在短時間內收集大量信息，更加接近真實情況，測量結果非常可靠。除此之外，在刀具管理過程中，可以運用電磁結合式識別系統，對刀具進行識別，并且明確刀具使用年限。其三，汽車自動化控制系統中的應用。隨著汽車生產電子化水平的不斷提升，普通的機械系統已經無法解決一些和汽車功能要求相關的問題，逐漸被電子控制系統所取代。在汽車電子控制系統中，傳感器作為非常重要的組成部分，對汽車技術性能的發揮有著直接的影響。現階段，普通汽車一般安裝了10-20個傳感器，高級豪車轎車安裝數量更多，這些傳感器主要分布于車身控制系統、底盤控制系統、發動機控制系統中[4]。

在機械加工中應用傳感器技術，可以對機械阻抗與振動等部件參數予以精細化測量，并且能夠檢測部件的動態特性；同時，傳感器技術還可以對機械設備進行精細的在線監控，比如，在檢測車床車刀安裝位置的時候，因為車刀刀尖形狀會影響工件尺寸與表面精度，所以，可以通過在刀尖上安裝振動傳感器的方式，檢測刀尖鋒利程度，為零部件生產提供有用的參考依據。

3.結束語

總而言之，傳感器技術在機電子自動化控制中的應用，可以有效將外部物理信息轉變成電量信息，向信息系統中傳輸，具有傳輸速度快、精度高的特點。在機電自動化控制系統中，傳感器技術作為一種有效、協調、統一的技術支持，促進了機電一體化的進一步發展，值得相關人士進行深入研究探討。 [科]

【參考文獻】

[1]徐文強.機電一體化技術的現狀及其發展趨勢[J].硅谷，2010（21）.

[2]莊重.我國機械自動化控制技術探析[J].中國信息化，2013（04）.

[3]張磊，劉闖，管旻珺等.基于特征位置磁鏈開關磁阻電機無位置傳感器技術[J].南京航空航天大學學報，2013（05）.

[4]陳新，丁求啟，陶敏等.基于無傳感器技術伺服進給系統精度檢測方法研究[J].制造技術與機床，2013（12）.