王文斌1 赵雪云2 苏磊3
1身份证号:612701199006214634,陕西省
2身份证号:410223199105208063,陕西省
3身份证号:152727199012262117,陕西省
摘要:传感器技术在机电自动控制中的应用可以很好地加快机电自动化产业的发展。传感器技术作为高新电子科技的核心内容,以计算机技术为基础,基于互联网和信息技术对相应的数据进行加工处理,提高机电控制的自动化和智能化。随着传感器技术的不断应用,在各个领域的应用越来越广泛,探讨传感器技术在机电自动化控制中的应用具有十分重要的现实意义。
关键词:传感器技术;机电自动化;控制;应用
引言
传感器技术指的是一种新型智能化技术,该项技术的原理就在于对外界环境的“感知”,通过获取信息并传输到计算机,基于此来作出相应的动作。在机电自动化控制中,传感器技术的作用主要是在于信息的采集,通过获取被测非电量信号并对其进行处理,然后转化为电信号,最后为系统运行提供相应的支持。
1.传感器技术应用现状
传感器技术的发展历程,大体经历了三代,第一代传感器被称为结构型传感器,第二代传感器技术开始向固体传感器方向发展,固体传感器由半导体、电介质、磁性材料等一些固体元件组成。随着集成技术分子合成技术以及微电子技术的出现伴随着计算机技术的发展,出现了集成传感器,随着互联网和计算机科学的发展,出现了智能化的传感器。智能传感器的出现对人类感觉器官进行了延伸,为生活提供了更多的便利,也极大的提高了生产效率。科学技术的进一步发展,出现了以传感器和计算机为核心的现代控制系统,并且在生产生活实践中得到了广泛应用,在机电自动化控制中,利用智能化的传感器技术,实现了系统的自我控制,能够自主对信息进行收集和处理,进一步提高了机械自动控制的效率。现阶段,传感器技术呈现出集成化和智能化的特点,使得传感器技术愈发具有稳定性,为自动化控制提供了基础和前提。同时,随着技术的成熟传感器生产成本越来越低,开始进行了大批量生产,成本的降低和生产工艺的提高,使得传感器技术的应用领域进一步拓展[1]。
2.机电自动化控制中传感器技术的应用
2.1工业领域
机电自动化控制中的传感器技术在工业领域有着非常高的应用价值。例如某洗衣机生产车间中的洗衣机装配线物料输送装置就利用了传感器技术。该设备的功能在于为洗衣机装配线输送物料。装置主要分为六个上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站以及分类站等六个工作站,这六个工作站均具有独立编程能力,且都具有紧密的联系。整个系统的运行都需要通过传感器给出信号,具体流程为:上料检测站利用转盘按照顺序向提升装置输送大工件;然后搬运站负责将工件搬运至加工站;加工站将工件送出工位;安装搬运站则在安装工位放下工件;最后安装站根据传感器发出的指令进行工件组装,最后输送到工件分类站并进行分类。系统运行中的各个动作都是利用编程来实现自动控制的,且信号传输均会经过传感器,从而有效发挥传感器技术在机电自动化控制中的作用。其次,在工业领域中,温度测量也是传感器技术的一个重要作用。在大部分情况下,温度测量都选择接触式测量与非接触式测量两种方式。接触式测量指的是:如果被测对象接触传感器之后,那么二者就会有热传递发生,此时被测物体如果与传感器的感温元件的温度接近,那么传感器就会反映出被测物体温度。这种测量方法的优势在于精度高,操作便捷,但对时间的耗费量较大。
2.2农业领域
机电自动化控制中的传感器技术,在农业领域也发挥着重要的作用。例如某种基于传感器技术的农业大棚环境监测系统为例。该系统具备体能数据的采集功能,并且可以利用无线技术,将数据向远端上位机进行发送。
关于整个系统的工作过程,具体涉及到以下几个方面:首先是信号采集过程,系统中温度监测模块 MLX90615 会对大棚内环境实时温度进行检测,并设置阈值,在阈值超出限值后上位机就会发出报警信息,并关闭或开启大棚内薄膜,此时风机运作也会启动,从而调节大棚温度,为农作物提供良好的生长环境。湿度检测模块 HM1500 则会对大棚内湿度进行检测,并与前者同理会设置阈值并对大棚内湿度异常进行报警,此时上位机就会对大棚内碰头加以控制,从而实现喷水,最终提高湿度。二氧化碳浓度检测模块MG811 则会对二氧化碳浓度进行检测,并作出相应动作;其次是信号传输环节,在完成信号采集后,单片机模数转换会向本地 ZigBee 发送数字信号,并利用无线传输向远端ZigBee 传送数据;之后是信号控制阶段,通过 labVIEW 来搭建信号控制上位机,这一软件的特点在于能够为全部插件语言进行模块化,从而减小编程难度,内部逻辑利用 for 语言嵌套,从而实现对各个外部插件与端口的嵌入,对于不同的编程语言具有较强的兼容性。
2.3交通领域
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。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。再比如交通检测领域,机电自动化控制中的传感器技术也有着比
较高的应用价值。以最常见的红外线传感器为例,其属于一种波束检测装置,主要分为主动与被动两种形式。主动发射器与接收器分别为半导体激光器与光电二极管,在实践应用中,首先将两个部件进行对中处理,并在车道旁统一水平面进行安装。在没有车辆通过的情况下,接收器接受细束线状红外光,处于有信号输出状态;而在车辆通过后,光束被遮挡,此时接收器处于无输出状态,这一通 - 断的过程就可以实现对车辆信息的检测[2]。
2.4在数字医疗中的应用
得益于现代技术,现代传感器向着微小型发展,“数字药片”以及“胶囊诊断机器人”应运而生,树脂药片内置了可消化的微芯片药物,体积较小,长和宽都仅仅在一毫米内,植入正常药片中,当患者吞食数字药片时,直接利用人体胃液发电和消化后的液体产生轻微电压,以此将信号传输到皮肤表面通过感应装置对数字药片传递的信号进行补充,对信号进行分析,医生能够根据信号评估患者服药后的效果,通过对患者服药的后期跟踪还能够记录患者服药的实际变化情况。
2.5在空调制冷剂中的应用
空调中的满液式冷水机有螺杆式制冷压缩机和管壳式冷凝器以及满液式蒸发器的组成。通过传感器技术在满液式冷水机组中的应用,能够实现空调制冷剂液位的精确控制,使得液体冷媒完全将热传到表面同时又不会产生回液。在蒸发器液位控制中的解决方式主要分为间接控制和直接控制,在控制中传感器技术起到了十分重要的作用。间接控制以传感器将除冷媒液位以外的其他参数作为调节对象,间接实现蒸发器液位的控制。而直接控制以蒸发器内制冷剂液体作为被调制参数,通过液位传感器采集的信号与定值进行比较,实现对目标的调节。
3.结束语
综上所述,传感器技术在机电自动化控制中有着广泛的应用,随着现代技术的不断发展和成熟,传感器技术的应用领域进一步拓展,极大的提高了生产生活效率转变了传统的生活方式,促进了社会生产力的进步。当前,传感器技术在机器人领域、机械加工领域、监测、汽车生产领域以及数字医疗中都有着广泛的应用。在未来,传感器技术会不断向着智能化和小型化方向发展,应用的领域将会越发广泛,更好的促进社会的发展。
参考文献:
[1]严可为 . 传感器技术在机电自动化控制中的应用探究 [J]. 数码设计,2020(10):53.
[2]孙克,吴海华,雷鹏 . 传感器技术在农业领域中的应用 [J]. 农业工程,2016(03):32-35.