傳感器技術在機電一體化系統中的應用研究

滑娟

摘要：近年來，隨著社會經濟的不斷發展，人們對于機電自動化水平的要求越來越高。傳感器技術具有較強的可操作性，且擁有較大擴展性。將傳感器技術應用于機電自動化中已然成為行業發展的主要趨勢所在。基于此下文展開傳感器技術在機電一體化系統中的應用研究具有重要的現實意義。以傳感器技術的發展現狀入手，展開傳感器技術未來發展趨勢探討，而后各行業中的機電一體化的實際發展情況，分析傳感器技術在其中的應用情況。

關鍵詞：傳感器技術;機電一體化;應用

Abstract： In recent years， with the continuous development of social economy， people have higher and higher requirements for the level of electromechanical automation. The sensor technology has strong maneuverability and greater scalability. The application of sensor technology in electromechanical automation has become the main trend in the development of the industry. Based on this， the application research of sensor technology in mechatronics system has important practical significance. Start with the development status of sensor technology， start to discuss the future development trend of sensor technology， and then analyze the actual development of mechatronics in various industries， and analyze the application of sensor technology.

Key words： sensor technology;mechatronics;application

0? 引言

機電一體化技術是指將機械技術、電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術等多種技術進行有機結合，并綜合應用到實際生產生活中的綜合技術。隨著計算機技術的迅猛發展，機電一體化正朝著智能化、人性化、微型化方向發展。而伴隨著科學技術的發展，越來越多的新材料、新工藝應運而生，傳感器技術在研究、開發、制造方面獲得長租的進步，將傳感器技術應用到機電一體化系統中，更好幫助機電一體化系統朝著創新方向發展。下文就展開傳感器技術在機電一體化系統中的具體應用現狀研究。

1? 傳感器技術概述

1.1 傳感器技術的概念

傳感器是指能夠感受被測量物體相關變化，并且將其按照一定規律轉變為可輸出信號的器件和裝置。傳感器技術就是傳感器設備性能、結構研究、創造的技術手段。基于社會信息技術的發展進程可知，傳感器技術可以分為三個階段，當下傳感器技術正處于低價格、多功能和系列化和智能化發展。在上世紀80年代起，傳感器技術逐漸成熟，其在機械制造方面所具有的功能作用被激發出來，傳感器技術逐漸成為重要的新興行業，成為國民經濟的新的經濟增長點[1]。

1.2 傳感器技術的未來發展趨勢

根據我國傳感器的研究以及發展現狀可知，傳感器技術作為自動控制、自動調節的重要環節，各行業都重視對傳感器技術理論和材料技術的創新研發。因此傳感器在今后的發展中呈現出以下的發展特點。一是新型敏感材料將會應用于傳感器設備的創造中。隨著社會各行業各學科的綜合發展，各種新技術實現相互融合發展，未來將有望將一些新型敏感材料應用于傳感器制造中，提高傳感器設備對于環境領域的適應力，更提高傳感器技術的精確性。二是傳感器技術將朝著高精度方向發展。根據傳感器的理論可知，其展開被測量一般是以各種物理效應為基礎的，當前伴隨著仿生物理學科的發展，傳感器將會朝著靈敏度高、響應速度快、互換性好的方向發展，從而應用于各種高新技術產業中。如，醫療、航空航天等行業。

2? 機電一體化系統的發展概述

2.1 機電一體化系統概述

機電一體化系統是科技發展下的產物，其融合了機械技術與電子技術，進行了創新發展。就機電一體化技術而言，其在生產性能要求與動力性、經濟性、質量保障上都更加具有說服力，需要得到重視并進一步優化，以新型技術手段完善與升級機電一體化技術。

2.2 機電一體化系統創新發展的重要性

工業產業是國民經濟的重要支柱產業，隨著科學技術的發展，解放生產力，提高生產效率，實現工業機械化、智能化發展已經成為新時期工業產業創新發展的重要趨勢所在。因此將機電一體化系統化應用于工業產業，帶動工業產業結構優化升級成為重要的探索。更重要的是，機電一體化系統的發展還不成熟，其對于社會所帶來的積極作用有限。當務之急就是要展開機電一體化系統的優化創新，不斷地實現機電一體化系統中的關鍵技術的研發創新，提高機電一體化技術的性能和作用。因此可以說，機電一體化系統的創新發展一方面能夠有效地提高社會生產效率。如，機電一體化技術應用于機械工程中不僅提高了工程整體效率，也減少了成本與資源的支出。而在這種發展趨勢下，為了能夠更進一步的提高機械工程效率與經濟效益。另一方面是機電一體化系統的創新發展有助于推動社會的轉型升級。如，數控機床設備中機電一體化系統的應用，其極大程度提高了數控機床加工操作的便捷性，改變了傳統的機械制造加工的生產模式，解放了機械制造行業中的人工勞動力[2]。

3? 傳感器技術在機電一體化系統中的應用

基于上述可知，機電一體化系統是機械技術同電子技術的有機整合所形成的系統，伴隨著社會信息化程度的不斷深入發展，當前各行各業中的機械技術、信息技術都朝著機電一體化方向發展。當前展開傳感器技術在機電一體化系統中的應用研究，主要是從各行業機電一體化系統的應用情況入手，具體的創新應用情況如下所示：

3.1 傳感器技術在機械生產行業中的創新應用

新時期下，機械生產領域包含機械加工、機械制造以及工業機器人制造等多個方面。傳感器技術在機械生產機電一體化系統中應用研究需要分為以下幾個方面入手：①傳感器技術在機械加工機電一體化系統中的應用。在機械加工機床和機械加工生產過程中，傳感器技術都發揮著重要的作用。如，在數控加工機床中導入傳感器設備，其能夠完成對整個數控機床各個部件的工作情況的測量，比如，對于數控機床的振動部件的頻率參數進行數據接收和管理，將這些數據反饋到數控機床的控制中心，由此展開對數控機床的各部件的監控管理。同時，數控機床的控制中心也可以將加工方案傳輸給每一個傳感器設備，由傳感器來進行數控機床各個零部件的智能化操作，比如，對機床的速度、刀具的位移情況等參數進行全面把握，由此極大程度地提升數控機床加工的精度[3]。②傳感器技術在機械制造方面的創新應用。機械制造主要是指對于各種機械部件、機械設備的加工制造，相較于機械加工行業而言，機械制造對于精度要求更高，對機械化程度水平要求更高。傳感器技術的應用，有效地實現機械制造的機電自動化控制，完成對機械制造的反饋、監督和控制。比如，傳感器技術能夠對機械制造部件的尺寸數據進行快速采集，而后將收集到的數據反饋給控制中心，由控制中心展開對數據的精確化分析，展開制造方案的制定。可以說，傳感器技術在機械制造中的應用，有效地提高機械制造部件的生產效率，降低因為大部件、精確部件加工制造所帶來的較高成本。③傳感器技術在機器人研發制造中的創新應用。伴隨著人工智能技術的不斷發展，工業機器人的制造和應用成為社會重要的課題所在。與此同時工業機器人制造過程中，如何確保機器人行動指令的智能性和精確性更是研究重難點。利用傳感器技術能夠對機器人行動控制參數進行獲取、分析，并且由此提高機器人的行為指令的精確性。比如，在機器人設計中應用外部傳感器，對于機器人運行的外部環境進行有效的識別感知，確保機器人行動的安全性。在機器人內部結構設計中利用傳感器技術，能夠有效分散執行機器人各部位指令和自身協調指令，滿足機器人的功能作用。可以說，要想提高工業機器人行動的個性化精確性安全性，必須要更好地開發和應用傳感器技術[4]。

3.2 傳感器技術在其他領域中的創新應用

在工業產業中，機電一體化系統得到廣泛的應用，也由此帶動工業行業領域的轉型升級，但是對于機電一體化系統而言，不可忽視其在社會民生領域中的應用。如，在社會發展中，不論是空間環境質量檢測、還是地理環境檢測，都直接影響社會的民生穩定。當前傳感器技術正是可以帶動社會民生領域中的機電一體化系統的優化創新。①傳感器技術在環境檢測機電一體化系統中的創新應用。環境檢測是一項綜合性的長期的工程項目，通常需要多種設備和儀器的共同作用，才能夠獲得較為合理科學的檢測數據，支持社會各行業的發展。而利用傳感器技術其具有較高的時效性和精準度。如，全球定位系統中傳感器技術的應用，其能夠實時收集到道路通常情況，并且對于存在的問題提出相應的解決對策。②傳感器技術在溫度測量機電一體化系統中的創新應用，當前不論是在工業企業通信還是在日常生活中，溫度測量都是重要的內容。如，在工業生產中，較多行業都需要在一定的溫度下才能夠發生化學反應，因此要求能夠對工業生產中的溫度進行精確及時的測量。同時在生活中，各種溫度傳感器的應用能夠提高對溫度測量的準確性，以此次的新冠疫情為例，市面上出現較多的傳感溫度測量儀。可以說這都是傳感器技術的創新應用所帶來的智能化、信息化、數字化的變化。在工業生產中常見的溫度測量主要有非接觸式測量和接觸式測量。非接觸式測量方法是采用特定的電磁波信號傳感器，對被測量物的電磁波信號進行接收和分析。而接觸式則是采用能夠進行熱傳遞作用的傳感器，對被測量物體的溫度進行有效直接感知。③傳感器技術在報警器中的創新運用。在社會生產生活中，還有許多領域安裝有報警器，如，火災報警器、煙霧報警器等。當前傳感器技術在這些報警器中具有創新應用效果。以火災報警器為例，傳感器技術對于煙霧濃度、有害氣體含量等安全域值進行提前設置，當報警器所處的環境這些參數出現異常發展，則此時傳感器能夠及時感知到參數的變化情況，啟動聲音傳感器，由此發出報警聲音，便于火災的有效控制[5]。

4? 結束語

綜上所述，作為信息技術的三大支柱之一的傳感器技術，其衡量著一個國家信息化程度，將傳感器技術應用到各行業機電設備中更是推動社會信息化發展的重要嘗試。與此同時機電一體化系統的不斷發展更代表著我國機械化程度，對社會產業結構優化轉型升級具有重要意義。當前將傳感器技術應用到機電一體化系統中，有效推動機電一體化系統的智能化、微型化和人性化發展。在未來的機電一體化系統研究中，要求能夠更好地實現傳感器技術的深度研究，更好地實現傳感器技術同機電一體化技術的有機整合發展。

參考文獻：

[1]吳傳全.傳感器技術在機電一體化系統中的應用研究[J].內燃機與配件，2020（22）：212-213.

[2]何峰.機電一體化系統中傳感器技術的應用研究[J].科技經濟導刊，2019，27（35）：77.

[3]田樹軍.傳感器技術在機電一體化系統中的應用研究[J].電子世界，2020（03）：197-198.

[4]李楷.機電一體化系統中傳感器技術的運用研究[J].山東工業技術，2019（12）：145.

[5]魏延鵬.傳感器技術在機電一體化中的應用[A].天津市電子工業協會.天津市電子工業協會2018年年會論文集[C].天津市電子工業協會，2018：3.