傳感器技術在機電一體化系統中的應用

耿立峰

摘要：傳感器是機電一體化系統的核心裝置，具有提升系統運行速度、提高系統運行穩定性、獲取更加豐富和準確信息的作用。傳感器技術屬于機電一體化系統基礎技術，在機械生產、設備應用等方面發揮著巨大作用。基于此文章將會探究傳感器技術在機電一體化當中的應用。

關鍵詞：傳感器技術;機電一體化系統;應用

我國傳感器技術發展時間較長，已經擁有一個較為成熟的應用體系，尤其在機電一體化系統中，應用了大量傳感器，用于感知周圍情況，收集環境和設備信息，為系統精準運行提供依據。因此可以得知一旦機電一體化當中缺少傳感器技術那么就不能進行信息的準確感知，因此需要不斷的提高傳感器技術，這樣才能切實的提升機電一體化的運行質量。

1傳感器技術概述

1980年代左右，傳感器在世界各國開始流行，許多先進工業國家開始引進普及傳感器技術，并對其進行研發和應用。截至今日，傳感器及其系統生產與發展已經成為熱門領域。傳感器是一種重要的測量裝置，能夠感知外界變化（物體或周圍環境受生物、化學、物理等影響產生的變化）并作出反應，將信息按照一定規律轉化為能夠遠距離傳播的電信號，或者其他形式的信號。傳感器技術是基于實際需求，對各類傳感器，如力學傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、光電傳感器等進行綜合配置，以實時測量周圍環境和信息，并將信息傳輸至系統的技術。技術人員可按照實際工作環境，基于傳感器分類，如能量轉換原則分類、參量設計分類、工作原理分類等，對傳感器型號、配置、種類等進行設計和選擇，以滿足配置需求。

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不斷發展的產物，機電一體化技術融合了機械技術與電子技術，進行創新發展，就機電一體化技術來說，其在生產性能方面要求在質量、動力、經濟等方面都能帶有良好的產品說服力，并且需要得到重視與優化處理，通過新興技術完善并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

我國當下的主要產業支柱是工業產業，伴隨科技技術的不斷發展，先進的技術逐漸解放人們的生產力量，提高了生產效率，全面實現工業的機械化發展，已經成為新時期的工業創新發展的趨勢所在，因此將機電一體化運用在工業發展當中，帶動工業技術進行升級，成為當下國家發展的主要目標，更為重要的是，當下機電一體化技術發展并不成熟，其對于社會發展帶來的作用還是存在限制的。因此當下最主要的就是進行技術的創新發展，不斷實現機電一體化技術的創新研發，提高機電一體化技術的性能以及作用，所以甚至可以理解為機電一體化技術的發展能夠提高社會整體生產效率，例如機電一體化技術在機械工程當中進行運用不僅能提高工程項目的整體速率，并且還能減少成本與資源的支出。

3傳感器技術與機電自動化控制的關系

機電一體化技術的應用，在促進我國經濟發展中發揮了重要的作用。隨著機電一體化技術逐漸向智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化和系統化方向發展，其應用領域也不斷擴大。在機電一體化技術中，機電自動化控制系統通過指令要求，能夠自動化運行。應用機電自動化控制系統，在提升工作效率的同時，還降低了生產成本。機電自動化控制系統的運行，需要多種技術的綜合運用，其中傳感器技術是重要的組成部分，其為控制系統作出決策提供重要依據。傳感器技術水平的高低，直接影響到整個系統的自動化控制程度。隨著傳感器技術水平的提升，其所能夠探測感知的范圍不斷擴大，信息采集速度更快，精準度更高，種類更加完善，因此為機電自動化控制系統的應用提供了重要的技術支持。機電自動化控制應用的領域也不斷擴大，已從工業生產擴大到交通、農業生產、海洋工程、環境檢測等領域，為推動我國社會經濟的發展做出了巨大的貢獻。

4傳感器在我國機電一體化中的現狀及發展

我國的企業在進一步發展的過程當中，在管理能力、裝備能力、施工能力以及設計能力上已經逐步成熟。然而，只有60%的企業采取機械化的方式來進行生產，大多數企業在進行生產的過程當中，采取了手工作業部分機械化和機械化相結合的方式。一般來說，在進行生產的過程當中并不具備較高水平的技術裝備，為了加大生產，吸納了過多的作業人員，但并未明顯提高生產效率。在進一步推動企業機械化發展的過程當中，可以在機電一體化技術當中融入傳感器技術，這一改革需要相關政府部門技術人員以及企業的高層管理人員共同努力。①企業需要對于傳感器的材料和設計進行深入的研究。在對于傳感器進行設計的過程當中，應該盡可能的對于傳感器的敏感程度和精確程度進行提升，在其材料上進行突破，使得傳感器具有更廣闊的適應能力以及更強的敏感度，在具體作業的過程當中發揮重要作用。②整合分析傳感器數據資料。根據分析可以發現，傳感器技術在進行具體工作的過程當中，能夠根據信號波長來進行具體的作業，之后可以對于數據資料進行分類整理。③為了進一步推動傳感器技術的利用，企業的技術部門和相關的政府管理部門應該加強努力，推動企業的數字化，智能化發展，進一步促進煤炭機電一體化開采技術的廣泛利用，促進企業的可持續發展。

5傳感器技術在機電一體化系統中的應用

5.1數控機床領域

數控機床是機械生產加工的重要技術設備，在自動化發展過程中，數控機床領域發展受到高度關注，這也是目前機電一體化系統應用的重要發展方向。采用傳感器實時監測周圍溫度，了解溫度變化區間，采用相關措施有效把控溫度變化，避免出現溫度大幅變化情況，以保障整體加工質量。從加工過程看，數控機床在加工過程中需要將零部件夾緊，倘若夾緊力控制不恰當，施加力度過大，將會導致零部件損壞;施加力度不足，會導致零部件位移，最終報廢，還會過度磨損數控機床，縮短機床使用壽命。在這一環節使用傳感器技術時刻分析零部件受力情況，并結合使用智能系統調控施加力度，充分保障機床加工穩定性，避免出現失誤。例如，可以根據零部件受力情況，時刻調整切削扭矩，以獲得高的切削效率和質量。

5.2交通領域

傳感器技術在交通領域的應用范圍較廣，無論是在車輛工程中，還是道路交通管理中，都為機電自動化控制系統的運行提供了重要的技術支持。隨著我國科學技術的發展，智能駕駛車輛的研發力度不斷增強。智能駕駛車輛對環境的感知要求較高，需要運用到多種類型的傳感器。在車輛中需要配備側向激光雷達、角毫米波雷達、前向毫米波雷達、單目前置攝像頭等，用于對相鄰車道車輛檢測，感知交通信號燈，掃描車輛四角盲區，探測車輛前方行人和車輛等。將不同類型的傳感器安裝在相應的位置，能夠將采集到的各類環境信息傳遞給控制系統，為車輛的路徑規劃提供決策依據。在道路交通管理中的應用，可有效提升交通管理效率。在城市交通道路中的不同位置安裝傳感器，可實時掌控道路的車輛及人員狀態，通過對數據的分析，能夠發現各個時段的車流密度，然后通過優化手段對道路擁堵現象進行疏導。

5.3農業生產

傳感器技術在農業生產中的應用，促進了精準農業和智慧農業的發展進程，為提高農業生產效率和農產品質量提供了重要的技術支持。在精準農業和智慧農業生產中，機電自動化控制系統是重要的組成部分，通過各種類型的傳感器獲取信息，自動化控制系統可發出相應的指令，為農業生產的各個環節提供精準服務。比如在大棚蔬菜種植中，需要根據蔬菜的種類來設置棚內環境，可通過傳感器來采集棚內的二氧化碳濃度、空氣濕度、空氣溫度、

光照強度、土壤溫度、土壤濕度等信息，這些信息經過相應的轉換后會傳輸到機電自動化控制系統中，系統會將采集到的數據信息與設計值進行對比，對于超出設計值范圍的參數，可通過控制系統向機電自動化裝置發送執行指令，進而對大棚內的各種參數進行調節，為蔬菜生長創造適宜的環境，進而提升蔬菜的產量和質量。

5.4煤礦開采

在對于煤礦企業的工作性質進行分析的過程當中，可以發現，由于煤礦企業工作性質的特殊性，其實際作業危險性是非常高的。大多數企業在進一步推動煤礦生產的過程當中，為了盡可能保證工作人員的安全性，降低財產損失和人員傷亡。對于一些危險的人工作業，利用機器人來進行代替，這種方式使得企業生產的危險性被進一步降低。在這方面對于傳感器技術進行利用，可以讓機器人在進行工作的過程當中能夠更加精準的對于各個步驟進行掌握，就像是給機器人增加了耳朵和眼睛。促進機器人能夠對于惡劣的井下環境進行適應，提高傳播信息的速度和搜集信息的能力。在對其優點進行分析的過程當中可以發現，利用這種方式對于信息進行搜集，具有著較高的穩定性，不管井下的環境有多么惡劣，機器人都能夠對于各種信息進行精準的搜集整理，向井上的其他設備進行傳送。相關技術人員在得到機器人所涉及到的信息之后，可以根據具體的信息進行工作計劃的制定。因此，在進一步推動煤礦企業改革發展的過程當中，需要結合使用傳感器技術以及機器人。

5.5機械生產

新的時代背景下，機械生產領域主要包含著機械加工、機械制造產業以及工業機器人的制造等多個方面，傳感技術在機電一體化技術當中的運用主要表現在以下幾個方面：（1）傳感技術在機械加工機電一體化技術系統當中的運用。在機械加工機床以及機械加工生產當中，傳感技術都發揮著無法替代的主要作用，例如在數控加工機床中導入傳感技術，其能夠完成整個機床的各個部件的工作狀況，例如對于數控機床的振動部件頻率的參數進行接收管理，并將數據在數控機床的控制中心進行反饋等，由此開展數控機床的各個部件的監管。同時數控機床的控制中心也能將各個方案傳輸給傳感器設備，有傳感器進行數控機床的零部件的操控，實際表現在對于機床的速度以及刀具的位置變化等參數的綜合性處理等，進而最大化的保障數控機床的精度問題。（2）傳感器技術在制造方面的運用，機械制造主要是指對于各式各樣的機械部件機械設備的加工制造，相較于機械加工行業來說，機械制造的需要更加完善，對于機械水平要求更高。傳感器技術的運用，能夠有效的實現機械制造自動化控制，完成機械制造的反饋監督等。如：傳感器技術能夠進行機械制造部件的數據的快速準確性采集，并且將采集的數據反饋給控制中心，進而由控制中心進行數據的精確化分析，展開實際操作方式，甚至可以說是傳感技術在機械制造當中的運用，切實有效的提高了機械制造生產的效率，降低因為部件不精確問題產生的較高的制造成本。

5.6汽車行業

我國的經濟實力的發展促使科技產業也得到一定程度的發展，人們的生活水平以及生活品質隨著經濟與科技的不斷進步也得到了相應的提升，并且人們對于高質量的生活需求更加強大，因此汽車產業得到相應的發展。但是早期的汽車行業的生產技術與現代化機械生產之間存在著一定的生產矛盾性，使得汽車生產受到一定程度的阻礙性，然而傳感技術的出現，使得機電一體化技術得到前所未有的廣泛應用，同樣也是的汽車行業得到發展，汽車逐漸走向智能化、自動化的發展方向，進而現代生產出的汽車更加符合人們對于汽車的需求，繼而促使我國汽車產業得到發展。

結束語：傳感器技術作為機電一體系統中的重要組成部分，已經在人們的日常學習生活中獲得了廣泛的運用，但是作為信息時代高新技術的典型之一，機電一體化系統的自動化程度由傳感器技術的運用水平直接決定。因此，隨著科學技術發展和相關信息技術運用的更新迭代，自動化與智能化是傳感器技術不斷改進的發展方向，而在這改進的過程中傳感器技術也將在機電一體化系統和人們的生產生活中發揮著更大的作用。

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