分析机电一体化系统中的传感器技术论文_林濠青

分析机电一体化系统中的传感器技术论文_林濠青

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摘要:随着时代的发展和社会经济的进步,机电一体化生产技术,得到了广泛的应用。在机电一体化系统中,体化也起到非常重要引导作用,传感器作用相当于系统感受器官,能精确快速地获取信,是机电一体化系统达到高水平的保证。感器的精确度与敏锐度都是检验传感器水平的重要方面,在传感器中的地位也是关键性。

关键词:机电一体化;传感器;检测技术;应用

引言:目前,我国在传感器上的研制与传感检测技术的应用已经有所成就,但是与外国的相比先进技术还是有很大差距。机电一体化是现代科技发展下的产物,它在各个领域都有所应用,并且起着非常大的作用。在具体分析关键技术前,要明确其组成结构本文主要介绍传感器与检测技术的基本概念,和传感器检测技术在机电一体化系统中的具体应用及发展趋势。

一、传感器与机电一体化的介绍及联系

1、传感器的概念

传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求目前,传感器转换后的信号大多是电信号,从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。

2、机电一体化的简介

日本机械振兴协会经济研究所对机电一体化提出的解释在国际上被首次认可,也可以说是机电一体化的初步定义,“机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机融合而成的系统总称”。从它的定义上能看出,机电一体化技术涉及到了很多方面,例如,机械制造技术、测试技术、微电子技术等等。

二、传感器是机电一体化系统的关键技术

传感器在机电一体化系统中,以传感器为基础的检测技术主要功能是检测系统本身和操作的对象,以及系统作业的环境,提供必要的信息来保证系统的正常作业。

1.1传感器在测量模块的应用

传感器是当前数字化管理中,最常使用的传输、存储、处理、记录设备。在机电一体化系统,传感器便是控制中枢与各环节桥梁,主要实现两方面工作,第一,负责将环节动态传递给控制中枢,以保证各环节有序进行。而在传输前传感器需要接受信息,并根据SNMP协议进行处理、转化。由此可以发现,传感器本身便是由复杂结构所构成的电子器械。第二,执行控制中枢请求指令。传感器在接收指令后,将其转化为非传输数据语言,进行分析和内容调配,再将结果转变为数据传输模式,传输到所要支配的环节。

1.2传感器的种类

传感器种类的划分,主要根据功能差异性实现。机电一体化应用环境不同需求操作的环节有所不同,均会对传感器的功能造成影响。根据其工作环境,可大体分为两个宽泛层面。第一,基于外部环境的传感器的主要工作是针对接收数据信息。可将此类传感器理解为控制中枢的“执行者”,用于获取控制中枢指令,并转化为工作环节可控指令。不但可以从工作环境上进行分类,也可通过接触形式分类,例如触碰式、压觉、温觉、声觉等。第二,基于内部管理的传感器。传感器的工作内容中,部分包括对内部管理,例如收集信息、检测等。同时,虽然任何类型传感器都会有数据处理能力。但是,针对内部数据处理和转化的算法,较比于接收转化有这一定差异。因此,内部数据处理传感器,也应列入到此类中。

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三、机电一体化系统中传感器技术的应用分析

机电一体化系统发展对传感器技术的要求是比较高的,例如线性度优良、稳定度好等,而且要求传感器要求有比较好的抗干扰能力,不论是静态特性还是动态特性都应当维持在比较好的状态,当然,高灵敏度和高分辨率也是比较重要的参数。传感器技术在机电一体化系统中的应用得到进一步提高机电一体化系统加工设备的精度和自动化程度。

2.1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,与现代机械制造生产的自动化设备有非常重要的联系,在装备制造业中得到了广泛的应用。数控机床上应用到传感器,在数控机床对温度、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、刀具的切削等都会产生相应的热量,不同部位的温差会有所不同,会对数控机床产生不利影响,传感器技术的应用能够有效解决,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措施,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。另外,传感器技术对机床车刀的削力变化进行信号感应。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。

2.2机械加工过程的传感检测技术应用

在机械加工过程中,需要检测的地方很多。加工前,最好对坯件和所用的加工设备进行各种自动检查,以保证加工过程能够正常地开始,如自动判断和调整坯件的夹持方位,确定上床后装夹的变形情况和夹紧力的大小;加工完毕后对工件进行测量,以便确定产品合格与否,如对工件的尺寸、粗糙度、形状和位置公差(圆度、锥度、平面度、同轴度等)的测量。对诸如齿轮和螺纹等工件,还要检测其齿距、螺距、节距半径、导程等。这些检测最好能自动地进行,并将检测结果输入下道工序,作为选用的条件;在加工过程中为了保证精密产品的合格率,对加工条件也有严格的要求,因而加工过程中对诸如切削速度、切削力、切削扭距、进给速度、温度、压力和振动等参数进行自动检测和自动调整,以期达到加工条件处于最佳状态

2.3传感器在温度测量中的应用

温度测量方法可以分两个大类接触式和非接触式。当传感器与被测对象相互接触时两者之间能够发生热传递,当传感器的感温器件与被测物体的温度一样时,传感器显示的温度即为被测物体的温度,这种测量方法即为接触式。该方法具有操作简便,结果精确度高的特点,经济实惠,但是缺点也非常明显,在温度达到一致的过程中,需要一定的等待时间。与此同时,传感器中热敏元件会吸收所测物体的一部分热量,若所测物体的温度过高,有腐蚀性和毒,很容易造成元件的损坏,应用也受到了一定的限制。还有一种是根据物体的热辐射性质进行测量,物体辐射的电磁波能量大小与物体本身的温度有着密切的关系,通过特殊的检测装置对这些电磁波信号进行接收和分析,将接收到的信号转换成温度的表现形式实现物体的非接触式测量。这种测量方法测量时较为繁琐,同时测得的结果不够准确。

结束语

随着科学技术、信息技术的不断发展,传感器技术作为信息时代高新技术发展的典型代表之一,各种传感器和检测技术在各个方面起到非常重要的作用。经过近几年的发展和创新,传感器技术的应用范围越来越广,在此领域取得了不小的成绩。但是我国与西方发达国家相比,还存在着一定的差距,需要相关的研究人员继续努力。也希望本文研究,能够给予应用、研发领域人士提供一些思路启发。

参考文献:

[1]陈玉祥.浅析传感器技术在机电一体化中的应用[J].黑龙江科技信息,2013.

[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.

[3]黄少敏.关于机电传感检测技术的探讨[J].中国高新技术企业(中旬),2013.

论文作者:林濠青

论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期

论文发表时间:2018/9/10

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