劉 璐

（天津市勞動(dòng)保障技師學(xué)院 天津 300162）

隨著信息技術(shù)的日益增強(qiáng)和人類探測(cè)領(lǐng)域的拓展延伸，傳感器技術(shù)已成為各領(lǐng)域發(fā)展中不可或缺的技術(shù)環(huán)節(jié)。傳感器技術(shù)能夠滿足不同工業(yè)的需求，準(zhǔn)確、迅速提取信息，并對(duì)現(xiàn)有的工作模式進(jìn)行優(yōu)化和完善，從而解決工作中存在的難點(diǎn)和缺陷，以此來(lái)提升系統(tǒng)或設(shè)備的效率和質(zhì)量。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，傳感器作為獲取信息的重要抓手，不僅提高了機(jī)電設(shè)備的效能，更增強(qiáng)了設(shè)備的智能化。因此企業(yè)和從業(yè)人員一方面要與時(shí)俱進(jìn)學(xué)習(xí)傳感器領(lǐng)域的新科技，另一方面進(jìn)一步落實(shí)好傳感器在應(yīng)用中的性能指標(biāo)、使用要求等，制定更為有效的優(yōu)化措施，從而不斷提高機(jī)電一體化系統(tǒng)使用的效率和質(zhì)量。

一、傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用現(xiàn)狀

傳感器是一種檢測(cè)裝置，能夠?qū)y(cè)量范圍內(nèi)的測(cè)量對(duì)象，按照一定的規(guī)律，將待檢測(cè)的非電信息（如位移、速度、質(zhì)量等物理量）轉(zhuǎn)化為便于輸出的電壓、頻率、電流、相位等電信號(hào)。因此傳感器技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中對(duì)操作對(duì)象的檢測(cè)上，以及對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際環(huán)境的探測(cè)中。就目前應(yīng)用狀況來(lái)看，傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用的最主要環(huán)節(jié)便是對(duì)模塊的測(cè)量，具體是通過(guò)傳感器以及相應(yīng)的測(cè)量電路來(lái)實(shí)現(xiàn)被測(cè)量的自動(dòng)檢測(cè)功能。例如在數(shù)控加工、工業(yè)機(jī)器人、智能汽車、智能家居、自動(dòng)化生產(chǎn)線等機(jī)電設(shè)備中都離不開(kāi)傳感器的身影。同時(shí)伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，空間探測(cè)領(lǐng)域的不斷深入，以及電子信息技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)信息處理能力提出了更高的要求，傳感器技術(shù)也向著集成化、智能化、微型化的方向不斷發(fā)展。

二、傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用意義

傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用，如同于系統(tǒng)本身的感應(yīng)器官，通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠針對(duì)檢測(cè)對(duì)象，對(duì)其實(shí)際的特性信號(hào)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行更為精準(zhǔn)地反饋。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合操作對(duì)象所存在的問(wèn)題，以及外部環(huán)境所存在的問(wèn)題，也能夠形成有效的反饋，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行有效地解決。通過(guò)傳感器技術(shù)源源不斷地為機(jī)電設(shè)備提供快速、準(zhǔn)確的信息，機(jī)電一體化系統(tǒng)才能夠高精度高效率地完成自動(dòng)檢測(cè)與控制工作。如果缺乏傳感器模塊，就無(wú)從高效準(zhǔn)確的提取信息，那么系統(tǒng)信息處理、控制決策等功能就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此傳感器技術(shù)對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與提升具有不可替代的重大意義。

三、傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用舉例

傳感器技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、智能汽車、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)生產(chǎn)線等機(jī)電一體化系統(tǒng)中，是機(jī)電一體化系統(tǒng)（或設(shè)備）發(fā)展的重要技術(shù)。

（一）工業(yè)機(jī)器人用傳感器進(jìn)行感知

傳感器技術(shù)對(duì)機(jī)器人而言就相當(dāng)于它的五官，借助傳感器獲取、轉(zhuǎn)換信息的能力，使機(jī)器人人物化，可以說(shuō)傳感器就是機(jī)器人獲得新生命的關(guān)鍵技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用操作中，機(jī)器人通過(guò)溫度、位移、速度、壓力等傳感器提取周圍環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作的感知，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的分析，從而做出反饋動(dòng)作。工業(yè)機(jī)器人中常用的傳感器有力/力矩傳感器、紅外傳感器、溫度傳感器、視覺(jué)傳感器等，例如超聲波傳感器主要用來(lái)探測(cè)物體的距離及方位，是機(jī)器人進(jìn)行避障動(dòng)作、測(cè)距的常用傳感器。還有機(jī)器人的零件取放操作，可通過(guò)三維視覺(jué)傳感器對(duì)檢測(cè)物體創(chuàng)建三維圖像，通過(guò)分析選擇最好的拾取方式。

（二）機(jī)械加工過(guò)程使用傳感器進(jìn)行檢測(cè)

機(jī)械加工過(guò)程中的傳感器檢測(cè)主要應(yīng)用在工件加工、轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、質(zhì)量檢測(cè)等方面。通過(guò)傳感器技術(shù)可大大提高機(jī)械加工的效率和質(zhì)量，減少人力資源的投入，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工作的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。在機(jī)械加工過(guò)程中，通過(guò)傳感器技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好地針對(duì)工件安裝的全過(guò)程實(shí)施有效的監(jiān)視，這也是機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器研究最多和最早的。通過(guò)傳感器來(lái)完成工件加工質(zhì)量的檢測(cè)，主要是指對(duì)工件加工工序的識(shí)別、鑒別和執(zhí)行。例如在鑒別工件中，可通過(guò)電渦流傳感器實(shí)現(xiàn)金屬探傷、計(jì)數(shù)、轉(zhuǎn)速測(cè)量等功能；在對(duì)加工成品效果核查階段，如在滾珠直徑自動(dòng)分選裝置中，可通過(guò)電感傳感器實(shí)現(xiàn)加工件誤差的分類；在數(shù)控車床中，粘度傳感器用于實(shí)時(shí)在線檢查重點(diǎn)機(jī)床的冷卻潤(rùn)滑液黏稠度，以確保加工品質(zhì)；速度傳感器應(yīng)用于對(duì)數(shù)控系統(tǒng)伺服系統(tǒng)的速度檢測(cè)上；溫度傳感器常用于進(jìn)行相應(yīng)的過(guò)熱保護(hù)和溫度補(bǔ)償。

（三）汽車自動(dòng)化控制中傳感器技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)如今，汽車行業(yè)正在邁進(jìn)一個(gè)全新的智能化時(shí)代。通過(guò)智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)與控制、性能提升等，使汽車在運(yùn)行的過(guò)程中體現(xiàn)出更為人性化的特征，同時(shí)也減少了能源的消耗以及尾氣的排放，極大程度地提高了汽車駕駛過(guò)程中的安全性、可靠性、環(huán)保性及智能性。在汽車控制系統(tǒng)中常使用到壓力傳感器、角速度傳感器、氧傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、霍爾開(kāi)關(guān)、熱釋電紅外傳感器等。例如通過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車車門、后備箱蓋的非法開(kāi)啟的自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警功能；通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳感器可檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)等，從而控制點(diǎn)火提前角、噴射時(shí)間及燃油配量等。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中現(xiàn)狀、作用及應(yīng)用實(shí)例的分析可知，傳感器廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、智能汽車、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)生產(chǎn)線等機(jī)電一體化系統(tǒng)中，是機(jī)電設(shè)備中必不可少的重要裝置，更是機(jī)電一體化系統(tǒng)高智能、高效率、高精度發(fā)展的重要推手。因此要不斷掌握傳感器領(lǐng)域新技術(shù)，學(xué)習(xí)各類傳感器的使用要求，充分融合多學(xué)科內(nèi)容，不斷優(yōu)化機(jī)電一體化系統(tǒng)。