传感器技术在机电技术中的应用探讨

发表时间:2021/6/24   来源:《中国电业》2021年6期   作者:李敬业
[导读] 在信息化社会的今天,传感器技术作为一种重要的数据采集技术已经成为一
        李敬业
        亚洲硅业(青海)股份有限公司  青海,西宁  810000
        摘要:在信息化社会的今天,传感器技术作为一种重要的数据采集技术已经成为一种不可或缺的技术,将其应用到机电技术中,可以有效保证机电设备的稳定性,以及其可靠性,对机电技术发展水平的提升和优化起到十分重要的作用。传感器技术在机电技术中的应用扩大了机电技术的应用范围,在便利人们生产和生活方面发挥了重要的作用。
        关键词:传感器技术在机电技术中的应用探讨
        1传感器技术概述
        1.1传感器技术内涵
        当前,传感器技术在各个领域都得到了非常广泛的应用,并且在集成化方面有着非常迅速的发展,集成化发展使得传感器的体积不断缩小,同时其平稳性却在不断上升,这些都使得其在机电系统应用当中,能够进一步促进机电系统的稳定性提升。传感器可以感受相应的被测量,并且按照相关规律将其转换为可用输出信号,一般情况下被测量大多为非电物理量,而其输出信号则通常为电量。传感器最为主要的作用就是收集信息,进行相关信息数据的转换工作,并且对信息采集工作进行控制。传感器通常是由敏感元件、转换元件这两个部分构成,部分情况下,传感器的构成部分也包括转换电路以及相应的辅助电路。敏感元件的主要作用就是直接感受被测量,同时还要输出相应的物理量,而其输出恰好是转换元件的输入,转换元件的主要功能就是把输入转变为相应的电路参量。
        1.2传感器技术的发展历程
        传感器的发展历程主要有三种:传感器在第一代属于结构型,主要是应用结构参量来对信号进行处理,在结构型传感器中具有代表性的是电阻应变式传感器。第二代传感器则是固体传感器,这种传感器的组成材料与第一代有所差距,能够应用半导体电介质磁性材料,进而对信号有着更好的处理效率,第二代传感器还包括集成传感器,具有一定代表性的是电荷耦合器件CCD,其优点是功效高、性价比高、灵活性高。现在,也就是第三代传感器,属于智能类型,能够对外界所传达的数据进行严格的分析,是借助当前高科技,进而结合成的一种传感器。微处理器是智能传感器中的一种,微处理器的构成是存贮器、接口、微计算机共同加入到芯片中。最后,通过人工智能将其制作出来。目前,我国传感器的智能化正在一步步加高,已经拥有记忆、多参数测量等性能。
        2传感器技术在机电一体化系统中的应用
        2.1在机械加工过程中的应用
        在机械加工过程中,传感器技术有着广泛的应用,其对于提升机械加工产品精密度及质量等,有着重要作用。传感器技术在机械加工的全部环节中,都有着良好的应用,在加工前,为了保障加工过程的有效进行,首先需要对加工设备,及配件等予以自动化的检测,在其质量符合生产需要后,方可开始加工环节。如对坯件夹持方向实施检测,并将其调整到合理位置等;在机械加工工序结束后,也需要对加工的机械产品进行自动化检测,以保障质量符合相关出厂规定,如可以使用传感器技术对机械产品的平面度、粗糙度,以及尺寸等相关参数进行检测。此外,在机械加工过程中,为了保障产品的精密度,还需要对加工条件进行严格的控制,因而在加工过程中,可以借助传感器技术,实现对进给速度、切削力,以及温度压力等加工条件的实时监测,并对其进行自动调整,以保障整个加工过程,其加工条件都能处于最佳值,进而保障机械产品的加工质量。


        2.2在汽车领域中的应用
        随着汽车生产制造领域的不断发展,人们对汽车自动化、智能化的要求也在不断的提高,在汽车生产中,引入传感器技术,已成为提升汽车自动化控制性能的主要手段,当前在汽车的多个装置中,都引入了传感器技术,如驱动防滑装置,以及自动变速器等汽车装置中,相信在不久的将来,传感器装置,将全面取代汽车机械装置,实现汽车性能的飞跃。具体来说,汽车传感器拥有以下几方面的特性:一是较高的适应性能。由于汽车在运行过程中,经常要遇到各种恶劣的环境,因此汽车传感器必须具备较强的环境适应能力,其必须具备较高的密封性,及耐高温、耐高压和耐腐蚀性能;二是看干扰性能。由于当前汽车发动机舱中,普遍安装了传感器装置,而发动机在启动时,其会产生高温高压。因而传感器还必须具有较强的抗高温高压能力,同时在汽车在颠簸的路面行走时,会产生较大的振荡,因而传感器还必须具备较强的抗震性能;三是高稳定性。由于汽车的零部件,通常都要求其能持续运转一万公里以上,因此其对传感器的使用寿命也提出了较高的要求。
        2.3数控机床中的应用
        传感器技术,在数控机床领域也有着广泛的应用。数控机床技术,其是一种借助数字信号,实现对机床加工过程的有效控制的技术。其通过采集刀具移动轨迹等相关信息,并将其转化为数字信号,同时将其输入到数控系统中,在这些输入信息经过相关的编码运算后,系统就可以发出指令,有效控制刀具与工件间的运动,进而加工出符合预设标准的机械产品。在数控机床中,当前其最为常用的传感器有红外传感器、感应同步器,以及电压电流传感器等,这些传感器技术,其功能主要是用于对刀具及工件的位置、位移、速率及温度等相关加工参数的实时监测,并合理控制及调整这些参数,实现自动化高精度的加工,保障机械产品的高质量。此外,传感器技术还可以应用于对数控机床的故障排查及处理中。
        2.4传感器技术在机器人发展中的应用
        以机器人技术为代表的现代仿生技术系统发展离不开传感器技术的应用,传感器技术在机器人系统中的应用有效实现了相关信息的获取和输出,是机器人与外界互动、实现效能的关键技术。传感器技术在机器人发展中的应用主要集中在内部传感和外部传感两个主要的方面。其中在内部传感方面,通过传感器技术实现对机器人系统的准确控制,确保机器人运行状态的正常。在外部传感方面,主要是通过传感器技术实现对外部信息的检测和收集,识别相关的工作环境,提供必要的数据和信息。另外,传感器技术的应用还能够为机器人的运行改进提供相关的技术创新参考。
        3机电技术中传感器技术未来发展前的展望
        虽然自动化传感设备设计制造的技术发展的时间较短,但结合其未来的发展前景和当前政策,自动化传感设备设计制造还存在着很大的发展空间,它的发展潜力不可估量。随着高新科技的不断发展,企业生产将实现智能化操作,通过控制自动化传感设备,实现更高水平的生产作业。由此可有效的控制设备维修所带来的成本,缩短自动化设备维修的时间,提高企业生产的作业质量。对自动化传感设备的制作与设计的潜在发展空间进行分析和发掘,更有利于提高其在企业生产中所占据的地位,发掘传感器设计制造及其自动化技术的应用新方向,发挥新兴技术的最大价值。
        结束语
        总而言之,机电技术中传感器技术的应用,大体上解决了信息系统中的传递问题,使得信息传递更加流畅,能量转换更加顺利。传感器技术的广泛应用,有效地将系统中各个部分结合在一起,增强了其完整性和可靠性。随着时代的发展,对传感器技术的要求也越来越高,研究人员应当大量总结实践经验,不断开发出新的传感器,提高传感器的性能,扩大其适用范围。
        参考文献:
        [1]亓晓鹏.机电技术中传感器技术运用效果分析[J].中国设备工程,2020(09):201-202.
        [2]金志刚.关于机电技术中传感器技术的应用分析[J].科技风,2019(32):17.
        [3]袁卯生.机电一体化中传感器与检测技术的运用探讨[J].内燃机与配件,2019(21):257-258.
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