機電一體化系統中傳感器技術的應用策略

李鑫

摘要：傳感器和檢測技術在機電一體化系統中發揮著重要作用，這將為整個機電一體化系統的穩定運行提供充分的保障，從而促使機電一體化系統更加科學有效地運行。為此，在本文中作者將結合自身多年從事該領域研究經驗，在通過對大量文獻的閱讀與總結基礎上，對傳感器與檢測技術在整個機電一體化系統中發揮的控制及調節環節展開研究，并對其種類、功能及其未來的發展給予深入的探討，以期不斷提升該領域的研究。

關鍵詞：機電一體化系統；傳感器技術；應用策略

傳感器與檢測技術在機電一體化系統中具有不可替代的作用。利用傳感器與檢測技術能夠及時檢測系統特征和系統狀態，同時也能夠為待測系統提供必要性信息。

一、傳感器與檢測技術

從本質屬性上來說，傳感器屬于信號傳輸裝置，對于機電一體化系統來說，傳感器的作用不容忽視。它能夠實現檢測功能，而傳感器就是檢測的基礎裝置，在安裝完傳感器之后就能對指定內容進行檢測。它能夠檢測的內容包括系統自身情況、目標對象的情況以及作業環境情況，通過完善的檢測得到的信息非常全面，這就為系統安全、穩定的運行提供有力保障。按照傳感器的作業方式進行分類，可以分為接觸式傳感器與非接觸式傳感器。壓覺傳感器就屬于典型的接觸式傳感器，而溫覺傳感器、聲覺傳感器則屬于典型的非接觸式傳感器。隨著科學技術的不斷發展，傳感器技術也得到了完善，這就使得它的應用范圍變得更加廣泛，促進生產效率的提升，推動社會主義經濟的進一步發展。

二、機電一體化

機電一體化就是把微電子技術以及機械技術相互融合，在微電子技術的控制下實現設備的機械功能，包括控制、運動、信息等。這樣的設備既具備電子裝置的優點，又融合了機械裝置的長處，但是機電一體化設備需要很多先進技術進行支撐，包括微電子技術、人工智能、自動檢測技術、機械制造技術等。隨著電子時代的到來，電子信息的數量非常巨大，增長速度驚人，信息傳遞所需要的時間不斷縮短。隨著機電一體化系統的不斷發展與完善，所使用的到信息資源種類更多，為了讓系統能夠順暢運行，就需要傳感器與檢測技術的支持。所以對于機電一體化系統來說，傳感器與檢測技術的重要性非比尋常。

三、傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用

（一）傳感器與檢測技術在工業機器人中的應用

工業機器人在工作過程中之所以能夠準確無誤，是因為機器人身上安裝的傳感器能夠感受其自身的狀態，同時還能夠感受操作對象以及工作環境的狀態，通過內部傳感器能夠獲取其自身的位置、位移、速度等信息，通過外部傳感器能夠完成操作對象以及外部環境的感知，內外部傳感裝置同時為機器人提供反饋信息，協助它順利完成各項工作。

（二）機械加工過程的傳感檢測技術

切削過程和機床運行過程的傳感技術。切削過程傳感檢測的目的在于優化切削過程的生產率、制造成本或（金屬）材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時切屑的狀態及切削過程辨識等，而最重要的傳感參數有切削力、切削過程振動、切削過程聲發射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行來講，主要的傳感檢測目標有驅動系統、軸承與回轉系統、溫度的監測與控制及安全性等，其傳感參數有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態與冷卻潤滑液的流量等。

工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監視技術相比，工件的過程監視是研究和應用最早、最多的。它們多數以工件加工質量控制為目標。20世紀80年代以來，工件識別和工件安裝位姿監視要求也提到日程上來。粗略地講，工序識別是為辨識所執行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規程要求的位姿。此外，還可以利用工件識別和工件安裝監視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監視將采用或開發許多傳感器，如基于IV或CCD的機器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統等。

（三）傳感器檢測技術的作用

傳感器檢測技術的主要功能是自動調節和控制關鍵環節，因此是整個機電一體化中不能缺失的主要技術，傳感器檢測技術的優劣直接對機電一體化系統的功能有著重要的影響；如果傳感器檢測技術的水平越高，那么整個系統的自動化程度就越高，否則就越低。在一個完整的機電一體化系統中，若所使用的傳感器檢測技術無法將被檢測的對象中的相關參數進行及時檢測，同時也不能參數轉化成信號進行傳輸，那么系統控制無法及時的獲取信息，從而造成整個系統就不能正常的進行工作。

傳感器檢測技術是自動化研究領域的基礎，所以在基礎科學和工程技術中都有著非常重要的作用。比如在基礎科學研究過程中，采用全新的工作原理的檢測傳感器得到的迅速發展，該種傳感器的優點就是在參數和狀態的檢測過程中靈敏度非常高，因此即便是較難獲取的信息多能夠及時的進行捕捉和采集，所以新機理檢測傳感器的問世將直接影響基礎科學的研究革命。有專家指出：“現代的文明就是以科學技術支撐起來的，但是如果沒有傳感器來對各種信息進行檢測，那么科學技術就不可能發展，人類文明的進步速度將會大打折扣?！痹诨A科學的研究中怎樣提升感覺信息傳感器功能是今后科學技術領域研究的新起點，相信在以后的科學技術的發展過程中，傳感器則是下一代技術革命的主角。

四、結語

在工業發展過程中，需要結合實際需求來重視新型傳感器開發工作，不斷擴大傳感器性能以及傳感器使用范圍，促進傳感器集成化、小型化發展，提升機電一體化系統工作效率，為機電一體化系統順利運行提供保障。為了促使機電一體化系統能夠獲取更加準確信息，需要積極引進先進傳感器與檢測技術，提升信息鑊取與信息傳播的有效性。

參考文獻：

[1]俞曉春.傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用分析[J].電工技術：理論與實踐， 2015（4）：159-160.

[2]馮占營.對機電一體化系統中的傳感器與檢測技術研究[J].消費電子，2013（6）：100-100.