传感器技术在机电自动化控制中的应用

发表时间:2021/4/19   来源:《中国电业》2021年2期   作者:许功元 陈升明
[导读] :在机电自动化系统中,传感器是非常重要的一个组成部分
        许功元  陈升明
        珠海达明科技有限公司  广东珠海  519100
        摘要:在机电自动化系统中,传感器是非常重要的一个组成部分,甚至可以说是整个系统中的一个核心装置,传感器的存在可以使机电自动化系统更快速、更准确地获取各种信息;在面对复杂的外部环境时,它也能确保系统正常运行。如果机电自动化系统缺少了传感器,系统将不能精准的检测信息,也无法维持稳定运行的系统状态,此时系统将无法正常工作。基于此,本文就传感器技术在机电自动化控制中的应用进行了详细的探究。
        关键词:传感器技术;机电自动化系统;自动化控制
1 引言
        传感器技术是通过收集数据信息、处理数据信息,然后将其转换为信号进行输出,从而达到控制的目的。随着传感器技术的发展,它已经在各个领域有了广泛的使用,这也使其发挥出了巨大的优势。在机电自动控制中,传感器的正确使用,对整个系统有着重大的影响。在机电自动控制中对传感器技术的应用进行探讨,能够更好的促进传感器技术的发展。
2 传感器技术概述
        传感器作为一种可以实时采集所需信息的检测装置,在收集信息的同时,还可根据其特性,将测量信号转换为所需的形式进行传输,进而达到对信息采集、记录、保存、监控、处理和传输,控制调整等的目的。随着科技的发展、自动化设备的不断更新、市场需求的逐渐增多,传感器技术已在自动控制领域中得到了广泛的应用。传感器在为控制系统提供准确数据的同时,还能检测机电自动化设备系统运行的条件,进而实现对控制目标的精确操控,为生产现场提供稳定精准的运行保证。作为机电自动化控制系统中的重要组成部件,传感器技术的优良发展对科技的前行具有极其重要的作用[1]。我国在传感器技术领域已取得较大的进展,集中精力发展集成化和智能化,并且已经将其融入到了传统与新生的自动化控制领域中,极大地降低了生产成本,提高了工作效率;而且随着传感器的发展,它逐渐融入到了许多高科技领域中,其发展水平也将对各类智能系统的发展有着不可估量的作用,换言之,传感器技术水平越高,机电自动化设备的智能化水平也将越高。
3 传感器技术在机电自动化控制中的应用
        3.1 机械加工领域
        目前,传感器技术在实现流水线的生产方面应用较为广泛,极大的提高了产线的作业效率。在机械制造中,应用传感器技术控制、监测、反馈等作用,进一步提高机械控制的质量:对于一些尺寸和精密度要求较高的机械制造场合,通过传感器技术能够将尺寸等数据更加精确的传输至控制中心,从而确保加工的产品更加精密,提高产品质量。例如,在刀具制造中通过传感器技术收集刀具制造过程中的数据,然后对数据进行微调,可以有效延长刀具类器械的使用寿命。
        3.2 挖泥船控制系统
        挖泥船的主要工作是完成水下的土石方施工,日常的工作需要进行挖深以及清理现有的航道或港口,也包括开发新的航道或运河,如果水下耙吸管较大,那么耙吸式挖泥船就很难在挖掘时具体的了解到水下的情况以及耙头的位置和挖泥的深度。

因此,我们需要一套性能优良的作业显示装置作为辅助,即通过它对耙吸管的工作情况进行实时的监测;而我们通常将倾角传感器应用在耙吸管工作的过程中:在倾角传感器的作用下,我们可以测量两侧排气管的水平姿态以及其在水下的深度,包括船舶的倾斜方向、船体吃水的深度等数据;如果船体的倾斜度超过了限制值,它可以及时输出报警信号,让工作人员得到实时的反馈。
        3.3 汽车发动机控制系统
        在汽车电子系统中,发动机控制系统具有控制整个汽车运行的作用,类似于人类的大脑,为汽车其他部件的运行提供指令与咨询功能[2]。它利用电子控制单元来给其他部件发送指令,使其能够在不同的环境与情况下实施必要的反应,满足汽车运行安全稳定的需求,同时为汽车拥有者及乘客提供智能化服务。在控制系统中的智能传感器主要包括压力传感器、转速传感器、角度传感器、车速传感器、气体浓度传感器、流量传感器等。以压力传感器为例,其主要应用于汽车制动液压系统的检测方面,如对汽车的气压、胎压等气体介质的压力进行实时监测,当它与正常标准值的区间存在差异时第一时间反馈给汽车驾驶者,以便做出及时应对措施。现阶段,我国汽车智能压力传感器多为电容式传感器、压阻式传感器以及表面弹性波士传感器等,不同类型的传感器功能性不同,在这种情况下需要根据汽车的制造初衷来选择适宜的传感器。
        3.4 交通监管系统
        随着我国经济的迅速发展,汽车相当普及,如何保证汽车安全有序的出行,依靠传统的交通警务人员已经捉襟见肘。传感器技术的介入为交通视频监控、测速监控等提供了有效的支撑:各类监控采用的视频传感技术、声呐传感技术、测速传感技术等,采集的交通数据信息实时回传至交通管理中心进行网络直连,可直接将信息提供给交通管理者以及参与者;这不仅可以实时通报路况信息,对当前路况采用及时有效的处理措施,还可以对违章、违法的交通参与者进行及时处理;另外,在收费站设置的压力传感器还可以有效测量汽车实际载重,便于准确、高效检测汽车超载状况。
4 传感器技术的发展趋势
        科学技术的飞速发展以及各类基础技术的成熟,对传感器技术起到了巨大的推动作用,越来越多的领域加快了对传感器技术的研发;如基于光电通信技术和生物学相结合的新型传感器逐渐成为下一代传感器技术的发展方向。传感器技术具有频率响应、阶跃响应等动态特征,同时也具备重复性、精确性、高度灵敏分辨率强线性度等静态特性,这些特点使得外界因素的变化对传感器自身的稳定性也会造成影响,因此,在未来发展的过程中,传感器的控制将会愈加细化,其控制精准度不断提高,并且根据不同的场合将会制定出相应的传感器元件[3]。同时,随着对传感器技术研究的不断加深,以及对各项性能的参数要求不断提高,现代传感器在发展的过程中,更加倾向于对新材料核心工艺进行开发,在此基础上实现传感器的多功能和高精度以及集成化和智能化控制功能。此外,传感器也在不断向小型化发展,通过传感器技术与其他技术的综合应用,将进一步实现无网络化的控制。可以预见的是,在未来传感器技术将会有更多的应用空间,逐渐会成为推动技术进步和生产效率提高的重要技术之一。
5 结束语
        综上所述,随着信息化时代的不断发展,机电自动化控制传感技术能够有效改善我国各个领域的发展,推动工业、农业以及交通行业的全面发展,有利于我国的产业转型,进而推动我国的智能化产业服务,不断增强我国的综合实力。传感器技术在机电自动化控制中的应用改变了人们的生活和工作,为提升人们的生活水平作出了巨大贡献。
参考文献:
[1] 翁武权,刘臣.传感技术在机电技术中的应用[J].科技风,2014,12(10):17-18.
[2] 李培英.浅谈传感技术在机电一体化系统中的应用[J].科技致富向导,2016(3):83-84.
[3] 陈长华.关于机电一体化中传感技术的应用分析[J].科技研究,2015(6):12-13.
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