機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的運(yùn)用研究

謝 暉

(江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330038)

1 傳感器、機(jī)電一體化的定義

1.1 傳感器

傳感器是一種能夠?qū)⒔邮艿降奈⑷跣盘?hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并且再將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成為人們能夠直接理解的信息檢測(cè)裝置。傳感器技術(shù)可以為其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)上的支持，因此在許多產(chǎn)業(yè)都有其相關(guān)的運(yùn)用。例如，電氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中運(yùn)用到了傳感器技術(shù)，提高了整個(gè)電氣行業(yè)的生產(chǎn)效率。

1.2 機(jī)電一體化

機(jī)電行業(yè)的發(fā)展中，離不開(kāi)機(jī)電一體化系統(tǒng)的技術(shù)支持，這其中重要的技術(shù)就是傳感技術(shù)。任何行業(yè)的發(fā)展，縱觀人類(lèi)歷史來(lái)看，都是依托技術(shù)的發(fā)展，只有技術(shù)發(fā)展了，才能帶動(dòng)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，同樣，機(jī)電行業(yè)發(fā)展中，機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展就占有相當(dāng)大的作用。同時(shí)機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展中，離不開(kāi)來(lái)自傳感技術(shù)的支持，它也是機(jī)電行業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。

2 傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用分析

2.1 工業(yè)機(jī)器人中的運(yùn)用分析

第一，視覺(jué)傳感器在機(jī)器人中的運(yùn)用，主要是指在生產(chǎn)工業(yè)類(lèi)機(jī)器人以及在行走類(lèi)機(jī)器人上安裝視覺(jué)傳感器，前者主要運(yùn)用視覺(jué)傳感器辨別相關(guān)的機(jī)械零件以及該零件的具體位置，后者則是提供導(dǎo)航等相關(guān)技術(shù)支持以便機(jī)器人能夠識(shí)別有關(guān)道路和目的地，能夠無(wú)狀況地將危險(xiǎn)材料準(zhǔn)確運(yùn)輸。第二，觸覺(jué)傳感器在機(jī)器人中的運(yùn)用。觸覺(jué)傳感器的運(yùn)用在實(shí)現(xiàn)觸摸機(jī)械手技術(shù)中起著關(guān)鍵作用。而視覺(jué)傳感器與觸覺(jué)傳感器的結(jié)合運(yùn)用，則能夠明確對(duì)象的詳細(xì)參數(shù)，從而提高機(jī)器制造的精度以及工業(yè)生產(chǎn)的效率。

2.2 數(shù)控機(jī)床中的運(yùn)用分析

數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)代化機(jī)械制造和生產(chǎn)的重要自動(dòng)化設(shè)備，是現(xiàn)代化機(jī)械制造和生產(chǎn)的基礎(chǔ)，在裝備制造業(yè)中得到了大量的運(yùn)用。當(dāng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)用大量傳感器時(shí)，將能夠?qū)崿F(xiàn)壓力、溫度、位移等相關(guān)參數(shù)更為準(zhǔn)確地自動(dòng)化測(cè)量和調(diào)控。

在數(shù)控機(jī)床的壓力檢測(cè)方面當(dāng)中，傳感器技術(shù)首先是對(duì)工件的夾緊力進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。其次，在向控制系統(tǒng)傳輸相關(guān)信號(hào)。此外，機(jī)床車(chē)刀削力變化也需要被傳感器感應(yīng)并隨時(shí)產(chǎn)生信號(hào)進(jìn)行反應(yīng)。與此同時(shí)，為避免因軸動(dòng)過(guò)位而出現(xiàn)誤差最終導(dǎo)致生產(chǎn)出現(xiàn)故障，數(shù)控機(jī)床的軸動(dòng)位移狀況也被傳感器檢測(cè)著。再次，傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床溫度檢測(cè)中的運(yùn)用主要是在工件加工的過(guò)程中，刀具切削、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)等都會(huì)產(chǎn)生熱量，而這些熱量是分布不均的，因此，不同的部位肯定會(huì)有溫差，在數(shù)控機(jī)床使用過(guò)程中溫差會(huì)產(chǎn)生不利影響，主要表現(xiàn)在工件加工精度的問(wèn)題上。而在此運(yùn)用傳感器技術(shù)的主要是通過(guò)傳感器對(duì)溫度信號(hào)的感應(yīng)，將感應(yīng)的具有差異的信號(hào)傳入到機(jī)床的管控系統(tǒng)中，比較數(shù)據(jù)差異進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而減少由于溫差而導(dǎo)致的對(duì)工件加工精度的不利影響，有效解決溫差不同帶來(lái)的問(wèn)題。

2.3 汽車(chē)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用分析

將傳感器技術(shù)運(yùn)用于汽車(chē)控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)變速器的自動(dòng)化，可以有效地改變汽車(chē)車(chē)體的性能。例如，降低汽車(chē)的油耗量、減少汽車(chē)尾氣排放量，甚至能夠?yàn)槿藗兲峁└訉?zhuān)業(yè)且精細(xì)的安全服務(wù)。但是，由于汽車(chē)在行駛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)以及電磁波，因此，應(yīng)該加強(qiáng)運(yùn)用到汽車(chē)控制系統(tǒng)中的傳感器的抗震能力以及抗干擾能力，以便得到最佳的運(yùn)用效果。而且由于汽車(chē)的保有量大呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì)，汽車(chē)傳感器需求量也相應(yīng)增加。因此，本文建議形成對(duì)汽車(chē)傳感器的規(guī)模化生產(chǎn)。

3 傳感器技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 在高精度這個(gè)領(lǐng)域中取得長(zhǎng)足發(fā)展

工業(yè)的高效、高速生產(chǎn)中離不開(kāi)傳感器技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)在生產(chǎn)活動(dòng)中，一定要保證產(chǎn)品生產(chǎn)的精度以及可靠度，這是一切高質(zhì)量生產(chǎn)的根本保障，同時(shí)在未來(lái)，這種高精度、高可靠性、高質(zhì)量的生產(chǎn)活動(dòng)是絕對(duì)的發(fā)展方向。

3.2 在微型化這個(gè)領(lǐng)域取得長(zhǎng)足進(jìn)步

近年來(lái)，產(chǎn)品以及技術(shù)的發(fā)展都是朝著小而精的方向發(fā)展。因此，傳感器技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)一定離不開(kāi)微型化。在微型化實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，必須要運(yùn)用相關(guān)的納米技術(shù)和新型材料，只有這樣才能更好地改造與優(yōu)化傳感器的結(jié)構(gòu)，使之真正實(shí)現(xiàn)微型化。

3.3 在低功耗中取得重要成就

如今的技術(shù)發(fā)展始終伴隨著能源消耗，并且在某些科學(xué)技術(shù)中，像傳感器技術(shù)，能源損耗巨大。這是無(wú)法避免的實(shí)際問(wèn)題，并且能源損耗問(wèn)題一直是當(dāng)今科技發(fā)展最重要的阻力之一。在傳感器技術(shù)中，主要運(yùn)用電力，并且一旦失去了電力的支持，傳感器就失去了作用。所以，為了更好地促進(jìn)傳感器的發(fā)展，必將要提升它的工作性能，這其中最主要就是降低功耗，可見(jiàn)，低功耗在未來(lái)的傳感器發(fā)展中占有相當(dāng)大的作用。

3.4 在智能化發(fā)展中占據(jù)一席之地

如今眾多的技術(shù)發(fā)展都離不開(kāi)智能化，這是幾乎所有技術(shù)發(fā)展的共同目標(biāo)，并且?guī)缀醣凰腥怂J(rèn)同。因此，傳感器技術(shù)的發(fā)展必須向智能化靠齊，這是實(shí)現(xiàn)傳感器技術(shù)更好更快發(fā)展的重要趨勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

傳感器技術(shù)作為機(jī)電一體系統(tǒng)中的重要組成部分，已經(jīng)在人們的日常學(xué)習(xí)生活中獲得了廣泛的運(yùn)用，但是作為信息時(shí)代高新技術(shù)的典型之一，機(jī)電一體化系統(tǒng)的自動(dòng)化程度由傳感器技術(shù)的運(yùn)用水平直接決定。因此，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和相關(guān)信息技術(shù)運(yùn)用的更新迭代，自動(dòng)化與智能化是傳感器技術(shù)不斷改進(jìn)的發(fā)展方向，而在這改進(jìn)的過(guò)程中傳感器技術(shù)也將在機(jī)電一體化系統(tǒng)和人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著更大的作用。