孫建華

摘要：在整個機電一體化系統(tǒng)當中，傳感器是非常重要的一 個組成部分，可以說它是整個系統(tǒng)的核心設備。傳感器的存在可以使機電一體化系統(tǒng)更快、更準確地獲取各種信息。而面對各種復雜的外部環(huán)境，傳感器能夠保證機電一體化系統(tǒng)的正常運行和發(fā)揮。如果機電一體化系統(tǒng)中缺少傳感器，那么就無法準確地檢測到信息，也就無法維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)。此時，系統(tǒng)將無法正常運行。

關鍵詞：傳感器技術;機電一體化;應用研究

1 傳感器技術概述

傳感器是一種能將信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成遠距離傳輸信號的檢測裝置。轉(zhuǎn)換的結果可以是電信號，也可以是人們需要的其他信號形式。傳感器主要依靠物理、化學和生物效應來獲取信號，利用通信技術來傳輸信號。傳感器的信號轉(zhuǎn)換能力使其在社會生產(chǎn)的許多方面得到了廣泛的接受和應用，特別是在電氣領域。傳感器的發(fā)明和使用是新技術革命的重要組成部分。因此，傳感器技術也被稱為信息技術的三大支柱之一。它是連接物理世界和計算機世界的重要技術。它對電氣技術、航天技術、醫(yī)療技術和機械自動化等領域具有重要意義。常見的傳感器有很多種類，根據(jù)設計方式可分為控制型傳感器和轉(zhuǎn)換型傳感器，根據(jù)傳感參量可分為流體傳感器、氣敏傳感器、光敏傳感器，承擔起相當于人類“視覺”、“味覺”、“觸覺”的責任，根據(jù)工作原理可分為物理傳感器、化學傳感器、生物傳感器。傳感器的使用需要根據(jù)機電一體化系統(tǒng)的實際情況進行選擇，滿足系統(tǒng)需求。

2 機電一體化系統(tǒng)概述

機電一體化系統(tǒng)主要包括機械系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和傳感器檢測系統(tǒng)。機械系統(tǒng)包括傳動機構、支承部件和數(shù)學模型;伺服系統(tǒng)包括各種性能指標、執(zhí)行元件、檢測元件、電氣元件等環(huán)節(jié);傳感檢測系統(tǒng)包括位移傳感、速度傳感、加速度傳感、扭矩傳感、扭矩傳感、距離傳感、視覺傳感等傳感部分。這些部分共同構成一個完整的機電一體化系統(tǒng)，完成物理、化學和生物量變化的測量、信號轉(zhuǎn)換和信號傳輸。

3傳感器技術在機電一體化系統(tǒng)中的作用

在機電一體化系統(tǒng)中，傳感器主要起著檢測、信號轉(zhuǎn)換和控制的作用。它是機電一體化系統(tǒng)的重要組成部分，是提高機械自動化水平的關鍵技術。根據(jù)傳感器技術在機電一體化系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀，傳感器技術承擔著許多重要的任務，如提高轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能，提高機電一體化系統(tǒng)的實用能力，保證信號的準確采集，保證信號的準確轉(zhuǎn)換等，對機電一體化系統(tǒng)的應用和發(fā)展具有重要意義。同時，傳感器技術的應用也為技術人員了解和掌握機電系統(tǒng)及其控制下的機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)提供了技術支持，有利于提高機械設備的利用率，延長系統(tǒng)的使用壽命，具有很大的經(jīng)濟價值和保障價值。在機電一體化系統(tǒng)中，傳感器技術是快速、準確獲取和轉(zhuǎn)換信息的關鍵技術，對系統(tǒng)的控制具有重要意義。

4傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應用

4.1 傳感檢測技術在機械加工中的應用

機械加工對于各項工作的要求較高，為使加工過程符合各項要求，需要將相關檢測貫徹到加工的各個環(huán)節(jié)。在加工前，需要對加工設備進行自動檢查，保證設備在可以滿足加工的各項操作條件，如對坯件的夾持方位進行自動判斷，據(jù)此，應調(diào)整坯料的實際夾緊位置，并確定夾緊變形和夾緊力等參數(shù);加工后，要測量工件的形狀、尺寸、位置公差等數(shù)據(jù)，確保工件質(zhì)量符合設計制造要求。這些測試項目需要在處理過程中完成，并形成測試數(shù)據(jù)，為下一個過程打下基礎。在精密產(chǎn)品的生產(chǎn)加工中，為了保證產(chǎn)品的合格率，必須對加工條件做出嚴格的要求。對加工過程中的速度、溫度、壓力、振動、切削力矩等進行自動檢測和調(diào)整，使加工條件始終處于最佳狀態(tài)。在機械加工中，應用傳感器檢測技術可以優(yōu)化切削過程。通過傳感器技術，可以科學地控制切削力、切削角度、切削接觸面及切削狀態(tài)、電機功率等數(shù)據(jù)，降低材料去除率，從而更好地控制生產(chǎn)成本。在機床加工中，傳感器可以保證加工過程的動態(tài)穩(wěn)定性，通過控制機床床身相關部位的振動、阻抗參數(shù)等數(shù)據(jù)，可以加強機床加工的薄弱環(huán)節(jié)，從而提高加工精度。目前，我國機械加工中使用的傳感器主要是應變式和壓電式三向切削力傳感器，它們對金屬切削原理的研究分析、加工過程中切削數(shù)據(jù)的設計與開發(fā)起著重要的保障作用。

4.2傳感器技術在汽車工業(yè)中的應用

在汽車制造業(yè)中，傳感器得到了廣泛的應用。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車產(chǎn)品開始向小型化、電子化、輕量化和智能化方向發(fā)展，使得相關產(chǎn)品制造中對傳感器的需求逐漸增加。在汽車生產(chǎn)過程中，電子控制系統(tǒng)，包括自動變速器、防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動防滑系統(tǒng)等裝置，都需要利用傳感器技術來完成。隨著汽車電子設備數(shù)量的不斷增加，汽車機電一體化系統(tǒng)已經(jīng)開始取代純機械控制系統(tǒng)，并已全面應用于整車。包括發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制和導航系統(tǒng)在內(nèi)的汽車控制系統(tǒng)已經(jīng)開始采用傳感器技術來完成系統(tǒng)的功能，這使得汽車系統(tǒng)的應用實現(xiàn)了更高的可靠性和功能性。汽車傳感器具有適應性強、抗干擾能力強、穩(wěn)定性和可靠性高、價格低廉等特點。它們可用于各種惡劣環(huán)境，如風雨、崎嶇道路等環(huán)境。同時，能保證良好的密封性、防潮性和耐腐蝕性。它能適應高溫高壓汽車發(fā)動機艙的內(nèi)部環(huán)境，還能抵抗發(fā)動機工作時產(chǎn)生的強烈振動和電磁波。另外，隨著車輛運行速度的不斷提高，對各部件的要求也越來越高，車輛機電一體化系統(tǒng)中的傳感器也要求具有更高的穩(wěn)定性和可靠性。由于汽車生產(chǎn)的不斷擴大，傳感器也應具備量產(chǎn)能力，這就要求傳感器的生產(chǎn)實現(xiàn)自動化，有效控制生產(chǎn)成本。目前，在汽車的關鍵控制系統(tǒng)中，包括曲軸位置傳感器、吸氣和冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器等都是不可替代的。以發(fā)動機控制系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)中的傳感器作為整個汽車傳感器的核心，包括了溫度、壓 力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體濃度、爆震等多種類型的傳感器。這些傳感器可以對汽車的整體運行狀況信息進行收集，并精確控制發(fā)動機的工作狀況，使其增加動力、減少油耗，并實現(xiàn)故障檢測。由于汽車發(fā)動機所處的工作環(huán)境較為惡劣，需要應對高溫、潮濕、振動、沖擊、蒸汽、鹽霧、腐 蝕、油泥污染等情況，因此用于汽車系統(tǒng)的傳感器在技術指標、測量精度及可靠性上明顯高于一般的工業(yè)用產(chǎn)品，否則難以達到保證發(fā)動機正常工作的目的。

在汽車機電一體化系統(tǒng)中，傳感器不僅應用于發(fā)動機系統(tǒng)，而且應用于汽車安全管理系統(tǒng)中。目前，汽車安全管理系統(tǒng)主要采用加速度傳感器和壓力傳感器來控制汽車側氣囊。通過對相關數(shù)據(jù)的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，壓力傳感器檢測側面碰撞速度的速度是加速度傳感器的3倍，誤差概率較小，在車輛安全管理系統(tǒng)中普及率較高。

結束語

綜上所述，在現(xiàn)代科學技術發(fā)展的指導下，傳感器技術得到了迅速發(fā)展，在其技術的應用和發(fā)展中，實現(xiàn)了技術應用與機電一體化技術應用的結合。這兩種技術的結合應用，全面提高了機電一體化系統(tǒng)的技術應用能力。通過本文的研究和分析，將傳感器技術在機電一體化系統(tǒng)中的應用總結如下：一是在加工檢測技術中的應用;二是技術在汽車工業(yè)發(fā)展中的應用;三是數(shù)控機床技術的應用。通過以上三種技術的應用，全面整合了傳感器技術與機電一體化系統(tǒng)的技術應用能力。借助傳感器技術的應用，可以提高機電一體化系統(tǒng)的技術應用能力。

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