摘要:检测传感技术的水平直接影响着机电一体化技术的发展程度,需要深入研究和广泛关注。本文主要从检测传感技术内容、在机电一体化中应用及其发展趋势等方面进行研讨和阐述。
关键字:检测传感技术;机电一体化;应用
概述
在机电一体化系统中,传感器的作用相当于神经以及感官系统,为整个系统提供信息,可以快速、准确的捕获信息,也可以经得起环境的考验。检测传感技术可有效实现机电一体化的自动调节和控制,是机电一体化技术的关键核心技术,也是行业重点研究的课题。
1 检测传感技术内容
1.1检测传感技术实际上就是一种检测设备,主要是对需要检测的系统进行信息收集和测量,利用不同方式把检测出来的信息输送出去,对于被检测系统数据信息进行处理、输送以及管理等,以便于可以实现系统的自动控制和自动检测。
1.2检测传感技术的内容,一是研究如何将各种物理量(如:位置、位移、速度、加速度、力、温度等)转换成与之成比例的电量;二是研究对转换的电信号进行加工处理,如:放大、补偿等。
2检测传感技术在机电一体化中的应用
机电一体化系统的快速发展离不开传感技术,当今社会处于快 速发展的时期,检测传感技术已经逐渐被应用到自动化中,并且逐渐发挥着重要的作用。
2.1 机器人用传感器
工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,主要包括操作对象以及外界环境,都可以利用传感器来对环境进行感知,同时可通过传感器的内部移动、位置、加速度等来感知自身情况,从而获得周围环境情况,这个过程在工业操作中占据重要地位,可以为机器人工作提供有利信息。
2.2 机械加工过程的传感检测技术
2.2.1切削过程和机床运行过程的传感技术。传感器在切削过程中使用目标主要是对切削过程的震颤、切削力的变化、切削状态、切削过程进行辨识以及工件与刀具之间的接触等,主要的传感参数有切削力、切削过程电机功率以及发射功率、切削过程的振动功率等。对于机床运动来说,传感检测的主要目标有轴承以及回转系统、温度监控、驱动系统监控、安全性的监控等,传感参数主要有加工精度、功率、工件表面质量、机床运行状态、故障停机时间等。
2.2.2工件传感过程。随着技术的不断发展,工件识别与安装技术要求也越来越高,工序识别实际上就是辨别加工工件是否符合工程标准要求的过程。工件识别能够辨别出等待加工的工件是否符合工件加工要求,也能够辨识出工件放置位置是否符合工艺要求。除此之外,也可以利用工件安装与识别传感技术对工件表面缺陷和加工余量进行识别。
2.2.3刀具的检测传感。磨削以及切削是最主要的切除材料的过程,砂轮或刀具磨损到一定程度就会出现一定问题,使刀具失去切削能力,从而无法保障加工工件的完整性以及精度,称为刀具失效。研究数据表明,引起机床出现故障的主要因素就是刀具失效,占设备总停机时间占总停机时间的1/5~1/3,也可能引发人身安全问题。利用检测传感器监控刀具状态,一旦发现刀具失效就立即报警,减少设备停机时间,同时消除安全隐患。
2.3 汽车自动控制中传感技术的应用
随着传感器技术和其他新技术的应用,现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的自动控制不仅体现在发动机上,也体现在全面改善性能上面,降低耗油以及排气污染,增加服务功能,增加安全行使、可靠行使以及舒适性和方便性等,检测传感技术已经逐渐发展到汽车整体部分。在汽车大部分控制系统中,压力传感器、位置传感器、气敏传感器等元件是不可或缺的一部分。
3检测传感技术发展趋势
从20世纪80年代起, 检测传感装置因能快速、精确、可靠 地获取信息的功能作用,被世界各国所关注,并将检测传感技术作为高新技术进行研究、开发和生产。检测传感技术显然已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统已成为重要的新兴行业。作为现代信息技术的三大核心技术之一的检测传感技术发展迅速,广泛应用于各个行业,促进了经济转型和社会发展,直接影响着人类文明发展和进步。
3.1加速开发新型敏感材料。通过微电子、光电子、生物 化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,研制出基于新型敏感材料的先进传感器。
3.2高精度发展。研制灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器,以确保生产自动化的可靠性。
3.3发展小型化、集成化、多功能化、多维化的检测装置。随着半导体材料和新工艺的开发,光刻、扩散及各向异性腐蚀等集成电路新工艺已应用于生产,研制出一批新型半导体传感器。
3.4发展智能化。由于科学技术的不断发展,检测传感器的功能有了很大的提升,已不再是单一的输出模拟信号,可以经过数字处理后出现数字信号,有的还带有一定控制功能,成为智能检测传感器。
3.5应用新技术和新的物理效应,扩大检测领域的应用。检测原理大多以各种物理效应为基础,近代物理学的发展对仿生学的研究、仿造生物的感觉功能的新型传感器的开发应用,使得传感器技术的应用领域更广阔。如今的检测领域正朝着社会需要各方面扩展,不仅用于工业部门,而且也涉及到工程、海洋开发、宇宙航行、医疗卫生等领域,并逐渐渗透到人们的日常生活当中。
4结束语
无论是机械电子化产品,还是机电融合的高级产品,都离不开检测传感器这个关键元件。检测传感技术的发展促进整个机电一体化系统的发展,进而更好的服务于人们的工作和生活。
参考文献:
1.张开逊.现代传感技术在信息科学中的地位[J].工业计量,2006;
2.刘宪武.机电一体化系统中检测传感技术应用探讨[J].科技创新导报,2011。