淺析傳感器技術在機電一體化系統中的應用

涂祖蕾

摘要：目前我國機械制生產行業已經達到了很先進的階段，與此同時，機械生產的發展也進一步提升了我國的綜合實力與經濟水平。本文重點探究機電一體化系統中傳感器技術應用情況，結合當前行業發展情況，積極推動傳感器技術創新，以求最大程度的提升機電一體化系統應用水平。

關鍵詞：傳感器技術;機電一體化;系統應用

0? 引言

傳感器技術經過長期的研發，功能日漸強大，而且衍生出多個種類和特性，已經推廣到很多領域，逐漸成為機電一體化系統中的核心技術之一。傳感器技術憑借獨特的優勢，可以大大提升機電一體化系統在實踐中的操作力和控制力，進一步擴大機電一體化系統技術應用范圍，為機電一體化系統在實踐操作中提供了可靠的科學保障。

1? 關于傳感器技術的現狀與發展歷程分析

伴隨著技術的不斷發展，傳感器也在技術手段的支持下，逐漸發展進步，其不僅僅局限于單一的某一方面，而是促進種類、速度以及信息處理的多面發展，并且逐漸完善和強化，因此，其在機電一體化中的應用也越來越普遍，范圍也在逐漸擴大。伴隨著傳感器技術的發展，其在上世紀八十年代達到了關鍵性的發展階段，在科技領域的現代化發展占據了十分重要的位置，各個國家在這樣的時代背景下，對傳感器技術的研究和投入都在逐漸增加，致力于其研發工作，因此，傳感器技術逐漸發展成了一種新興的行業領域?，F階段，傳感器技術的使用已經越來越廣泛，并且成為了我國的重點開發項目，傳感器技術在機電一體化中的實際應用效果也成為了業內人士普遍關心的問題。

2? 機電一體化、傳感器技術的概念與傳感器的分類

2.1 機電一體化系統的具體概念

機電一體化系統主要就是指在機械生產過程中，將微觀電子技術應用于相關系統中，從而達到更新機電一體化系統中各項功能，提高機電一體化系統運轉的質量與效率的目的[1]。

2.2 傳感器技術的具體概念和分類

傳感器技術主要就是指一種能夠對機械生產制造過程中的數據進行測量與轉換的設備，并根據規范和標準，將非電量信號轉化成易測量的電信號。

目前我國傳感器技術在工業生產制造過程中的應用主要分為三大類：

①根據制造材料可以分為物理結構與晶體結構。

②根據內部能量轉化模式可以分為能量控制型與能量轉化型。

③根據所測量的參量設計可以分為機械量參量、熱工參量以及物性參量[2]。

傳感器的這些不同特性的種類，能適用于多種不同的環境和用途，因此只要結合使用要求合理選擇就可以滿足不同機電一體化系統的應用。在現代工業生產制造中，傳感器技術的應用已經占據了重要的地位，進一步提升了我國機械制造業的發展。

3? 將傳感器技術應用于機電一體化系統的意義和作用

當下我國正處于不斷提高工業生產制造業自動化水平的發展過程中，這就需要加強機電一體化系統在日常工作中的應用，傳感器技術在這里就起到了至關重要的作用。加強傳感器技術在機電一體化系統中的應用，不僅可以通過檢測得出的數據信息來促進系統檢測自動化水平的提高，進而推動我國工業生產制造水平的提高[3];而且還能夠幫助機電一體化系統高效科學的獲取待檢測對象的相關特征和狀態信號，為機電一體化系統后續正常發揮功能奠定堅實的基礎。

機電一體化系統中測量模塊是至關重要的一個環節，涉及到檢測與獲取待檢測對象的特征狀態和數據信息，影響到相關工作人員確定機械結構的強度、壓力、速度等主要功能的重要物理參數數據輸入，而這個測量模塊就是由傳感器和測量電路等重要部分組成，也就是說，傳感器技術是機電一體化系統中的核心，是機電一體化系統高水平、高精確度工作的重要保障。

4? 傳感器技術在機電一體化系統中的實際應用

4.1 傳感器技術在汽車行業的應用

隨著我國科技實力的不斷進步，在人們的日常生活中，對汽車的需求不斷提高，傳統的汽車制造生產技術已經滿足不了現代汽車行業的發展，而傳感器技術的出現改變了這一現狀。通過加強傳感器技術在機電一體化系統中的應用，提高了汽車制造業的智能化與輕型化水平，增強了現代汽車應用的舒適度以及使用的便利性，進一步推動了我國汽車行業的進步和發展[4]。

在現代汽車生產中，傳感器起到了不可或缺，不能代替的作用。現代汽車生產制造工序中，傳感器技術應用范圍較廣，無論是自動變速器還是防抱死系統，都需要依托于傳感器技術來獲取數據自動響應?，F代汽車的車用電子裝置越來越多，傳統的純機械式控制系統已經逐漸被汽車機電一體化系統取代，例如現在應用最廣泛的導航系統，以及發動機控制系統，在改進中與傳感器技術進行深度融合，賦予裝置多樣化功能的同時，進一步增強汽車系統的運行穩定性、可靠性。有別于傳統的汽車制造技術和工藝而言，傳感器技術抗干擾能力較強，可以滿足大范圍應用需要，在滿足功能需要同時大大降低成本。汽車傳感器適應較強，可以自適應顛簸道路或是其他惡劣環境，具備較強的密封性抵御外界環境的侵蝕影響，汽車發動機艙內部環境的高溫高壓、發動機使用過程中的電磁波和強烈震動都不會影響汽車傳感器在車用機電一體化系統中的應用。而且傳感器技術在汽車生產中只要能夠實現自動化，并且有效控制生產成本，就具備大批量生產的能力。傳感器技術在汽車機電一體化系統中應用，持續優化安全管理系統，可以進一步提升汽車行駛安全性?？v觀當前的汽車安全管理系統現狀來看，作為汽車的核心裝置，涵蓋壓力傳感器、加速度傳感器兩種。在檢測側邊撞擊的速度方面，根據相關數據統計發現，壓力傳感器相較于加速度傳感器運行效率更高，可以將誤差控制在最小范圍內，憑借其獨特優勢將壓力傳感器廣泛應用在汽車制造領域，有助于進一步提升汽車安全管理系統運行可靠性、穩定性，維護駕駛人員人身安全。

由此看來，機電一體化系統中傳感器技術的應用，在提升汽車制造技術水平同時，極大的推動了汽車生產制造產業高維度發展。傳感器技術為全面發揮汽車機電一體化系統的整體功能和科學效用奠定了堅實的技術基礎，在汽車生產制造的實踐操作中，傳感器技術保障了汽車機電一體化系統的科學高效和穩定可持續性發展。所以加強對傳感器技術在汽車機電一體化系統中應用的研究，是提升和優化我國汽車行業發展的現階段的重要內容。

4.2 傳感器技術在機械加工中的應用

各個行業工程項目機械結構實際加工的過程中都需要對零部件進行檢測，工作人員在進行加工機械零部件之前，必須利用現有的自動化機械加工檢測設備對零部件的加工胚件和各個零件的加工工具進行檢測，越精確科學的檢測結果，越能保障后續工作的順利進行，而在此過程中，傳感器技術在機電一體化系統中的應用為機械加工檢測技術就起到了重要的作用，使機械加工檢測結果更加科學精準。

機械加工在實操加工前，對加工設備的檢測要求較高，諸如，自動化識別和控制坯件的夾持方位，依據技術標準來調整坯件夾緊力、變形等參數;加工后，精準測量工件的形狀、尺寸和位置數據信息，保證生產的工件品質符合實際需要。通過各項指標檢測，為后續工序開展奠定基礎，傳感器技術在這里就起到了科學、精準且省時省力的作用。在機床加工中，依托于傳感器技術的實際應用可以優化加工流程，進一步提升加工過程穩定性，調整相關加工參數，生產高精度的工件。通過控制床身有關部位的阻抗參數、振動等數值，加強機床加工的薄弱環節，提升加工精準度。我國現階段在機械加工中傳感器技術的應用，其中當屬壓電式三向切削力傳感器，以及應變式傳感器更具代表性，但是不同技術特點和適用情況不同，需要結合具體情況靈活選用，切實提升機械生產加工效率和效益。

4.3 傳感器技術在數控機床上的應用

眾所周知，在我國現階段機械自動化發展過程中，數控機床是受到廣泛關注的關鍵技術和重要內容，是目前機電一體化系統工程技術應用和優化需要考量的發展元素之一。因此，新時期積極推動機電一體化系統中傳感器技術的廣泛應用，受到了相關領域高度關注和重視。如何保障傳感器技術在數控機床的實際應用效果，需要加深傳感器技術原理和優勢認知了解。在此基礎上，持續推動傳感器技術優化創新，切實提升機電一體化系統的整體性、科學性和可靠性。例如進一步強化相關傳感器控制原件的參數控制精度及數控機床加工體系中機電一體化系統功能，就能極大程度上發揮整個機電一體化系統中控制模塊的關鍵性要素，有助于強化傳感器技術能力和整個機電一體化系統功能的發揮。

傳感器技術可實現自動化控制數控機床刀具與工件運作，提升加工精度，降低誤差，生產高品質的工件。就數控機床中傳感器的應用類型來看，包括溫度傳感器、感應同步器、紅外傳感器等，類型多樣，可以滿足數控機床對工件檢測位置、角位移和直線位移，并有效控制加工壓力、穩定和速度等。傳感器技術在數控機床機電一體化系統中的應用，不僅解決了人工檢測效率低下的問題，而且還使故障檢出排除更為高效，進而確保機械零件更加精確，促進機械制造行業的發展。

5? 未來機電一體化系統中傳感器技術的應用前景

結合我國的發展趨勢及目前各項數據顯示，傳感器技術在機電一體化系統中未來的發展趨勢有三方面：

①提升光電子和微電子技術的應用，從而減少傳感器檢測過程中需要耗費的時間，促進傳感器的穩定性與工作效率;

②提升智能化、數字化傳感器的發展，提高傳感器技術在線監控過程中的效率和能力;

③提升數學模型與數學計算方法的應用，增強傳感器技術的精確度，避免傳感器在運行中出現故障[5]。

6? 結束語

綜上所述，傳感器技術在機電一體化系統中的應用，提高了機械生產制造的能力與質量。目前傳感器技術不僅在汽車行業、機械加工、數控機床領域得到廣泛的應用，而且憑借技術優勢在人工智能、醫療、探險等領域中應用取得了可觀成果，對于提升我國科技水平具有積極意義。

參考文獻：

[1]安培成.淺析傳感器技術在機電一體化系統中的應用[J].內燃機與配件，2018，40（1）：82-83.

[2]劉鄒.淺析傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用[J].中國新通信，2018，21（1）：205.

[3]劉波.智能制造系統中機電一體化技術應用之我見[J].自動化應用，2018，60（2）：150-151.

[4]劉慧，楊炙坤.機電一體化系統中傳感器技術的運用[J].機電一體化，2018，15（18）：228.

[5]謝小寶.傳感器技術在機電一體化系統中的應用[J].中小企業管理與科技，2018，25（6）：161-162.