传感器技术在机电自动化控制中的应用 张良

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:张良
[导读] 摘要:提升传感器产业自主研发技术,已是我国发展新基建道路中绕不过去的一道关。
        武汉天河国际机场动力能源保障部  湖北武汉  430302
        摘要:提升传感器产业自主研发技术,已是我国发展新基建道路中绕不过去的一道关。技术突破最终仍要靠人才,因此,构建教产研人才融合创业的环境与生态就至关重要。应引导全社会资源,特别是社会平台和具有专业能力的社会团体与专家学者,协同创新,打造战略产业的人才与业务共存的生态圈,以合力突破“卡脖子”技术。
        关键词:传感器技术;机电自动化;控制;应用
        引言
        社会发展程度的不断提升,自动化技术的重要性逐步体现了出来,传感器技术在自动控制系统中发挥着至关重要的作用[1],因此传感器技术被大规模的运用在了日常生活以及生产中,传感器技术不仅在工业生产中的到了广泛的应用,提升了制造业的生产效率和生产水平,还广泛的被用于农业机械制造中,促进了我国农业向生产自动化的转变速度。传感器技术的应用可以更好地对自动控制系统作业环境的状态以及生产操作的对象进行检测,为自动控制系统的运行提供有效的信息数据,保证数据获取的效率和准确度,从而才能保障自动控制系统的高效运行水平。
        1传感器技术的概念
        传感技术是现代科技成果,与计算机技术、通信等并称为信息技术领域的三大支柱。传感技术的原理是通过传感器感知环境信息,例如气体、光线、温湿度、人体等等,然后将传感器的模拟信号转换成数字信号,然后输送给中央处理系统,以完成对周边信息的感知。现代产业发展中,人们对于传感技术的重视程度也逐渐提升,并且传感技术的应用领域也愈加广泛,成为现代智能产业发展中不可或缺的技术基础。
        2传感器技术在机电自动化控制中的发展过程
        目前传感器经历了3个发展阶段。最先出现的就是结构传感器,它能够通过结构参量来进行信号的电转化,如电阻应变传感器。然后是固体传感器,主要是由磁性材料以及半导体材料等物质构成,能够有效制成光敏传感器、热电偶传感器、霍尔传感器。随着时代的发展,电子技术以及集成技术得到了一定发展,在后续阶段出现了集成传感技术,具有性能好、成本低等优点。最后是智能传感器阶段,由微型计算机处理器和先进的检测技术构成,可以对外界信息进行检测、诊断、数据处理等,具有较强的自动化和智能化。随着智能检测技术的不断发展,传感技术的智能化和自动化程度不断加强,具有记忆、自诊断、多参数测量、联网通信等功能。就我国机电自动化控制系统中传感技术的实际发展情况来看,虽然起步比较晚,与发达国家相比较技术水平还十分落后,但是我国对于它的研究充满着激情,具有很高的研究热度。目前我国针对传感技术的研发正在不断推进,以期有效推进传感技术在我国各个领域朝着智能化和自动化发展,为社会的发展提供更好的保障。在传感技术研发方面,需要加强材料的研究,一些新型信息技术材料能够有效推进传感技术的提升。除此之外,对于多元化技术而言,组建机械分段、综合平面电子都是必不可少的,只有这样才能够有效推动新技术水平的不断提升。当今社会的发展十分迅速,信号输出领域更趋向于由单一的信号处理转变成精细化信号处理。未来传感器的主要发展方向就是将非电量逐渐向电量转换,以更好地为社会和人们提供服务。
        3传感技术在机电自动化控制中的应用
        3.1机械加工领域中的应用
        随着各类传感器技术的不断发展,当前,传感器生产方式产生了转变,实现了流水线式生产,极大的提高了作业效率。在机械制造中,应用传感器技术起到了控制、监测、反馈等作用,进一步提高了机械控制的质量,对于一些尺寸和精密度要求较高的机械制造,通过传感器技术能够将尺寸更加精确,将数据传输至控制中心,利用传感器技术能够确保加工的产品更加精密,从而提高了产品质量。例如,在刀具制造中通过传感器技术的应用,能够收集刀具制造过程中的数据,在对数据进行微调,有效延长了刀具类器械的使用寿命。

自动控制系统中传感器技术合理地运用可以有效地实现自动控制功能以及开关的自动调节,传感器技术水平越高其自动化程度也就越高。传感器技术在自动化控制系统中应用不仅给人们的日常生活带来了很大的便利,提升了人们的生活质量,减轻了人们的工作负担,还有效地推动了社会、商业、农业的快速发展。
        3.2在农业领域中的应用
        我国是传统的农业大国,在农业现代化发展的过程中通过传感器技术的应用,提高了农业生产效率,使农业装备、设施农业、粮食存储以及果蔬保鲜都得到了质的飞跃。传感器技术在农业装备中的应用,推动了农业装备的自动化和信息化发展,实现了精准和高效的作业,例如在农业生产中,为了保证农作物的出苗率和存活率,在播种机上安装光电传感器,有利于保证农作物的生长。设施农业中通过传感器的应用能够提高农作物的质量和产量,例如为了保证农作物生长环境的优良,在温室大棚中设置光照传感器、生物传感器、温度传感系统,能够对大棚内的室温及环境进行有效监测。
        3.3交通领域中的应用
        在汽车系统中传感器技术也能够得到有效应用。具体来讲,基于传感器技术,可以使驾驶员掌握到汽车在行驶过程中的相关信息。比如在汽车中设置水温传感器,就可以帮助驾驶员获取到水箱的信息,从而对驾驶方式进行调整;再比如胎压传感器的应用,可以反馈出轮胎的工作信息,在胎压异常时就可以及时更换,从而减少安全隐患,保障驾驶员的生命安全。再比如汽车防撞系统中空气包传感器技术的应用,也是极大的提高了驾驶的安全系数。在汽车发生碰撞后,在0.15s后传感器就会对冲击信号有所感知并发出信号,在冲撞0.02s后即会展开气袋,约0.035s后驾驶员面部既可以受到气袋的保护,直至0.04s整个驾驶员都会被气袋覆盖,从而有效保护驾驶员生命安全。
        4机电自动化控制中传感器技术发展趋势探讨
        随着经济的发展和社会的进步,信息技术得到了发展和重视,在很大程度上推动了我国各行各业的发展,所以说机电自动化控制中的传感技术,能够积极改变各个领域的发展,不断推动社会朝着智能化和自动化迈进。不可否认,当前传感器市场的更新速度越来越快,随着技术研发的深入,在未来传感器技术的发展必然趋于智能化,作为中国本土企业,应该着力于传感器技术的创新与优化,把握市场需求,占据市场优势。当然,现阶段最重要的任务就是加大智能传感器系统的研发投入,尽可能脱离传统的人工操作的工业生产模式,而是要发挥管理优势,利用计算机技术来对传感器技术进行优化,将二者集成到一起并生产出芯片装置,并利用敏感技术与信息处理技术,提高传感器的认知能力,促使传感器技术朝着人工智能的方向发展,例如生产出具有模糊推理、人工神经网络的高智能传感器,促使传感器的灵敏度与控制水平得到有效提升。
        结束语
        机电技术中传感技术应用具有重要意义,是提升机电系统运行稳定性,实现机电系统自动化控制的技术保障。在机电技术中应用传感技术时,需要根据应用领域科学化选择传感设备,以保证传感技术作用的发挥,推动机电技术领域发展。
        参考文献
        [1]高文博.机电自动化中传感器技术的创新与发展[J].科技创新与应用, 2020(07):40-41.
        [2]徐媛媛.传感器技术在机电自动化控制中的应用[J].价值工程,2020,39 (01):195-197.
        [3]刘霄.机电自动化中传感器技术的运用[J].科学技术创新,2019(20): 165-166.
        [4]钟富昌.基于传感器技术的机电自动化控制研究[J].农机使用与维修, 2018(12):16.
        [5]王彩霞.传感器技术在机电自动化控制中的应用探讨[J].信息通信, 2018(12):107-108.
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