傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

張建勛

摘要：傳感器指的是可以感受到被測(cè)量的信息，并可以根據(jù)相應(yīng)規(guī)律，將其轉(zhuǎn)化為輸出信號(hào)的一種裝置。傳感器技術(shù)目前在我國(guó)多個(gè)行業(yè)中已經(jīng)得到了應(yīng)用，并表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果，促使其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。在煤礦井下機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用傳感器技術(shù)，不僅有利于確保煤礦井下機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用性能，還可以把控機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)防機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中的故障問(wèn)題，從而可以確保機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù);機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng);應(yīng)用要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TP212

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引言

傳感器技術(shù)具有傳輸效率快、準(zhǔn)確度相對(duì)較高等優(yōu)勢(shì)，屬于一種新型的智能化技術(shù)，在機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)中可以通過(guò)感知外界變化的功能，根據(jù)實(shí)際情況做出相應(yīng)的反應(yīng)，進(jìn)而有效地提升機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用性能。另外，傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行把控，避免出現(xiàn)運(yùn)行故障，促使相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)得到很好地提升，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，為其發(fā)展提供重要的基礎(chǔ)。

1在機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)應(yīng)用的原理

自動(dòng)化設(shè)備的控制系統(tǒng)中，必須應(yīng)用到傳感器技術(shù)，主要原因在于傳感器技術(shù)在自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用具有以下三個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：第一，傳感器技術(shù)可以提供設(shè)備工作的情況。傳感器技術(shù)會(huì)依要求，主動(dòng)采集各種數(shù)據(jù)，它包括溫度、濕度等一系列的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)需要監(jiān)測(cè)這類數(shù)據(jù)，了解工作的情況。第二，傳感器設(shè)備為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制功能提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在控制設(shè)備時(shí)，會(huì)預(yù)設(shè)一系列的設(shè)備運(yùn)作參數(shù)，然后計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)比傳感器傳遞來(lái)的數(shù)據(jù)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算、分析、對(duì)比，計(jì)算機(jī)能了解設(shè)備運(yùn)作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)參數(shù)與預(yù)設(shè)的參數(shù)之間的差別，然后依控制的規(guī)則給出控制命令。第三，傳感器能持續(xù)采集數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)會(huì)陸續(xù)分析數(shù)據(jù)，了解控制命令完成的情況，然后根據(jù)傳感器提供的數(shù)據(jù)，改變或者繼續(xù)控下達(dá)的控制命令。由此可以看出，傳感器技術(shù)在設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用，能夠有效的實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化，這對(duì)于工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展而言具有重要意義。

2傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1機(jī)械生產(chǎn)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用

煤礦井下生產(chǎn)中，需要使用諸多大型機(jī)械設(shè)備，且對(duì)其精準(zhǔn)度、質(zhì)量等均有著比較嚴(yán)格的要求。為滿足煤礦井下安全生產(chǎn)的要求，應(yīng)在機(jī)械生產(chǎn)中應(yīng)用傳感器技術(shù)。首先，在機(jī)械生產(chǎn)中應(yīng)用傳感器技術(shù)，便可以在線監(jiān)測(cè)機(jī)械生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況，在線精細(xì)地測(cè)量機(jī)械振動(dòng)、阻抗等方面的情況，并可以有效調(diào)整異常情況，保障機(jī)械生產(chǎn)的有效性、穩(wěn)定性。其次，工件表面及其尺寸的精準(zhǔn)度在很大程度上受到車刀刀尖形狀的影響，若是車刀刀尖形狀存在問(wèn)題，則會(huì)降低機(jī)械生產(chǎn)質(zhì)量。而在機(jī)械生產(chǎn)中應(yīng)用傳感器技術(shù)之后，可以準(zhǔn)確測(cè)量車床上車刀位置的合適性，同時(shí)將振動(dòng)傳感器安裝在車刀刀尖上，還可以準(zhǔn)確檢測(cè)刀尖生產(chǎn)情況，若是刀尖的鋒利程度不達(dá)標(biāo)，則必須及時(shí)更換，以確保零部件加工質(zhì)量，提高機(jī)械生產(chǎn)效率。

2.2機(jī)器人技術(shù)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)器人技術(shù)是煤礦自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中所應(yīng)用一種智能化技術(shù)。對(duì)于機(jī)器人技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要是利用傳感器技術(shù)來(lái)獲取相關(guān)信息、數(shù)據(jù)，并將獲取的信息、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為需要的格式，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息、數(shù)據(jù)輸出工作的優(yōu)化。同時(shí)在機(jī)器人技術(shù)中應(yīng)用傳感器技術(shù)的時(shí)候，可檢測(cè)、收集外部的信息數(shù)據(jù)，若是數(shù)據(jù)中存在異常，則可以準(zhǔn)確識(shí)別，從而可以避免機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)故障問(wèn)題的出現(xiàn)。同時(shí)，在機(jī)器人技術(shù)中應(yīng)用傳感器技術(shù)，還可以試試有效控制，檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)是否異常，還能將識(shí)別出的數(shù)據(jù)信息傳輸給調(diào)度中心，并由調(diào)度中心的人員對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而可以改善機(jī)器人技術(shù)的感知能力，更好地根據(jù)相關(guān)任務(wù)與指令進(jìn)行活動(dòng)。

2.3汽車自動(dòng)化控制

在汽車自動(dòng)化控制領(lǐng)域之中應(yīng)用傳感器技術(shù)，主要是針對(duì)是汽車驅(qū)動(dòng)裝置而言，這樣可以提足汽車對(duì)應(yīng)周邊環(huán)境的適應(yīng)能力。例如，當(dāng)汽車處于復(fù)雜行駛環(huán)境中時(shí)，就需要傳感器技術(shù)支持。傳感器技術(shù)應(yīng)用不僅僅可以提升目標(biāo)耐高溫能力，同時(shí)也能夠幫助目標(biāo)提升耐高壓能力。在汽車發(fā)動(dòng)艙中，應(yīng)用傳感器技術(shù)，其本身意義也非常明顯，一方面可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的汽車制造控制，另一方面可以降低正常行駛過(guò)程之中汽車出現(xiàn)的振蕩效應(yīng)，從而對(duì)汽車實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行控制，確保行駛過(guò)程中汽車的安全性。在高速收費(fèi)站鋼板下增設(shè)壓力傳感器，當(dāng)汽車通過(guò)鋼板的時(shí)，就可以有效檢出測(cè)汽車實(shí)際裝載情況，從而準(zhǔn)確判斷其是否存在超載現(xiàn)象。當(dāng)然，在汽車車身上也擁有各種大小傳感器，全面提升汽車安全性。

2.4環(huán)境檢測(cè)

檢測(cè)環(huán)境時(shí)要用到很多復(fù)雜的儀器，在其中應(yīng)用傳感器技術(shù)能顯著提升環(huán)境檢測(cè)工作的效果。傳感器在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用能體現(xiàn)出體積小、成本低、精度高、維護(hù)簡(jiǎn)單以及續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，在環(huán)境檢測(cè)工作的方方面面發(fā)揮重要作用。另外，在洪災(zāi)預(yù)警中應(yīng)用傳感器技術(shù)也能保證預(yù)警準(zhǔn)確度，確保險(xiǎn)情準(zhǔn)確無(wú)誤，避免遭受不必要損失;將傳感器技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)田管理則能實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤狀態(tài)、空氣狀態(tài)的有效監(jiān)測(cè)，促使田間管理工作獲得科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)豐收增產(chǎn);應(yīng)用傳感器技術(shù)還能對(duì)空氣中的有害氣體的含量、溫度異常、火光以及煙霧濃度等進(jìn)行檢測(cè)，并向相關(guān)預(yù)警系統(tǒng)傳遞檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)而依托消防網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及時(shí)向消防部門上報(bào)火災(zāi)險(xiǎn)情，使其得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)和信息，及時(shí)有效阻止火災(zāi)險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大，最大限度減少生命財(cái)產(chǎn)損失。

2.5報(bào)警系統(tǒng)

機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)是由很多系統(tǒng)單元組成的，報(bào)警系統(tǒng)就是其中之一，是機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行故障的一種反饋，工作人員根據(jù)報(bào)警系統(tǒng)做出調(diào)整，以此保證機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。其實(shí)，傳感器技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，可以對(duì)氣體有毒含量、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)異常等方面進(jìn)行檢測(cè)，一旦檢測(cè)出任何異常檢測(cè)數(shù)據(jù)，可以將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)綀?bào)警系統(tǒng)中，這樣可以及時(shí)解決各項(xiàng)問(wèn)題。另外，可以在機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)中布置相應(yīng)的監(jiān)控和消防布置點(diǎn)，避免各項(xiàng)事故的發(fā)生。

3在機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)

在未來(lái)，機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)如下：第一，開發(fā)出新的傳感材料。雖然人們已經(jīng)通過(guò)研發(fā)傳感材料，提高了傳感器的技術(shù)，但是，未來(lái)人們對(duì)傳感器的技術(shù)有著更高的需求，人們希望能夠更廣泛的應(yīng)用傳感器。為了滿足人們的需求，人們需要開發(fā)出新的傳感材料。比如美國(guó)NRC公司已經(jīng)開發(fā)出納米Zr02氣體傳感器，它能采集空氣凈化的信息。這一技術(shù)未來(lái)也將應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。第二，提高傳感器的慶用技術(shù)，比如人們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)把仿生學(xué)、生物學(xué)的研究應(yīng)用在傳感器中，為傳感器采集數(shù)據(jù)提供更多的理論依據(jù)，這樣能強(qiáng)化傳感器的功能。第三，人們要求提高傳感器的采集精度，比如人們要求能夠采集小于0.1μm的信息，提高傳感器信息采集的精確度、穩(wěn)定性及適應(yīng)性。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)中可以在機(jī)械生產(chǎn)、機(jī)器人技術(shù)、報(bào)警系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)以等方面應(yīng)用傳感器技術(shù)，以確保機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，避免機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的故障問(wèn)題，提高機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的效益。

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