傳感器及檢測技術在機電一體化中的應用

徐遠雷

摘 ?要：在分析描述傳感器以及監測技術在機電一體化系統中的具體使用情況之后，可以得到一個重要的結論：傳感器以及監測技術是機電一體化順利完成自動調整和自我控制的主要環節，其在機電一體化系統中有著重要的地位?；诖?，文章研究分析機電一體化系統中常用傳感器技術的狀況、類型，并簡單討論傳感器以及檢測技術在機電一體化中的應用。

關鍵詞：機電一體化;傳感器;檢測技術;應用

傳感器是機電一體化系統中不可缺少的主要部分，且機電一體化系統中傳感器技術發揮的作用也至關重要。傳感器指的就是可以清楚展現出對象的狀態、特點，能夠給予待測對象一些關鍵的信息。傳感器技術就是把電信號不斷放大化、進行標度變換等加工處理，或者是把速度、溫度、流量等物理量轉變成相應的電信號的一項操作。為了實現機電一體化高效、真實地獲取自己所需的信息，就應該引進傳感器以及傳感器監測技術，同時也需要約束在傳感器和傳感器監測技術上的資金投入。

1 傳感器技術的狀況

所謂傳感器，指的是可以感覺待測量，進而根據相應的比例要求將待測量轉變為輸出信號的一種裝置。在機電一體化的系統中，監測技術的基礎就是傳感器，因此，傳感技術對于機電一體化系統是至關重要的，而監測技術的主要操作功能就是監測操作的對象、系統實施作業的環境以及系統本身，并為了保障系統的正常運行來提供一些關鍵的信息。傳感器技術的先進與否關系著機電一體化系統的發展，目前，社會已經步入了電子化時代，電子產品的應用越來越廣泛，電子信息的種類也相應的多樣化，所以要求信息傳播的速度和效率也發生了翻天覆地的變化，一般的傳播速度已經跟不上時代的步伐，傳感器技術及其檢測技術需要不斷更新和發展，以應對時代給予的挑戰。

2 傳感器的類型

傳感器指的是可以感受到待測量且根據相應的比例規律將其轉變為輸出信號的一種裝置或者器件，傳感器功能主要用于監測機電一體化系統的作業環境、系統本身以及操作對象，其目的在于更好地為機電一體化系統的順利運行提供重要的信息。

傳感器的類型是分為很多種的，其都是根據不同的劃分標準來區分歸類，一般依據測量對象將監測機電一體化系統分成了系統外部環境狀況的外部信息傳感器和內部狀況的內部信息傳感器兩種。對于外部信息傳感器來說，其主要功能就是監測系統的外部環境狀況，它和人體五種器官對應的分為接觸式和非接觸式，例如非接觸式的超聲測距儀、激光測距儀以及視覺傳感器，接觸式的壓覺傳感器、觸覺傳感器;相反的，內部信息傳感器的主要操作功能就是監測系統內部的速度、溫度、位置、力以及力矩等是否發生異常變化。

20世紀30年代，對傳感器技術開始了世界范圍內的鉆研，鉆研牽扯到的知識面非常廣闊，涉及到各個學科和領域。微電子技術時代已經來臨，伴隨著微型計算機的生成且操作過程自動化，以及生物醫學、遙感、遙測、海洋開發、環保、宇航和能源等科學技術的進步發展，傳感器的種類和數量也得到了質的飛躍。

3 機電一體化中傳感器與檢測技術的應用

3.1 傳感器的滲透不斷擴大

目前，傳感器已經不斷進步和發展，其種類和功能也在不斷完善，傳感器已經快速地滲透到了多個生產領域中。例如傳感器在現代汽車工業中的應用，機電一體化系統讓現代汽車工業逐漸邁向一個嶄新的發展時代，傳感器減少了汽車在油源方面的消耗，完善了汽車的各方面性能，增設了人性化的控制操作裝置等等。機電一體化系統也為司機提供了便利，讓司機更容易控制操作、駕駛的安全系數提高?？傊?，傳感器的引進，讓汽車工業業績不斷高升。

3.2 有“感覺”的機器人

在工業機械人方面引進傳感器，既為工業機械人的精確度、行為準則帶來了科學性根據，也為工業機械人的各方面信息采集提供了可能。具體實施在對工業機械人的目標對象、自身工作狀態、工作環境調查等進行數據信息采集，一般指的是工業機械人自身工作信息的獲取、目標對象所要向外部系統傳遞的數據信息，進而根據數據進行相對應的信息處理加工，對工業機械人做出及時的調整修改，以達到對工業機械人的正確控制。

機器人的所有動作的正確完成不能僅僅依賴一種傳感器，還需要依據機器人的各種動作特點進行選擇合適的傳感器。例如，為了能夠檢測到機器人關節的零位和極限位置，就需要在機器人的各個關節安裝光電開關、微動開關傳感器，通過傳感器來實現機器人的準確功能動作。感覺傳感器、壓覺傳感器可以為機器人提供“感知”，讓機器人準確地感受到外界的環境，可以實現機器人的接觸式動作，也提升了動作的精密度。為了防止機器人高速或者低速運動，在機器人的運動關節安裝加速傳感器、速度傳感器來為機器人提供合適的加速度和速度控制信息，讓機器人具有自我保護的控制系統。

3.3 傳感器在自動化機床的廣泛應用

目前，工廠的產品加工已經慢慢朝著自動化的方向發展，那怎樣做到對加工機床的準確控制呢？傳感器的引進使準確的加工機床控制成為了可能。傳感器通過計算機，來針對大量加工機床的加工工作進行控制。例如：傳感器的檢測控制在CNC機床加工中的運用，實現了自動化加工，提升了工作效率，減少了人力資源，提高了工作質量。傳感器檢測技術在切割工業里的應用：傳感器檢測切割的環境是否適宜，切割的材料規格是否滿足要求，不僅加快了切割工作的工作效率，也預防了工作故障的出現，進而優化了切割工業。

4 傳感檢測技術的作用和地位

傳感器檢測技術在基礎科學方面和工程技術方面都有著不可忽視的重要地位和作用，也就是說，傳感器技術是自動化以及其他相關領域的技術基礎。在大多數基礎科學研究領域方面，傳感器的出現讓該領域在技術上得到了創新，讓不太容易獲取的信息在短時間內快速獲取。

傳感器檢測技術水平的高低直接取決于機電一體化系統功能的多少，傳感器檢測技術水平越高，系統的自動化程序就越多。對于一個完好的機電一體化系統來說，若不能夠借助傳感器檢測技術來對被測對象的各種參數進行準確及時地檢測，并且將其加工轉變成簡單的輸出信號，就無法獲得控制系統所需的信息，整個系統也不能正常運行操作。

現如今，傳感器檢測技術在我們生活中的各個領域都應用廣泛，例如：汽車的機電一體化系統、CNC機床、大型發電機組、辦公自動化設備、高度自動化的工廠、各種儀器設備、家電、軋鋼生產線等等。再加上，在一部分高端科學與工程領域、工業國防領域和高端武器裝備領域，傳感器檢測技術的作用和地位更是無法替代。現在隨著人們生活質量的提高以及經濟社會的發展進步，傳感器檢測技術也在不斷進步和完善，其功能和種類也在不斷豐富，從而變得更接近人們的生活需求。

傳感器檢測技術有很多優點，可以加強系統安全操作程序、提升生產效率、增強產品檢驗的質量和控制方法，總的來說，由于傳感器獨特的檢測技術，使得社會經濟不斷進步發展。

5 結束語

傳感器和傳感器檢測技術在我們的生活中有著不可忽視的關鍵性作用，占據著重要的地位，其在機電一體化系統中的廣泛應用，使得機電一體化系統的工作效率提高，運行操作也更加順利。與此同時，為了實現機電一體化高效、真實地獲取所需的信息，就應該引進傳感器以及傳感器監測技術，同時也需要約束在傳感器和傳感器監測技術上的資金投入?？偟膩碚f，傳感器有著獨特的功能，不論是生活中的哪個領域，都離不開多樣化的傳感器及檢測技術。

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