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传感器在机电一体化技术中的应用邵柏

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第4期作者：邵柏

[导读] 摘要：随着科学技术的快速发展以及社会经济的进步，我国的机电一体化技术得到了长足的发展和进步。

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        摘要：随着科学技术的快速发展以及社会经济的进步，我国的机电一体化技术得到了长足的发展和进步。而作为机电一体化技术核心支撑技术的传感器技术，也被广泛应用与多个领域。本文通过介绍传感器技术的发展现状，并将其在机电一体化中的应用进行简述，分析探讨了传感器技术未来的发展前景，以期为相关工作者提供指导。
        关键词：传感器技术；机电一体化；应用
        1.传感器技术概述
        1.1构成类型
        传感器作为检测系统工作状况的装置之一，其作业原理为利用材料物理化学特性促使材料变化信息转变为电信号再传输给系统，满足监测系统运行状态的要求[2]。传感器历经多年发展，其类型相对丰富多样，例如：结构型传感器、固体传感器及智能型传感器等。其中，结构型传感器是第一代传感器，主要通过结构变化捕捉信号；固体传感器由固体元件共同组成，其制作材料包括磁性材料及半导体，例如霍尔元件及光敏传感器等；智能型传感器以微计算机技术为基础，其智能化特点相对明显。
        1.2发展历程
        20世纪70年代，随着半导体技术等的快速发展，为传感器的发展奠定了基础，70年代后期，分子合成技术以及集成技术得到了快速发展，这些相应技术在一定程度上推动了传感器技术的进一步发展。20世纪80年代，针对传感器的研究在全球范围内快速普及，传感技术开始被应用于工业领域，推动了全球工业化的进程。时至今日，传感器技术作为一种先进技术，在航空航天、气象监测等多个现代科技领域得到了广泛的应用，传感器技术也成为了一种新型产业。据统计，每年以传感器为核心技术的各个领域销售额高达220亿美元，自2015年起，传感器相关产业的销售总额以每年高达60%的速度在增长。我国在传感器技术方面的研究起步稍晚，但从1990年起，相关部门也开始将传感器技术列入了国家重点科研项目之中。进入21世纪之后，以传感器技术为基础的新产品极大的提升了我国的国民生产总值。
        2.传感器技术在机电一体化中的应用
        从第一代的结构型传感器到第二代固体传感器，现在已经升级为了第三代智能传感器，它的准确性和精准度更高，功能越来越强大，所以它在机电一体化中得到越来越广泛的应用。
        2.1传感器技术在机械加工中的应用
        机电一体化已经在机械加工技术中逐步推广，传感器技术也被应用进来，用以提高机械加工的质量、提高加工的效率。机械加工的各个环节都有传感器技术的参与，主要是加工前和加工中的检测。在机械加工前，为了确保加工设备能达到生产的要求，让机械加工能够顺利的进行，就需要用传感器技术对设备和工具进行检测。在机械加工前，传感器技术起到了安全把关的作用。至于传感器在加工中的应用，那就更加广泛了。形状、安装加工是机械加工中极为常见的，它涉及到的工序很多，有切削、磨削、成型、搭配等等，这些都是需要用机械设备来完成的，传感器技术在这里的应用十分重要。以其中的切削工作为例，所有的切削工作都是机械设备自动完成的，那么切削要使用什么力度、从什么角度去切、具体的形状，这些数据都要提前编程。传感器在这里的作用，就是对这些数据进行感知和检测，有了传感器技术的加入，金属材料的最终成型才有保障。磨削比切削要复杂，像材料的光滑度、曲度，传感器还得借助砂轮来感知。

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传感器在这些环节的应用，保障了加工的准确度，就能把材料的成本降低，把生产率相应提高。此外，切削这类的工序会对设备有磨损，磨损后设备的切削能力降低，产品的加工就不能达到正常水平的精度，更严重的会造成生产事故。传感器技术应用在这些环节，它还能对设备进行检测，发现问题就能及时处理，避免更大程度的损失。
        2.2传感器技术在机器人工业中的应用
        在现代社会，科学技术的迅速发展催生了很多高科技的产物，机器人就是其中之一。虽然现在还没有全方位的智能机器人，但在工业行业中，为了满足不同功能，研发出了相应的机器人。要对机器人进行操控，少不了电子芯片和编程，此外传感器技术也是必不可少的应用，触觉传感器、速度传感器、位移传感器这三类是机器人工业中运用得最多的。有了传感器，机器人能够感知到操作环境，也能有效感知到操作对象，它相当于一个连接器，让机器人的外部原件能够和内部的操控程序配合起来。利用不同类型的传感器，能够达到不同的要求和目的。选用适合的传感器是能帮助机器人提高工作效率的，假如需要机器人感应某个物体的温度和湿度，那么传感器就要先对信息进行感知，得到相应的数据后，它会快速把信息反馈给机器人内部的操控系统，利用这些信息，操控系统就能做出不同的指令。这一过程虽然包含了几个环节，但在实操中，从信息的感知、传递到最后下达指令，这个过程是相当迅速的。有了传感器技术的应用，反而能大大提高机器人的工作效率。除此之外，传感器也会对机器人的零部件进行检测，发现故障能够及时反馈，确保机器人的操作能够准确。传感器技术越来越先进后，机器人的智能化程度会更高，能够完成更多更复杂的指令。
        2.3传感器技术在汽车工业中的应用
        在现代社会，汽车走进了家家户户，成为了最常见的交通工具。社会发展得越来越好，人们的经济收入增加，汽车的需求量更大。而且随着生活水平的不断进步，人们也更看重汽车的性能，有了更高的要求。传感器技术使用得最多的行业就是汽车行业，它的应用能够满足消费者对汽车性能的更高要求。汽车传感器是汽车电子控制系统中不可缺少的重要设备，它具有四个方面的特点，一是适应力强，二是能够较好的抵抗外界干扰，三是使用寿命长、稳定性高，第四则是成本不高、可以批量化生产。传感器加入到汽车控制系统上，一方面可以降低汽车的油耗、减少废气的排出量，另一方面又能让驾驶变得更加可靠、更加舒适，是对汽车综合性能的极大提升，让汽车有了更高的自动化操控水平。汽车要想提高智能化水平，离不开传感器的应用，仅仅研究汽车的安全性方面，从紧急制动系统、防侧滑系统到安全气囊弹出控制系统，这些重要的系统中都有传感器技术的应用。其中，传感器能够对汽车内部的机械部件自动检测，一旦发现问题、问题，就能及时反馈，避免引发事故。可以说，传感器在为汽车的安全保驾护航。汽车技术的进步离不开传感器技术的进步，为了适应未来对于汽车的更高要求，传感器的精密度和灵敏度还要做到更高、更好。
        结束语
        传感器是机电一体化系统的核心器件，具有信息传输、信息处理及信号监测等作用，被广泛应用于数字化机床、智能机器人及机械制造等工业领域，得到越来越多从业人员的关注及重视。地方政府及相关部门加大对于机电一体化应用传感器技术的重视程度，充分发挥传感器技术的应用优势，拓展其应用范围，例如：智能机器人、智能汽车及机械加工等，大幅度提高机械制造及机械生产的效率。
        参考文献
        [1]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.
        [2]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.