传感器技术在机电一体化系统中的应用研究

发表时间:2021/5/19   来源:《科学与技术》2021年2月4期   作者:邓海华
[导读] 传感器技术是机电一体化技术当中的一项基本的技术
        邓海华
        身份证号:44022519780914****
        摘要:传感器技术是机电一体化技术当中的一项基本的技术。传感器也是检测系统的一个核心的内容,类似于我们人体内部的器官。通过传感器,整个系统可以获得各种各样的信息,能够确保机电一体化系统可以实现准确的调节。基于此,本文针对传感器技术在机电一体化系统中的应用进行探讨分析,以供参考。
        关键词:传感器技术;机电一体化;应用
引言
        机电一体化技术是指将机械技术、电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术等多种技术进行有机结合,并综合应用到实际生产生活中的综合技术。随着计算机技术的迅猛发展,机电一体化正朝着智能化、人性化、微型化方向发展。而伴随着科学技术的发展,越来越多的新材料、新工艺应运而生,传感器技术在研究、开发、制造方面获得长租的进步,将传感器技术应用到机电一体化系统中,更好帮助机电一体化系统朝着创新方向发展。
        1传感器技术概述
        1.1传感器技术的概念
        传感器是指能够感受被测量物体相关变化,并且将其按照一定规律转变为可输出信号的器件和装置。传感器技术就是传感器设备性能、结构研究、创造的技术手段。基于社会信息技术的发展进程可知,传感器技术可以分为三个阶段,当下传感器技术正处于低价格、多功能和系列化和智能化发展。在上世纪80年代起,传感器技术逐渐成熟,其在机械制造方面所具有的功能作用被激发出来,传感器技术逐渐成为重要的新兴行业,成为国民经济的新的经济增长点[1]。
        1.2传感器技术的未来发展趋势
        根据我国传感器的研究以及发展现状可知,传感器技术作为自动控制、自动调节的重要环节,各行业都重视对传感器技术理论和材料技术的创新研发。因此传感器在今后的发展中呈现出以下的发展特点。一是新型敏感材料将会应用于传感器设备的创造中。随着社会各行业各学科的综合发展,各种新技术实现相互融合发展,未来将有望将一些新型敏感材料应用于传感器制造中,提高传感器设备对于环境领域的适应力,更提高传感器技术的精确性。二是传感器技术将朝着高精度方向发展。根据传感器的理论可知,其展开被测量一般是以各种物理效应为基础的,当前伴随着仿生物理学科的发展,传感器将会朝着灵敏度高、响应速度快、互换性好的方向发展,从而应用于各种高新技术产业中。如,医疗、航空航天等行业。
        2机电一体化概述
        机电一体化是指在机械的主要功能、动力功能、控制功能和信息功能上使用微电子技术,将机电的不同功能利用电子硬件和电脑软件整合,构成一个一体化的系统。从本质上来说,机电一体化是机械、微电子、信息三种不同的技术交叉得到的产物,会利用机械技术、计算机技术、数据技术、自动控制技术、检测传感器技术等等,是一个由多个不同学科交叉而形成高技术集成性领域。依靠着电子技术的高速发展,很多微处理器、微电脑在机电各种领域中都得到了广泛应用,促进了机电一体化技术的发展。生活中的很多物品生产、高级工业制造都离不开机电一体化技术,对未来的科学发展有着十分重要的作用[2]。
        3传感器技术在机电一体化系统中的应用
        3.1机械加工领域传感器的创新应用
        机电一体化系统的重要应用方向就是机械加工领域,普遍使用了传感器。因为机械的加工零件会不断位移、偏转,传感器将会对这些数据进行测量,获得真实的物理数据,以保证零件的切割精度。同时,使用传感器对零件的加工过程可以作出更主动的控制,能主动改变参数来确保机械加工的准确性和有效性。很多传感器会将切割元件过程中的数值转化成电信号发送到中心计算机,技术人员就可以对机械加工设备进行遥控,以保证机械加工工作的效率和质量。而且,通过使用传感器让系统的运行效率有了明显的提升,全面提升了机械加工工作的效益。


        3.2传感器技术在机械制造方面的创新应用
        机械制造主要是指对于各种机械部件、机械设备的加工制造,相较于机械加工行业而言,机械制造对于精度要求更高,对机械化程度水平要求更高。传感器技术的应用,有效地实现机械制造的机电自动化控制,完成对机械制造的反馈、监督和控制。比如,传感器技术能够对机械制造部件的尺寸数据进行快速采集,而后将收集到的数据反馈给控制中心,由控制中心展开对数据的精确化分析,展开制造方案的制定。可以说,传感器技术在机械制造中的应用,有效地提高机械制造部件的生产效率,降低因为大部件、精确部件加工制造所带来的较高成本[3]。
        3.3传感器技术在机器人研发制造中的创新应用
        伴随着人工智能技术的不断发展,工业机器人的制造和应用成为社会重要的课题所在。与此同时工业机器人制造过程中,如何确保机器人行动指令的智能性和精确性更是研究重难点。利用传感器技术能够对机器人行动控制参数进行获取、分析,并且由此提高机器人的行为指令的精确性。比如,在机器人设计中应用外部传感器,对于机器人运行的外部环境进行有效的识别感知,确保机器人行动的安全性。在机器人内部结构设计中利用传感器技术,能够有效分散执行机器人各部位指令和自身协调指令,满足机器人的功能作用。可以说,要想提高工业机器人行动的个性化精确性安全性,必须要更好地开发和应用传感器技术[4]。
        3.4无人驾驶中的传感器应用
        无人驾驶是目前机电一体化的重要发展方向,随着技术的发展,人类正在不断接近无人驾驶的目标。很多技术人员都在很早以前就开始了相关研究,而传感器技术一直都是无人驾驶技术实现的重要支撑。目前,特斯拉等汽车厂家已经推出了无人驾驶系统,有很高的实用价值,但是由于人工智能技术还不能满足使用要求,以及无人驾驶的舒适性也存在不足,导致目前在车流和人流较多的位置,无人驾驶技术还并不能达到安全驾驶要求。为了增加无人驾驶技术的应用场景,就需要升级无人驾驶车辆的传感器,使其能够对周围的情况做出精准的感知,然后依靠智能技术,推动无人驾驶技术的人性化。在汽车的倒车系统当中,就利用了声波传感器对车辆后方的情况作出识别,可以对车辆后方物体和车辆的距离进行测量,并且将其报告给车主,以及在危急时刻自动完成制动,有效提升车辆操作的安全性和准确性[5]。传感器目前已经可以适应无人驾驶技术的要求,能够时刻判断车辆周围的情况,对快速靠近的物体、行人作出识别,可以保证车辆规避操作的有效性,全面提升车辆行驶安全。
        结束语
        综上所述,作为信息技术的三大支柱之一的传感器技术,其衡量着一个国家信息化程度,将传感器技术应用到各行业机电设备中更是推动社会信息化发展的重要尝试。与此同时机电一体化系统的不断发展更代表着我国机械化程度,对社会产业结构优化转型升级具有重要意义。当前将传感器技术应用到机电一体化系统中,有效推动机电一体化系统的智能化、微型化和人性化发展。在未来的机电一体化系统研究中,要求能够更好地实现传感器技术的深度研究,更好地实现传感器技术同机电一体化技术的有机整合发展。
        参考文献
        [1]何峰.机电一体化系统中传感器技术的应用研究[J].科技经济导刊,2019,27(35):77.
        [2]林海阳.浅析传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].电子世界,2019(16):207.
        [3]钟兢.传感器技术在机电一体化系统中的应用分析[J].中国设备工程,2019(15):194-196.
        [4]曹聪,卜令欣.传感器技术在机电一体化系统中的应用研究[J].中国设备工程,2019(07):139-140.
        [5]王旭东.试论传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].科技展望,2016,26(08):78.
       
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