淺析機電一體化傳感器技術論文

時間：2024-06-05 20:23:50 機電畢業論文我要投稿

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淺析機電一體化傳感器技術論文

　　摘要：隨著科技的發展和進步，機電一體化逐漸成為了發展的趨勢，并被廣泛地應用在了不同的行業當中。與此同時，傳感技術作為機電一體化系統的主要支撐技術也受到了人們的重視和關注。本文詳細介紹了機電一體化的相關定義，并闡述了機電一體化系統當中傳感技術的實際應用情況，展望了未來機電一體化系統的發展趨勢。

淺析機電一體化傳感器技術論文

　　關鍵詞：機電一體化；傳感技術；電子化時代

　　隨著科技的發展，人類逐漸進入了電子信息化時代，研究數據顯示截止到目前，全球的傳感器市場營業額已經超過了２００億美元，并且還在持續增長。現在已經出現的傳感器種類已經超過了２萬種，涉及能源、鋼鐵、交通等不同的行業。我國作為傳感器生產和使用的大國，未來也是促進傳感器技術發展的重要組成，所以分析機電一體系統具有重要的現實意義。

　　１傳感器、機電一體化定義

　　１）傳感器。傳感器指的是能夠直接對工程進行測量、轉換輸出量的一種器件，需要按照規律完成相關的工作，轉換量值既可以是同種類型也可以是不同類型，通俗地來說就好比是人體的感知器官和對應的延伸。

　　２）機電一體化。機電一體化即在機械當中引入微觀電子技術，從而更新系統的主功能、信息功能、動力功能以及控制功能，因此，機電一體化屬于機械裝置和電子裝置之間實現融合的中間介質。機電一體化包含微電子、機械制造、自動控制以及人工智能等技術，其中傳感技術屬于機電一體化的基本技術。傳感技術在機電一體化當中的應用主要是用來檢測系統、工作環境和操作對象等的狀態，并對系統的運行起到重要的輔助作用，幫助系統在相對惡劣的條件下能夠快速、高效地得到信息工作，因此，我們可以認為機電一體化會對自動化技術的形成情況產生影響，而傳感技術會對系統的自動化程度產生影響。隨著社會的快速發展，人們對信息的需求逐漸增大，對此需要不斷提升信息處理能力，所以傳感技術在未來具有很好的發展前景。

　　２機電一體化系統中的傳感器技術

　　正如前文所述，傳感器對于機電一體化系統而言，就好像器官對于人體一樣，能夠獲得待測對象的實際情況和特征。對于典型機電一體化系統而言，重點內容就是測量模塊，其主要包含傳感器和測量電路等部分，主要負責收集系統的行為和運行狀態的信息，能夠輸入相關的參數，分別代表著系統的機械結構模塊性能的物理參數，即力矩、強度等等。系統的輸出參數指的是待測量的特征參數，即電壓、頻率、電流等，測量模塊要將參數與時間之間的變化曲線展示出來，即分辨率和線性范圍等技術指標。實際上，大部分機電一體化系統難以滿足設計要求，這主要是因為實際當中檢測傳感技術會起到一定的限制作用，難以在高效獲取信息的同時對經濟成本進行有效地控制，因此，需要人們進一步進行改進和提升。

　　３機電一體化系統中傳感器技術的應用

　　３．１傳感技術在機械加工中的應用。在開展機械加工時，需要借助檢測工作確保機械加工的產品滿足要求。在開始加工產品之前，需要對坯件以及設備進行自動檢查，從而確保后續工作的正常開展。傳感技術在機械加工過程中的應用主要體現在以下幾個方面：

　　①通過檢測能夠對坯件的夾持方位進行自動的判斷和調整，并預估上床之后產品裝夾的形變情況和夾力大小；

　　②完成加工之后，對產品的合格情況進行評估，在測量評估過程中需要掌握產品的形狀、尺寸和平面度等參數，部分特殊工件除了上述檢測內容之外，還需要對導程、齒距等進行測量，機電一體化系統的實施，能夠使上述的工序都能夠自動完成；

　　③加工產品時，要借助傳感檢測技術對加工條件進行把控，即控制振動、切削速度等，系統能夠自行監測從而使系統達到最佳的加工狀態，從而提高產品的合格率。以切削過程為例進行詳細說明，利用傳感檢測優化系統的生產率，使得切除率實現最佳，準確掌控機床的動態特征。同時還需要找到影響精度的因素，并對其進行優化處理，不但能夠輔助加工，還可以對刀架結構和材料進行評估。

　　３．２傳感技術在汽車行業的應用。隨著科技的發展，汽車逐漸成為了人們出行的重要工具，因此，更多的技術被廣泛地應用在了汽車制造當中。近年來，汽車行業逐漸向著輕型化和智能化發展，汽車行業使用的電子控制系統需要傳感技術的支撐，該技術的使用不但能夠提升汽車的使用舒適度，還能夠方便人們的出行。機電一體化系統中機械式控制部件被自動控制系統取代，逐漸把控制和檢測技術應用在汽車生產當中，想要完全實現，需要引入可靠度和性能高的傳感器類型，具體要求包含以下幾點：

　　①適應性強：汽車需要在惡劣環境下行駛，因此，傳感器需要具備密封性，能夠抵抗潮濕、易腐蝕的環境，保證汽車能夠正產運行；

　　②抗干擾性能好：傳感器一般應用在汽車發動機艙當中，運行過程中需要抵抗強震、高溫、高壓和電磁波等的影響；

　　③穩定、可靠性高：汽車一般具備較長的使用年限，因此，汽車零部件需要耐用，各項指標需要滿足高頻率運行需求；

　　④經濟成本要合適：在生產汽車的過程中，不但需要滿足上述的要求，還需要對經濟成本進行控制。在開始實現大批量生產之前，需要保持產品的一致性，這和自動化生產要求是一致的。

　　３．３傳感技術在數控機床上的應用。將傳感技術應用在機床當中，即采用數字信號對機床運動加工進行控制，實際上就是借助數字代碼的形式把加工信息記錄在程序介質當中，其中包含移動軌跡，然后系統需要經運算、譯碼等環節發出相應的指令信息，使機床工作，從而生產出滿足要求的產品。在數控機床當中使用的傳感器主要有電壓傳感器、光電編碼器等，主要用于位置檢測，掌握機床的運行狀態。傳統機床在使用過程中會受到技術的影響，從而出現軸轉動過位問題，這樣一來就很容易出現機床使用故障。若把紅外、超聲波等傳感器運用在機床當中，不但能夠有效地檢測機床是否存在軸轉動過位問題，還能夠及時處理出現的問題，這就有效地解決了常規機床生產過程中存在的人工檢測盲點，能夠有效地控制數控工作，提高產品的質量和精度，還能夠有效地降低各項成本，這對于企業的長遠發展而言是非常有利的。

　　４發展趨勢

　　隨著傳感技術的發展，其被廣泛地應用在了不同的行業和領域，并受到了廣泛的關注。傳感技術能夠把非電量變成電量，整個過程都滿足物力定律以及相關物質的物理性質。近年來，科技進步很快，人們研究出了越來越多的新材料和技術，將這些新的研究成果和傳感技術進行有機的結合，能夠促進傳感技術的更新和完善。針對傳感技術的發展現狀，未來傳感技術可以朝著以下各個方面發展：

　　①研發新型材料，并將光電子和微電子等技術逐漸應用在傳感技術上，從而提高傳感器的整體性能，增加傳感器的工作時間，降低檢測所需的時間；

　　②引入新技術、新物理效應，研發新型的傳感器，將傳感器的應用領域拓展到更大的范圍，新技術和新材料的使用不但有助于新型傳感器的研究，還能夠對現有的傳感器進行優化，提高傳感器的應用范圍，完善各項功能，降低施工過程中的消耗；

　　③提高傳感器的精度，隨著社會的發展，人們對傳感器的精度、靈敏度和反應速度等的要求都在提高，部分要求超精度檢測，因此，可以把數學計算方法和數學模型引入其中，從而降低傳感器出現故障的幾率；

　　④向著智能化和數字化的方向發展，現在使用的傳感器輸出的信號為微電腦處理之后的數字信號，未來會朝著在線監測控制的方向發展。

　　５結束語

　　隨著科技的發展，機電一體化系統逐漸進入了人們的生產和生活。傳感器技術作為機電一體化系統的重要技術，被廣泛地應用在了各行各業當中，并且取得了廣泛的關注和重視，相信未來傳感器技術會向著更好的方向發展，從而為人們的工作和生活帶來更多的幫助。

　　參考文獻：

　　［１］吳凱．機電一體化系統中傳感器和檢測技術的應用［Ｊ］．中國高新區，２０１７，２２（９）：１０３．

　　［２］起紅忠．機電一體化系統中傳感器與檢測技術的應用［Ｊ］．現代經濟信息，２０１６，４（８）：３５３．

　　［３］王曉鵬．試析傳感器技術在機電一體化中的應用［Ｊ］．數字技術與應用，２０１６，３４（８）：２２６．

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