佛山隆深机器人有限公司 广东佛山
摘要：传感器技术是机电一体化系统的关键核心组成部分，能够快速、准确的获取信息，并且在多种复杂环境下仍然能够发挥效能，传感器技术在机电一体化系统中的应用是提升机电一体化系统水平的关键。目前，机电一体化系统中的传感器技术已经在多个领域和行业发展中得到了广泛应用，在强化机电一体化系统发展效能方面发挥着十分重要的作用。本文对机电一体化系统中传感器技术的运用进行了简要分析。
关键字：机电一体化系统；传感器技术；运用
1传感器类型及传感器技术分析
1.1传感器的类型分析
传感器是一种能够感受规定的被测量信息并且将这种信息通过独特的方式转换为了输入信号的电器装置。这种装置在机电一体化中的应用主要是为了检测机电一体化系统与作业环境的基本状态，进而为机电一体化系统的有效运作提供相关的信息。在整个机电一体化系统结构中，测量模块是系统结构组成的核心部分，组成测量模块的除了变换电路之外就是传感器最为重要。传感器的输入数能够确定机械结构模块的整体性能，由此可知，传感器是整个机电一体化系统之首。它的作用就等同于系统的感受器官，如果缺少传感器，系统信息处理和控制决策的功能将难以实现。传感器具有多种类别，按照其测量对象的性质不同可以将传感器分为两种，其中一种是内部信息传感器，这种传感器主要用来检测机电一体化内部的状态，包括系统内部位置的变化、速度的变化、温度的变化以及异常变化等；另外一种是外部信息传感器，这种传感器主要是用来检测外部环境的状态，外部信息传感器当中有接触式的触觉传感器以及非接触式的视觉传感器、超声测距仪以及激光测距仪。
1.2传感器技术分析
在基地那一体化过程中，监测技术的基础内件就是传感器，所以说，传感技术对于机电一体化系统的运行起到至关重要的作用。监测技术的主要功能就是对操作的对象进行监测，并且对系统运行的环境以及系统本身的状况进行监测，为确保系统的正常运行，监测技术能够为系统提供一些关键的信息。传感技术的发展关系到机电一体化系统的整体发展，随着科学技术的发展，各种电子产品逐渐产生，电子信息呈现爆炸式的状态，信息传播的速度也不断提升，传统的信息传播方式的传播速度已经赶不上时代发展的脚步，需要对传感技术和检测技术不断更新，才能够满足时代对信息传播发展的要求。
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2传感器技术在机电一体化中的应用
2.1传感器在汽车机电一体化中的应用
随着微电子技术和传感器技术的应用，汽车的机电一体化使汽车焕然一新。自动驾驶技术是主动式安全电子学（ASE）合乎逻辑的发展方向。在ASE中，通过传感器和算法来预测事故，并在车辆的物理和动力限制内主动避免事故。自主式车辆需要部署多个传感器和电子子系统，用来实现启动、驾驶、操纵、导航、刹车和停车等。汽车机电一体化的中心内容是以微机为中心的自动控制系统取代原有纯机械式控制部件，从而改善汽车的性能，增加汽车的功能，汽车降低油耗，减少排气污染，提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作性和舒适性。
2.2传感器在工业机器人中的应用
在机器人的每个关节上各安装一种接触式或非接触式传感器及与其对应的死挡块。在接近极限位置时，传感器先产生限位停止信号，如果限位停止信号发出之后还未停止，由死挡块强制停止。当无法确定机器人某关节的零位时，可采用位移传感器的输出信号确定。机器人中使用速度传感器是为实现机器人各关节的速度闭环控制。在用直流、交流伺服电动机作为工业机器人驱动元件时，一般采用测速发电机作为速度的检测器。它与电动机同轴，电动机转速不同时，输出的电压值也不同，将其电压值输入到速度控制闭环反馈回路中，以提高电动机的动态性能。也可以用位移传感器代替速度传感器，此时必须对位移进行时间微分。如利用光电码盘代替速度传感器时，在单位时间内的脉冲数即为速度。利用频率电压转换器将光电码盘的脉冲频率转换成电压值，输入给伺服电动机的伺服系统中的速度反馈回路。
2.3传感器技术在数控机床中的应用
数控机床是现代机械制造生产的重要基础，是关系到现代机械制造生产的自动化设备，尤其是在装备制造业中得到了广泛的应用。大量的传感器被应用到数控机床上，从而实现了数控机床对温度、压力、位移和速度等参数的自动化测量和控制。首先，传感器技术应用在数控机床的温度检测方面，在工件加工的过程中，电动机的转动、刀具的切削等都会相应的产生热量，这些热量并不是均匀分布的，不同部位的温差会对数控机床产生不利影响，对工件加工精度产生影响。传感器技术的应用能够有效解决这个问题，通过传感器对温度信号进行感应，然后感应到的信号差异传输到数控机床的控制管理系统中，做好相关的温度补偿，从而减少因温差导致对工件加工精度的不利影响。其次，传感器技术在数控机床压力检测中的应用主要是对工件夹紧力进行信号检测，然后向控制系统传送预警信号，减少走到，另外，传感器技术对机床车刀的削力变化进行信号感应。同时，传感器技术还在数控机床的轴动位移状况进行检测，避免因轴动过位出现误差导致生产故障。需要指出的是，传感器技术在数控机床中的应用最早是对刀具和机床的监控方面，通过高分辨率的传感器和监视器实现对数控机床运行和生产的实时动态监测。
3传感器技术的发展趋势
传感器技术涉及到的领域众多，其特点在于可将非电量转换成电量，所有的过程均符合物理定律和物质的物理特性，而随着科学技术的进步，不断有新材料、新技术出现，将这些与传感器技术相结合，或者在现有的技术基础上，不断对传感器技术进行优化更新都是非常重要的。第一，研发新型敏感材料，将微电子、光电子等学科技术运用其中，提高传感器的敏感程度，提高传感器的性能，使其达到可以长时间连续以及短时间瞬时检测的工作要求;第二，新技术和新物理效应的应用，近代物理学已有造生物的感觉功能的新型传感器得到开发，其覆盖的行业领域也越来越多，通过新的技术和材料不仅可以研究新型传感器，还能优化已经开始使用的传感器，增强可使用的范围，将其更为小型化、集成化，开发更多的功能，减少其中的消耗;第三，高精度发展，现代社会需要灵敏度、精确度、反应速度的传感器，一些超精度的在线检测可达到＜0.1μm，还可将数学模型和计算方法运用其中，降低故障率;第四是智能化数字化发展，目前发现传感器已可以不再输出单一模拟信号，而是输出微电脑处理后的数字信号，甚至可附带控制功能，未来可以应用自动检测系统的线上检测控制和智能化工作。
结束语：随着科技的发展以及自动化信息技术的进步，使得传感器技术在机电一体化系统中所发挥的作用也越来越大。如果在机电一体系统中应用传感器技术，不仅可以从根本上促进机电一体化系统自动化水平的进一步提高，同时也有助于实现降低生产成本、促进生产效率和提高经济效益的目的。
参考文献：
[1]丁确.机电一体化中传感器与检测技术的运用[J].电子制作,2015,10:64.
[2]杨海燕.机电一体化系统中传感器技术的运用[J].黑龙江科技信息,2016,04:102.
[3]王旭东.试论传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].科技展望,2016,08:78.
[4]李文悦,刘彬.传感器技术在机电一体化中的应用[J].黑龙江科技信息,2013,24:23.
[5]黄永林.传感器技术在机电一体化的应用研究[J].科技视界,2014,24:80+361.
论文作者:刘震宇
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/19
标签：传感器论文; 机电一体化论文; 技术论文; 系统论文; 数控机床论文; 速度论文; 信号论文; 《防护工程》2017年第16期论文;