基于傳感技術(shù)的機(jī)電自動化控制探究

王 惠

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西長治 046011）

0 引言

近幾年來，隨著對機(jī)電自動化技術(shù)研究的深入，人們對其的要求越來越高，不斷優(yōu)化和提升系統(tǒng)的控制效果。傳感技術(shù)主要是將系統(tǒng)中檢測到被測信號轉(zhuǎn)化輸出電信號，在這個過程中能夠獲得大量的信息，是整個系統(tǒng)靈活調(diào)控、自身自動運行的關(guān)鍵所在。將傳感技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電自動化，能夠通過收集與處理各類信號反饋至機(jī)電自動控制系統(tǒng)，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運行。

傳感技術(shù)可以對龐大的數(shù)據(jù)化進(jìn)行處理，大大提升信息采集工作的效率，有利于加強機(jī)電自動化控制系統(tǒng)，不斷推進(jìn)我國的現(xiàn)代化建設(shè)過程。不過，目前傳感技術(shù)仍處于起步發(fā)展階段，可以被簡單地定義為一種新型的信息化產(chǎn)物，還存在著一定的不足。一旦機(jī)器（設(shè)備）的任何一個部件發(fā)生故障，就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)發(fā)生癱瘓，嚴(yán)重影響整體工作運轉(zhuǎn)，所以，對傳感技術(shù)的機(jī)電自動化控制進(jìn)行分析、研究有重要意義。

1 傳感技術(shù)的發(fā)展歷程

傳感器是傳感技術(shù)的基礎(chǔ)構(gòu)成，通過它能夠直接針對工程進(jìn)行測量，并結(jié)合一定的規(guī)律將采集到的信號有效轉(zhuǎn)換為同種或者不同種量值作為輸出信號。可以將傳感器比作人體的感覺器官，它能夠有效確保自動化系統(tǒng)運行運轉(zhuǎn)，檢測操作對象和作業(yè)環(huán)境，保障機(jī)電一體化系統(tǒng)有效調(diào)控。

目前傳感器經(jīng)歷了3 個發(fā)展階段。最先出現(xiàn)的就是結(jié)構(gòu)傳感器，它能夠通過結(jié)構(gòu)參量來進(jìn)行信號的電轉(zhuǎn)化，如電阻應(yīng)變傳感器。然后是固體傳感器，主要是由磁性材料以及半導(dǎo)體材料等物質(zhì)構(gòu)成，能夠有效制成光敏傳感器、熱電偶傳感器、霍爾傳感器。隨著時代的發(fā)展，電子技術(shù)以及集成技術(shù)得到了一定發(fā)展，在后續(xù)階段出現(xiàn)了集成傳感技術(shù)，具有性能好、成本低等優(yōu)點。最后是智能傳感器階段，由微型計算機(jī)處理器和先進(jìn)的檢測技術(shù)構(gòu)成，可以對外界信息進(jìn)行檢測、診斷、數(shù)據(jù)處理等，具有較強的自動化和智能化。隨著智能檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感技術(shù)的智能化和自動化程度不斷加強，具有記憶、自診斷、多參數(shù)測量、聯(lián)網(wǎng)通信等功能。

近年來，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，我國在信息技術(shù)以及自動化智能領(lǐng)域研發(fā)方面取得了一定成就，并被廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，以傳感器—計算機(jī)為核心的現(xiàn)代測試控制系統(tǒng)已經(jīng)在現(xiàn)實的生產(chǎn)與管理中得到了廣泛應(yīng)用。機(jī)電一體化自動控制系統(tǒng)最為核心的技術(shù)就是傳感技術(shù)，其目前的發(fā)展符合時代大背景的發(fā)展潮流，具有較為廣闊得到發(fā)展前景。通過傳感技術(shù)，能夠有效加強機(jī)電自動化系統(tǒng)的自動化性能，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)。目前傳感技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)受到了廣泛重視，在各個方面的應(yīng)用不斷加強，能夠有效推動機(jī)電一體化系統(tǒng)的自動化控制水平。

2 傳感技術(shù)在機(jī)電自動化控制中的發(fā)展過程

在機(jī)電自動化控制系統(tǒng)中，傳感技術(shù)能夠在很大程度上影響系統(tǒng)的自動化和智能化，不過也存在著一些問題。傳感技術(shù)在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用，在很大程度上依賴于效應(yīng)器，這類技術(shù)能夠在很大程度上實現(xiàn)智能化和自動化控制，有利于節(jié)省勞動力，提高工作效率，保障機(jī)電自動化控制的智能化。在整個的機(jī)電自動化控制系統(tǒng)中，傳感技術(shù)有不可替代的作用，其一旦發(fā)生故障就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法運轉(zhuǎn)，這就要求有針對性地對傳感技術(shù)進(jìn)行研發(fā)、探究。

就我國機(jī)電自動化控制系統(tǒng)中傳感技術(shù)的實際發(fā)展情況來看，雖然起步比較晚，與發(fā)達(dá)國家相比較技術(shù)水平還十分落后，但是我國對于它的研究充滿著激情，具有很高的研究熱度。目前我國針對傳感技術(shù)的研發(fā)正在不斷推進(jìn)，以期有效推進(jìn)傳感技術(shù)在我國各個領(lǐng)域朝著智能化和自動化發(fā)展，為社會的發(fā)展提供更好的保障。在傳感技術(shù)研發(fā)方面，需要加強材料的研究，一些新型信息技術(shù)材料能夠有效推進(jìn)傳感技術(shù)的提升。除此之外，對于多元化技術(shù)而言，組建機(jī)械分段、綜合平面電子都是必不可少的，只有這樣才能夠有效推動新技術(shù)水平的不斷提升。當(dāng)今社會的發(fā)展十分迅速，信號輸出領(lǐng)域更趨向于由單一的信號處理轉(zhuǎn)變成精細(xì)化信號處理。未來傳感器的主要發(fā)展方向就是將非電量逐漸向電量轉(zhuǎn)換，以更好地為社會和人們提供服務(wù)。

3 傳感技術(shù)在機(jī)電自動化控制中的應(yīng)用

隨著傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，其在機(jī)電自動化控制領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，在很大程度改變了人們的生活方式，使人們的生活變得更自動化和智能化，如聲控?zé)艋蚬饪責(zé)舻取Ａ硗猓€有很多智能產(chǎn)品也用到了傳感技術(shù)，如目前受到廣泛關(guān)注的各種工業(yè)型機(jī)器人，其做出的反應(yīng)就得益于在身體各處安裝的傳感器，在接收了外在的刺激之后做出相應(yīng)的反應(yīng)。

3.1 在工業(yè)中的應(yīng)用

在工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)電自動化控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，這在很大程度上促進(jìn)了工業(yè)智能化、自動化。在一些大型工廠的流水線，傳感技術(shù)在其中有著不可替代的作用，可以有效、精準(zhǔn)地測量機(jī)床、機(jī)器等一些重要設(shè)備，來獲取生產(chǎn)流水線的具體運轉(zhuǎn)情況，有利于加強規(guī)范流水線工作，推動工業(yè)發(fā)展。不僅如此，利用傳感技術(shù)還能對一些精細(xì)的生產(chǎn)部件進(jìn)行精準(zhǔn)測量，這突破了傳統(tǒng)的測量方式，切實保障測量的準(zhǔn)確度。還有，對于一些尖、細(xì)部件的加工，在切削與磨削重要材料的過程中，砂輪、刀具的表面安裝的傳感器可以感知工具與產(chǎn)品的距離和工作程度的情況，不僅能保障的精準(zhǔn)度，還能杜絕一些產(chǎn)品表面損壞、切割工具磨損等情況，提升產(chǎn)品的質(zhì)量。最后，利用光傳感器還能測量出車床車刀的位置。因此，傳感技術(shù)能在工業(yè)領(lǐng)域強化加工工藝，在很大程度上提高生產(chǎn)效益、完善了生產(chǎn)過程，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)電自動化控制系統(tǒng)的傳感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛，推動著農(nóng)業(yè)朝著智能化和自動化發(fā)展。例如，通過傳感技術(shù)可以調(diào)節(jié)和控制一些影響農(nóng)作物生產(chǎn)的因素。借助傳感技術(shù)監(jiān)測環(huán)境，在識別環(huán)境影響因素之后，還能及時啟動相應(yīng)的保護(hù)裝置，避免系統(tǒng)出現(xiàn)更大的故障問題，降低故障損失，提升機(jī)電自動化系統(tǒng)運行效率。在農(nóng)田安裝傳感器，能夠有效感知外界的空氣濕度、光照強度、溫度變化以及土壤中的化肥含量等，獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，這樣就可以使種植過程變得精細(xì)化和智能化，不僅能降低人工的工作量，還能在很大程度上保障農(nóng)作物的產(chǎn)量產(chǎn)值，推動農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

3.3 在交通行業(yè)中的應(yīng)用

傳感技術(shù)在交通行業(yè)的應(yīng)用也得到了社會各界的廣泛關(guān)注。例如，在現(xiàn)代的汽車行業(yè)中機(jī)電自動控制傳感技術(shù)應(yīng)用情況十分常見，新型傳感技術(shù)的應(yīng)用推動了汽車行業(yè)的智能化和自動化的創(chuàng)新發(fā)展，能夠帶領(lǐng)汽車行業(yè)進(jìn)入科技的新領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的人力機(jī)械系統(tǒng)相比較，利用傳感技術(shù)形成的機(jī)電自動化智能控制控制技術(shù)，能夠使汽車的系統(tǒng)運作信息傳遞更加流暢，加強汽車中每一部分與系統(tǒng)的聯(lián)系，確保汽車制造的有機(jī)整體性。作為汽車電子控制系統(tǒng)中的重要組成部分，傳感技術(shù)在汽車的底盤控制系統(tǒng)、轎車自身控制系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)均有著應(yīng)用，能夠幫助人們更加精細(xì)化地控制汽車，提供更多的行車信息。此外，在高速公路的收費站處會有一塊白色的鋼板，里面裝有壓力傳感器，當(dāng)汽車從鋼板上通過時可以迅速、智能地對每臺汽車的載重進(jìn)行測量，更準(zhǔn)確、方便地進(jìn)行超載重檢測。

4 傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，信息技術(shù)得到了發(fā)展和重視，在很大程度上推動了我國各行各業(yè)的發(fā)展，所以說機(jī)電自動化控制中的傳感技術(shù)，能夠積極改變各個領(lǐng)域的發(fā)展，不斷推動社會朝著智能化和自動化邁進(jìn)。傳感器未來主要有兩個發(fā)展趨勢：一是對于傳感器新型材料的創(chuàng)新，材料對傳感技術(shù)的影響很大，而新型材料的研制能在一定程度上提升傳感器的技術(shù)水平，推動新型傳感器的研發(fā)；二是朝著數(shù)字化、智能化以及集成化方向發(fā)展。可以說，智能化和數(shù)字化是整個社會的發(fā)展方向，傳感技術(shù)也不例外，應(yīng)該積極突破傳統(tǒng)的功能，比如，在輸出信號時，單個模擬信號已經(jīng)很難滿足多樣化的要求，這就需要經(jīng)過微電腦處理好的數(shù)字化信號，而這其實就是智能傳感器。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著信息化時代的不斷發(fā)展，機(jī)電自動化控制傳感技術(shù)能夠有效改善我國各個領(lǐng)域的發(fā)展，推動工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及交通行業(yè)的全面發(fā)展，有利于我國的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，進(jìn)而推動我國的智能化產(chǎn)業(yè)服務(wù)，不斷增強我國的綜合實力。