機電一體化系統中傳感器與檢測技術的應用

摘要：隨著科學技術發展，機電一體化生產技術，得到了廣泛的應用。但是，對于很多未接觸該技術系統的人，或會認為機電一體化，僅是一種技術模式。因此，本文從理論層面出發，深刻剖析機電一體化構成中，傳感器和檢測技術的應用。希望能夠幫助相關工作者，更加客觀的認識機電一體化，同時也對傳感器和檢測技術的發展趨勢有所掌握。進而在生產領域獲得更多發展機遇。

關鍵詞：機電一體化；傳感器；檢測技術

中圖分類號：TH-39 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）012-000-01

機電一體化是一種整合型技術，需要很多環節組成。意味著在微電子、傳感器等技術發展同時，機電一體化也能夠獲得長足進步。而在具體分析機電一體化關鍵技術前，應首先明確其組成結構，以消除一些人的誤區。機電一體化是指將不同重要機電工作環節整合，以微型處理器和主機為操控中心，有序協調各環節工作。因此，其很多情況下會被稱為機電一體化系統，由此完善的覆蓋相關理念。但是，并不能由此忽視其他環節重要性。如開發者創造出完美控制中樞，在傳感器無法傳輸情況下，仍舊無法幫助生產者提升效率。

一、傳感器是機電一體化系統的關鍵技術

1.傳感器在測量模塊的應用

傳感器是一種檢測裝置名稱，也是當前數字化管理中，最常使用的傳輸、存儲、處理、記錄設備。在機電一體化系統，傳感器便是控制中樞與各環節橋梁，主要實現兩方面工作：第一，執行控制中樞請求指令。傳感器在接收指令后，將其轉化為非傳輸數據語言，進行分析和內容調配，再將結果轉變為數據傳輸模式，傳輸到所要支配的環節；第二，負責將環節動態傳遞給控制中樞，以保證各環節有序進行。而在傳輸前傳感器需要接受信息，并根據SNMP協議進行處理、轉化。由此可以發現，傳感器本身便是由復雜結構所構成的電子器械。其中主要包括檢測、傳輸和處理三個大層面，每個層面還會根據工作需求，配置不同元件。也可以從另一個方面來理解，將傳感器比喻為人的頭部，“大腦”負責處理數據，“眼睛”、“鼻子”、“耳朵”負責收集數據，“嘴”負責將數據傳輸出去，進而由人的“大腦”實現對其他人的支配或匯報。

2.傳感器的種類

傳感器種類的劃分，主要根據功能差異性實現。機電一體化應用環境不同，需求操作的環節不同，均會對傳感器的功能造成影響。不過，在管理需求下，必須對傳感器分類，以避免一些問題的發生。根據其工作環境，可大體分為兩個寬泛層面：第一，基于內部管理的傳感器。傳感器的工作內容中，部分包括對內部管理，例如檢測、收集信息等。同時，雖然任何類型傳感器都會有數據處理能力。但是，針對內部數據處理和轉化的算法，較比于接收轉化有這一定差異。因此，內部數據處理傳感器，也應列入到此類中；第二，基于外部環境的傳感器。顧名思義，主要工作是針對接收數據信息。可以將此類傳感器理解為控制中樞的“執行者”，用于獲取控制中樞指令，并轉化為工作環節可控指令。而除了從工作環境上進行分類，也可通過接觸形式分類，例如觸碰式、壓覺、溫覺、聲覺等。

二、機電一體化中傳感器與檢測技術的運用

從上文敘述可以得知，機電一體化系統主要工作內容，在于設置指令、傳輸指令和完成指令三個方面。其中，傳感器便是負責傳輸指令的唯一環節。不過，機電一體化仍舊存在局限性，會因為特殊形式或環境出現，導致數據傳輸的問題。因此，筆者選擇幾點較具代表意義領域，試談傳感器與檢測技術的運用。

1.有“感覺”的機器人

機電一體化發展過程中，出現了不同傾向。一些工業領域逐漸采取標準化作業，對于可控管理系統需求開始降低，轉而將投入更多放在智能化、自動化生產領域上。例如工業機械人生產技術，便是在機電一體化基礎上，所創造的新型生產技術。其主要特性在于規律性、高精度工作方式，可以更有效提升工業生產效率。不過，該工作方式無疑對傳感器提出更高要求。適合的傳感器，必須準確的控制機器人各個部位，其中包括關節移動，力量控制等方面，只有傳感器傳達數據保證準確性、高效性，才能夠讓機器人實現理想工作狀態。對此，必須采用接觸式傳感器，以確保不會出現數據丟失狀況，例如壓覺傳感器等。

2.傳感器在自動化機床的應用

自動化機床也是機電一體化的衍生領域。其特性在于完全自動化的操作所有生產內容。然而，自動化控制則需要傳感器，將準確工作指令，按照規范邏輯和實效，傳達各個生產環節。若出現問題，便需要人工調節，才能夠持續生產。舉例來看，較為著名的CNC機床，便是借助傳感器檢測控制，減少人工生產控制需求，極大節約人力成本，同時也使生產效率有了顯著提升；再如，切割工業領域，特別是采用金剛石切割機床，必須要借助傳感器準確傳達切割角度、壓力等數值，進而確保切割成果達成預期。

3.傳感器的擴大滲透

隨著傳感器的發展，其檢測技術將不僅應用在機電一體化生產領域。從現狀來看，很多工業產品已然達到了“對傳感器產生需求”的水準，例如近年來Apple、Google等企業研發的無人駕駛汽車，必須依靠精準傳感器才能夠實現。而在傳統汽車領域，傳感器對于駕駛便捷性以及安全性，也會產生較大促進作用。

三、總結

本文主要為透過機電一體化系統，對傳感器功能、變化、發展及未來需求，進行一定程度的闡述。進而有效的幫助讀者，客觀認識機電一體化組成，以及傳感器在工業生產中所實現的作用。因此，也希望本文研究，能夠為應用領和研發領域，提供一些思路啟發。

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作者簡介：起紅忠（1993-），男，彝族，云南楚雄人，本科，研究方向：機械設計制造及其自動化（機電一體化方向）。