机电应用中的检测技术分析论文_李宝剑

机电应用中的检测技术分析论文_李宝剑

(国家电投集团宁夏能源铝业宁东分公司 宁夏银川 755000)

摘要:机电一体化技术是科技发展的产物,也是实现社会生产力进步的必然条件。它对机械工业产生深远的影响,改变了传统的机械设计方法和设计概念。而检测技术在机电一体化中的应用也十分广泛,检测技术的高低直接对机电一体化的发展产生影响,因此我们应该加强对检测技术的研究,进一步实现系统的自动化总之。在本文我们主要是分析了传感技术的应用现状以及未来的发展方向。

关键词:传感检测;机电一体化;机器视觉

随着检测技术的不断进步和变革,在20世纪80年代时掀起了一场传感器热潮,各个国家都在传感器检测技术方面展开了激烈的竞争。所以我们应该重视传感器检测技术在机电当中的应用,使传感器技术逐渐成为重要的新兴行业。

一、机电一体化的概念

机电一体化又叫做机械电子学,英文名字是Mechatronics,其是由机械学的英文单词Mechanics的前半部分以及电子学的英文单词Electronics的后半部分组成的。现在的机电一体化技术是由微电子技术以及机械技术紧密结合而成的一门技术,其发展过程是机器逐步具备了智能化、人性化的特点。

机电一体化主要包含以下几部分内容:传感检测技术、自动控制技术、系统技术、信息与计算机技术、机械技术。

机电一体化主要就业岗位有:管理、销售、维修、调试以及安装机电一体化设备;数控化改造普通机床等。次要的就业岗位有:设计、生产、改造机电一体化产品以及技术服务等。

二、机电应用中的传感检测技术

2.1传感检测技术在机电应用中的发展现状

检测技术其实是通过传感器对系统进行信息检测的特种设备,之后通过不同的方式将信息传递出去,对于系统中检测到的数据和信息进行处理和管理,进而实现对整个系统的自动控制和检测。随着科技的不断进步,人们对于信息的准确度要求也不断提高,因此检测技术也在不断的进步,在社会发展中具有重要意义。

2.2传感检测技术

传感检测技术是系统中的感受器官,其使将自动调节、自动控制实现的关键环节。其功能越强,系统中自动化程序就会越高。现代工程对传感器能够精确、快速的实现信息的获取并接受严酷环境有着很高的要求,其是机电一体化系统实现高水平要求的保证。

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国家标准中对于传感器中的定义就是,能够将规定的被测量同时根据一定的规律实现转换为可用信号进行感受的装置或者期间,一般来将其是由转换元件以及敏感元件组成。传感器是一类检修检测的装置,可能给将被测量的信息感受到,同时能够对感受到的信息仅检查,根据一定的规律将其转换为电信号或者其他需要形式的信号的输出,以将信号控制、记录、显示、存储、处理以及传输等方面的要求满足,启示自动控制以及自动检测实现的首要环节。

能够使用不同的观点实现对传感器进行分类的过程:

根据传感器的物理量能够将其分为,气体成分、流量、温度、速度、力、位移等种类的传感器。

根据传感器的工作原理能够将其分为热电偶、光栅、光电、霍尔、电压、电感、电容、电阻等种类的传感器。

电阻式传感器是需要被测量的,如温度、湿度、加速度、力、形变、位移等,这种传感器能够将这些物理量转变为电阻值。其主要的类别有湿敏、气敏、热敏、热电阻、压阻式、应变式的传感器件。

电阻应变式传感器,这类传感器中电阻应变片具备着金属类的应变效果,电阻应变片主要包含半导体以及金属两个类别,金属应变片主要包含薄膜式、箔式、金属丝式几种。半导体应变片则具备着有较小的横向效应、较高的灵敏度(通常是箔式、丝式的几十倍)等方面的优点。

压阻式传感器是依据半导体材料中的压阻效应在半导体材料的基础上,经过扩散电阻实现的器件,其基片能够直接当作传感的测量元件,在基片内部的扩散电阻内接成为电桥。被当作压阻式传感器的基片材料主要是锗片以及硅片,将硅片作品敏感材料制成的硅压阻传感器受到的重视越来越多,特别是以测量速度和压力的固态压阻式传感器的使用使最普遍的。

热电阻传感器主要是应用电阻值随着温度的变化情况这一特点来对温度以及和温度有关系的相应参数间测量。在检测温度精度具有较高要求的场合,这类传感器的适用性较高。现在使用较为广泛的热电阻材料是镍、铜、铂等,其具备着较容易加工、具有较宽的使用温度范围、性能温定、线性好、电阻温度系统大等方面的特点。用于对-200°C~+500°C范围内的温度进行测量。

根据传感器信号输出的性质进行分类,可以分为输出代码或脉冲的数字性传感器、输出为模拟量的模拟式传感器、输出为开关量的开关式传感器。

根据传感器的材料进行分类,可以分为陶瓷传感器、厚膜传感器、薄膜传感器、集成传感器。

集成传感器是使用标准的生产硅基半导体实现电路集成的工艺技术实现制造的,通常还能够使用在被测信号进行初步处理的一些电路中,也能够在同一个芯片上集成。

薄膜传感器是在介质衬底(基板)上实现沉积,形成相应的敏感材料的过程。在混合工艺使用的过程中,同样也能够在此基板上来制造部分电路。

厚膜传感器是应用相关材料的浆料,在陶瓷基片上进行涂覆而形成的,基片基本上都是由A1203制成的,之后经过热处理的过程,使厚膜能够成形。

陶瓷传感器使用陶瓷的标准工艺或者其变种的某种工艺(凝胶-溶胶等)进行生产的。

适当的预备性操作完成之后,已经成形的元器件在高温中实现烧结。陶瓷和厚膜传感器这两类工艺间具有着共同的很多特性,在某些方面,能够认为厚膜工艺是一种变型的陶瓷工艺。

每种工艺技术都具备着自身的优点和不足。因为生产、开发以及研究过程中需要投入的资本较低,同时传感器的参数的稳定性较高等方面的原因,使用厚膜传感器以及陶瓷传感器是较为合理的。

三、机器视觉技术

使用机器代替人眼来实现判断和测量的“机器视觉”,其第一步需要的就是传感器技术。

机器数据系统是经过摄取图像装置实现抓取图像的过程,之后将图像向处理单元中传送,再经过数字化的处理过程,依据颜色、亮度以及像素分布等方面的信息,来进行颜色、形状、尺寸的判别,二十依据判别的结果实现对现场设备动作的控制。

最近几年,机器视觉技术的成熟度越来越高,在现代的制造加工业中被广泛的应用在汽车制造、包装、电子制造、金属加工、化工和建材、制药、化妆品、食品和饮料等行业中。在进行现代自动化生产的过程中,其被广泛的应用在质量控制、成品检验以及工况监视等领域中。及其视觉很容易将信息集成的过程实现,是计算机集成制造实现的基础性技术。

四、检测机器视觉工业的系统类型

检测机器视觉工业方面的系统从应用的范围和检测的性质来说,分为定性检测和定量检测两个部分,每个部分又可以分为不同的子类。机器视觉在在线监测工业的各个应用领域中的活跃性是非常强的,如,机械零件的几何尺寸测量和自动识别分类、容器杂质或容积的检测、大型工件垂直度和平行度测量、钢板表明的自动探伤、印制电路板的视觉检测等。此外,在很多其他方法不能够检测的场所,使用机器视觉系统能够有效的实现。应用机器视觉正在将人工的工作进行替代,这很大程度上将智能检测系统的水平以及自动化生产的水平提升。

五、结语

无论是机器人技术还是数控机床技术都需要以检测技术作为基础。因此想要实现机电一体化的迅速发展,检测技术使得应用十分关键。在机电中应用检测技术之后,不仅提高了系统的工作效率,同时还推动了经济的发展。虽然在我们国家检测技术起步较晚,但是,我们需要不断的积累和研究检测技术,为推动机电一体化的发展提供技术保障。

参考文献

[1]赵一心.论检测传感技术在机电一体化中现状、应用及其发展[J].制造业自动化,2010,32(11):186-188

[2]黄楚珊.分析检测传感技术在机电一体化中的应用现状及发展[J].赤子,2012(7):198.

[3]刘宪武.机电一体化系统中检测传感技术应用探讨[J].科技创新导报,2011(33):82-82.

论文作者:李宝剑

论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期

论文发表时间:2018/4/13

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