傳感器技術在機械電子行業中的應用

姚海杏

（廣東省粵東技師學院，梅州 514000)

目前，傳感器技術已成為現代電子技術的重要組成部分，被廣泛應用于工業、農業以及制造業等一系列生產領域，與人類生產生活密不可分。將傳感器技術合理有效地應用于機械電子行業，不但可以實現機械設備生產過程中各類信息數據的高效采集，還有助于科學合理地指導企業開展生產策略的調整工作，同時能夠優化資源配置，減少污染排放，提高企業生產效率與質量，確保企業實現健康長遠發展。因此，有必要對機械電子行業中傳感器技術的運用進行深入研究。

1 傳感器技術概述

傳感器主要指的是可以感受規定的被測量，同時依照一定規律將其有效轉換為可用輸出信號的相應器件或者裝置的總稱。一般情況下，被測量主要為非電物理量。對于輸出信號，被測量通常為電量。傳感器技術屬于一種技術含量高且技術綜合性極強的技術，實際發展歷程如表1 所示。將傳感器技術應用于機械電子行業，可以快速準確地獲取一系列有價值的信息資源，可以為機械電子行業的快速發展助力。近幾年，在高密度器械技術和電子技術持續發展的背景下，傳感器的種類和數量也在持續增加，尤其是功能方面持續完善，在冶金、化工、機械以及農業等多個領域得到了廣泛運用。這種技術具有生產成本低、自動調節與控制以及操作智能等諸多優點，可以顯著提高機械電子系統的自動化水平，擁有極為廣闊的應用和發展前景[1]。

表1 傳感器技術發展歷程表

2 機械電子行業中運用傳感器技術的意義

2.1 可助推機械電子實現數字化發展

通過合理運用傳感器技術，能夠顯著提高數據采集效率，形成統一的數據格式。特別是一些無法度量的數據，利用傳感器技術可以將其具體化呈現，如壓強、溫度以及視頻流等，同時可以打造出相應的數字模型，顯著提高了機械電子設備的生產效率和質量?？梢?，傳感器技術可以推動機械電子行業實現數字化發展，有助于進一步增強生產能力[2]。

2.2 能夠推動機械電子行業實現模塊化發展

現階段，很多生產企業將傳感器技術廣泛應用于機電設備模塊化設計和研究工作，通過科學運用傳感器，有效豐富模塊的一系列功能，不但能夠提供溫控功能，還能夠促使機電設備擁有較強的測距功能，從而為工作人員管理、操作設備提供便利。此外，在多種傳感器的科學集成模式下，還能夠形成一些新的模塊。例如：如圖1 所示，機器人感知模塊包含溫度傳感器、視頻傳感器以及紅外傳感器等。這些傳感器的有效整合，最終構成了機器人的感知模塊，能夠促使機器人對自身附近環境開展細致全面的探測。

3 傳感器技術在機械電子行業中的應用

3.1 在數控機床中的運用

數控機床屬于相對較為典型的一種機械電子產品。這種機電設備的出現，顯著提高了機械加工效率和加工質量。由于數控機床自身的運行主要是依照已經提前編寫好的工藝程序開展相關操作，因此其加工效率和加工精度非常高。借助人為設定相應的工藝參數，可以快速有效地改變相應加工工件的具體工藝程序，對于批量化生產來講具有極為重要的意義。數控機床為自動化生產，加工過程一般不會涉及人為控制，所以能夠顯著降低生產誤差。但是，在實際運行過程中，數控機床會因為模具和工件之間的互相作用而逐漸產生位移和熱量，有可能對加工精度和機床自身的安全性造成影響。因此，必須有效監測機床實際加工過程，以保證加工精度，同時避免安全事故的發生[3]。

如圖2 所示，合理運用傳感器可以有效解決這一難題。相應的傳感器裝置能夠依照編寫好的程序開展信息點的采集工作，然后將自身采集的一系列數據信息快速傳輸到相應的控制系統。控制系統能夠對數據信息開展分析處理工作，以便能夠及時調整模具和工件的實際運行軌跡，最大限度降低因產生的位移而造成的加工誤差。此外，傳感器可以實時有效地監測數控機床的整個加工過程，一旦發現模具和工件之間的熱量上升到設定的極限值，便能夠及時發出警報，從而避免由于高溫而引發的變形、模具損壞等問題，顯著提高了數控機床實際運行的可靠性和安全性。

3.2 在機電設備自動控制系統中的應用

現階段，傳感器技術在機械電子設備自動控制系統中也有著較為廣泛的應用，大幅提升了設備性能，也使得各類機械設備能夠更好地服務于人們的生產生活，其中較為典型的代表是在汽車控制系統中的運用。近幾年，我國經濟社會發展較為迅猛，汽車保有量呈現出持續增加的態勢，促使人們對汽車性能和舒適度也提出了一些新要求。汽車在實際設計與制造過程中開始應用一些新技術，以不斷向著智能化、環?；确较虬l展。對于傳感器技術來講，它在汽車控制系統中的實際應用數量和種類非常多[4]。

例如：現階段，汽車發動機控制系統、導航系統以及車身控制系統等多個系統都用到了傳感器技術，一般包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置以及轉速傳感器、流量傳感器等。這些傳感器能夠實時有效地對汽車中的各個工作單元的實際運行狀況開展監控工作，同時將采集到的一系列數據信息快速反饋到汽車總控制單元，再借助對反饋信息的綜合分析處理，快速對每一個工作單元的實際運行狀態做出適當合理的調整，從而保證汽車可以發揮最大性能，并且降低能源消耗和安全事故發生的概率，使得汽車擁有更好的安全性和可靠性[5-6]。

以汽車空調系統為例，當駕駛人員啟動汽車空調系統時，安裝在駕駛室中的一系列傳感器元件能夠快速獲取溫度信息，同時將這些溫度信息有效反饋給汽車空調控制單元對所有溫度信息進行綜合對比分析工作。例如，比較駕駛員提供的溫度調節信號與汽車內部實際溫度，一旦實際溫度明顯高于調節溫度，便給出冷風。這個過程中傳感器能夠依照一定的頻率不斷檢測汽車內部的溫度，如果實際溫度與需要調節的溫度一致，此時空調控制系統便會自動進入待機狀態[7-8]。

3.3 在刀具檢測方面的應用

一般在機械加工生產環節中，切削和削磨屬于較為常用的加工方法。如果刀具或者砂輪在實際生產過程中的損傷程度已經達到了規定限值，必須進行更換處理，以避免出現工期延誤、加工精度下降等問題。例如：在工業生產中，由于刀具磨損而引發的機械故障問題，一般消耗的時間約占總停機時間的30%。合理運用傳感器技術能夠解決此類問題，如借助傳感器實時檢測主軸轉速、切削深度等相應參數，能夠有效避免出現重復磨損、磨損過重等狀況，從而提高機械生產效率和質量[9]。

3.4 在采煤機中的應用

將傳感器技術合理有效地應用于采煤機，借助對一系列指標的實時監控，可以在很大程度上降低事故發生的概率，提高采煤機工作效率。高精度傳感器可以模仿人的大腦，在實際采集數據方面、傳輸方面以及存儲和利用方面擁有強大的功能。借助對各項數據信息的高效分析處理，可以實現采煤機的智能化控制。例如：傳感器技術可以精準定位采煤地點，能夠結合現場監測的一系列數據信息自動制定一條最佳采煤工作線路；在實際作業過程中，傳感器可以有效監控滾筒高度、泵箱溫度和壓力等相應參數和設備的工作狀態，并且結合實際情況做出科學合理的調整，從而確保采煤機可以始終處于安全運行的狀態。

4 結語

受現代科技發展的強力推動，傳感器技術愈發先進成熟，已廣泛應用于社會各行各業，助推生產工作效率和質量的不斷提高。將傳感器技術合理應用于機械電子行業，不但可以節省大量的人力、物力以及財力，也可以推動機械電子設備實現自動化和智能化發展。文章簡要分析傳感器技術，重點探討傳感器技術在機械電子行業中的運用，以助推機械電子行業不斷向好發展。