傳感器技術在機電自動化控制中的應用

李成勇

(鄭州商業技師學院，河南 鄭州 450121)

1 傳感器技術的發展歷史概述

傳感器的發展經過了時間的檢驗。首先，第一代傳感器屬于結構形傳感器，它主要是使用結構參量來處理信號，這一類型的傳感器當中最典型的是電阻應變式傳感器；之后，傳感器由結構型轉變為固體傳感器，固體傳感器在組成材料上比以往有所進步，加入了半導體電介質、磁性材料，對于傳感器技術加以改進。因此，第二代傳感器技術具有更加優質的信息處理效率和準確性，同時，第二代傳感器還包括了電荷耦合器件，簡稱CCD，固體傳感器相對來說具有較高的靈活性，成本也較為低廉；當前社會普遍使用的是智能型傳感器，也就是第三代傳感器[1]。通過前兩個階段的發展和進步，第三代傳感器已經能夠非常準確嚴格地處理外界的數據信息，其主要的處理芯片是微處理器，其主要的組成部分包括微計算機和存儲器芯片。綜上所述，通過以上階段的進步和發展，當前的處理器表現出智能化和集成化特色，具有多種功能的參數處理特性。

2 傳感器技術在機電自動化控制當中的應用

2.1 機器人領域

機器人是傳感器技術最大的杰作。在我國高新科技快速發展的當下，隨著傳感器技術的加入，機器人的功能正在朝著多樣化和豐富化的方向發展。雖然機器人領域取得了突出成就，但依然有改進的空間，我們應當對此進行具體分析。機器人通過智能仿生技術將傳感器技術發揮到了一定的高度，機器人在工作當中的運作原理是通過內部的零器件感知外界信息之后，再將信息進行內部處理和外部轉換。機器人的工作原理從某種程度上來說和傳感器類似[2]。因此，機器人技術是傳感器技術的重要發展領域。通常來說，運用在機器人當中的傳感器分為內部傳感器和外部傳感器2大類，內外部傳感器通常會相互協作，共同對機器人系統進行控制。具體而言，內部傳感器主要的作用是監測機器人的內部系統活動，保障執行命令的準確性，而外部傳感器主要是對于內部的輸出動作進行監控，防止機器人操作失控。

2.2 機械制造領域

在當前階段，傳感器在機械加工和制造領域也發揮出了自身的作用，讓我國的機械制造業跟上了現代化和智能化制造的水平，改變了以往的小作坊生產的模式，通過傳感器技術來達到對于機電系統的自動化控制，運用在機械加工的流水線生產當中，可以大大提高產品的生產質量和效率[3]。通過傳感器的應用，機械制造領域可以更好地利用機電控制系統對生產線進行調控，保證生產過程順利運行。在當前的機械制造領域，傳感器必須具有高度的靈敏性才能更好地服務于機械生產，因此必須要對傳感器進行定期的保養和維修，提高機械制造的工作效率，其中，傳感器技術應用在機械制造領域的典型代表就是銑刀車床。

2.3 汽車制造領域

隨著我國經濟的發展，汽車的普及率也大大提高，汽車制造行業取得了非凡的成就，這一進步離不開傳感器技術的參與和貢獻。其中傳感器技術的具體應用關鍵在于用自動控制來代替之前的手動控制，最為明顯的代表就是自動擋汽車代替手動擋汽車，在汽車更新換代的過程當中，傳感器技術發揮了至關重要的作用。另外一方面，傳感器技術對于汽車各個方面功能的開發具有重要的意義，有助于提高汽車的性能，增強汽車的實用性和服務性[5]。在汽車生產的過程當中，傳感器技術可以促進較為先進的零部件加入的汽車制作當中，在提升性能的同時可以全面地提高汽車的反應速度和靈敏程度。

2.4 報警系統的設計

傳感器技術還可以利用在報警系統的設計方面。一般來說，工作人員可以對機電自動化系統進行調整，確保系統能夠正常地運行。當前傳感器技術在報警系統中的運用可以有效地提高設備的檢測精準程度，如果發現故障可以以更快的速度和頻率傳播信號，加速問題的處理和監督。另一方面，傳感器技術在報警系統當中的運用還可以幫助其它問題的預防，例如消防監控的安裝等。傳感器技術可以對操作當中工作人員的工作情況進行監督，在一些需要保證安全性的高危作業當中，傳感器技術可以代替傳統的技術，大大提高操作的安全性。

2.5 環境檢測方面

傳感器技術在機電自動化當中的運用還體現在環境檢測領域。我們依然以煤礦井作業為例，此項作業屬于高危作業，必須要判斷周圍的環境是否安全，才能夠判斷工人能否進行施工操作。因此，必須要對機電自動化系統進行改造，增強傳感器對于周圍環境的檢測敏感度，同時，必須要注重防范由于惡劣的環境給傳感器的正常工作造成的影響，在煤礦井作業當中使用傳感器技術可以讓機電自動化系統進行自我檢測，工作人員可以隨時了解到相關系統的運轉情況，一旦受到外部環境因素的干擾，可以對問題進行反饋和處理，加速信號的上傳，維修人員也可以及時地發現維修[6]。另外一方面，傳感器技術在環境檢測當中的利用還包括更多方面的功能。在具體運用的過程當中，傳感器可以減少人力、物力和資金的投入，開啟自動防御保護機制，減少損失，降低事故的發生概率，延長機電系統的使用壽命。

2.6 溫度和濕度檢測

傳感器技術運用在溫度和濕度檢測當中，有利于對周圍環境的溫度進行準確地把握，防止濕度和溫度條件惡劣給傳感器和機電自動化系統造成故障。在具體的運用當中，傳感器技術可以靈敏地檢測到機電設備在工作當中的溫度以及周圍環境的濕度，讓工作人員能夠及時地對周圍環境的各項參數加以計算和了解，一旦發生問題可以及時解決，保障系統運行的穩定，簡化操作程序。在具體的使用當中，傳感器技術一般來說都會運用觸摸式測量來進行溫濕度監測，觸摸式測量主要是傳感器利用熱傳遞的效應和被測量物體產生接觸，將溫度數據進行分析，考察數據參數是否正常；非觸摸式測量指的是傳感器設備通過電磁波信號收集和整理數據，再對其進行分析和處理。

2.7 醫療領域

當前，將傳感器技術運用在醫療領域是該項技術的又一項創新。具體來說，傳感器技術可以被制作成微芯片安裝在藥物當中對病人進行治療，這種類型的微芯片大多數采用微型傳感器制作成迷你芯片的形式讓患者服下，便可將體內的數據實時傳輸出來，方便醫生對于身體各項參數進行監控。微芯片也會將信號發射到醫療器械上，方便醫生對于病癥進行分析。

3 傳感器技術在機電自動化系統當中的應用展望

在當前階段，傳感器技術已經在社會各個領域發揮了自身的作用。隨著技術的創新和發展，傳感器技術必將會擴展其使用范圍，改進自身的使用效果，推動機電自動化系統朝著現代化和智能化的方向發展，提高工作效率。在未來的發展當中，傳感器技術必將會凸顯自身的優勢。具體而言，可以分為以下幾個方面來探討：第一，傳感器技術在未來運用的過程當中可以進一步對精確度進行提升和改良，加強系統和設備之間轉換的靈敏程度[6]。第二，在未來，機電自動化系統當中的傳感器技術可以加入仿真功能，利用計算機芯片對于數據進行更加精準輸出，相關的使用單位可以開發出具有更高靈敏度的新材料，提升傳感器技術的使用先進性。第三，傳感器技術在未來的使用當中需要加入生物技術進行開發，提高機電系統運行的先進性。第四，我們通過大量的實際運用案例可以得知，在機電自動化系統當中滲透傳感器技術能夠幫助我們解決以往在系統運行當中出現的困難和問題，讓數據信息可以更加精準地輸入和輸出。在未來，隨著計算機科技和智能化技術的不斷發展，傳感器技術必須要和智能化技術進行完美融合，使機電自動化系統呈現出智能化和集成化發展的特色。

4 結語

綜上所述，當前傳感器技術在機電自動化控制中的應用已經逐漸普及，傳感器技術也在不斷的創新當中發揮出了自身的優勢和價值，在未來社會的各個領域當中，傳感器必將展現出更多的閃光點，推動我國社會的發展和進步。