传感器技术在机械电子中的应用探析

传感器技术在机械电子中的应用探析

周建

中国广电新疆网络股份有限公司　新疆伊宁市　835000

摘要：目前，传感器技术已成为现代电子技术的重要组成部分，被广泛应用于工业、农业以及制造业等一系列生产领域，与人类生产生活密不可分。将传感器技术合理有效地应用于机械电子行业，不但可以实现机械设备生产过程中各类信息数据的高效采集，还有助于科学合理地指导企业开展生产策略的调整工作，同时能够优化资源配置，减少污染排放，提高企业生产效率与质量，确保企业实现健康长远发展。因此，有必要对机械电子行业中传感器技术的运用进行深入研究。

关键词：传感器技术；机械电子；应用探析

1传感器技术

1.1传感器技术的定义与研究现状

传感器可以实现对微小信号的感知和传递，可以将传感器技术类比为人体的各种感知器官。在工业环境中，传感器可以对所处环境微小的变化进行感知，并做出相应的反应，一般是表现为电信号的形式，现场的工作人员能够根据传感器发出的信号进行相应的调节，以达到控制机电系统稳定运行的目的。需要注意到，传感器是机电系统获取信号数据最主要的，也是最准确的方式，能够为开展相应的工作提供准确的依据。传感器技术发源于20世纪80年代，在当时属于领先行业，经过不断的理论研究与应用实践，现有的传感器产品种类已超过2万种，广泛应用于铸造、交通、汽车、金融、通讯、农业、机械制造、化工、能源、加点等众多的行业之中。目前，在我国，传感器技术的不断发展受到了相当大的重视，并成为国家重点关注的领域，取得了各种突破性的成绩，有效地开发了多种传感器产品，促进了我国众多行业以及国民经济的快速发展。

1.2传感器的种类

人们习惯地将传感器比作人的五感，表明了传感器功能的强大。传感器可以实现五大领域的信号检测工作，在机械自动化领域，借助传感器可以对位移、速度、加速度、扭矩、振动、作用力进行检测；在电磁学领域，可以对电流、电阻、电容、电压、电感等进行检测；在生物化学领域，可以对成分、浓度等进行检测；在工业过程控制领域，可以对流量、压力、湿度等进行检测；在辐射测量时，可以检测无限电磁波、射线以及微波。可以见得传感器技术具有十分广阔的应用空间和应用前景。根据传感器转换原理、检测对象、输出信号的性质、功能、结构以及使用方式的不同，可以对传感器技术进行各种不同的分类。在工程实际中，可以从能量的角度出发，对传感器进行分类，区分传感器是能量控制型还是能量转化型等，需要注意到，由于一些传感器的原理尚在探索阶段，因此无法对其进行定义。由于传感器种类巨多，因此如何对传感器进行科学统一的分类，是传感器领域的一个重要课题，对于传感器技术的选择工作有不可替代的作用。

2机械电子行业的发展现状分析

机械电子工程融合了机械技术与电子技术的，现阶段主要的研究内容是数控机床与机器人，区别于传统的机械设备，数控机床和机器人在生产效率以及生产精度方面体现出了强大的优势，为现代工业的更新换代提供了指引。数控机床主要应用于机电行业，在生产效率、加工精度、可靠性以及劳动强度方面都有着巨大的优势，在其应用的各领域都起到了不同程度的推动作用。机器人是人工智能的机械电子产品，在汽车和电子产品等领域都有了大量的应用，符合生产领域可靠性要求高和灵活性要求高的需求，同时机器人能够在恶劣环境下开展工作，代替人工进行作业，提高作业的安全性和稳定性。另外，结合市场的需求，机器人的应用功能正在不断地拓展，在医疗卫生、教育、护理行业也正在开展应用实践，机器人的研究工作正在使机器人变得更加有实用价值。机械电子正朝着更加智能化、自动化、高可靠性的方向发展，机械电子工程的发展离不开传感器技术的应用，在数控机床方面，必须借助传感器实现微小距离的测量与控制，在机器人中也需要借助传感器进行环境对象识别，离开传感器技术，包括数控机床以及机器人在内的机械电子工程就无法取得现有的发展成果。

3传感器技术在机械电子行业中的应用

3.1在机电设备自动控制系统中的应用

现阶段，传感器技术在机械电子设备自动控制系统中也有着较为广泛的应用，大幅提升了设备性能，也使得各类机械设备能够更好地服务于人们的生产生活，其中较为典型的代表是在汽车控制系统中的运用。近几年，我国经济社会发展较为迅猛，汽车保有量呈现出持续增加的态势，促使人们对汽车性能和舒适度也提出了一些新要求。汽车在实际设计与制造过程中开始应用一些新技术，以不断向着智能化、环保化等方向发展。对于传感器技术来讲，它在汽车控制系统中的实际应用数量和种类非常多。例如 ：现阶段，汽车发动机控制系统、导航系统以及车身控制系统等多个系统都用到了传感器技术，一般包括温度传感器、压力传感器、位置以及转速传感器、流量传感器等。这些传感器能够实时有效地对汽车中的各个工作单元的实际运行状况开展监控工作，同时将采集到的一系列数据信息快速反馈到汽车总控制单元，再借助对反馈信息的综合分析处理，快速对每一个工作单元的实际运行状态做出适当合理的调整，从而保证汽车可以发挥最大性能，并且降低能源消耗和安全事故发生的概率，使得汽车拥有更好的安全性和可靠性。以汽车空调系统为例，当驾驶人员启动汽车空调系统时，安装在驾驶室中的一系列传感器元件能够快速获取温度信息，同时将这些温度信息有效反馈给汽车空调控制单元对所有温度信息进行综合对比分析工作。例如，比较驾驶员提供的温度调节信号与汽车内部实际温度，一旦实际温度明显高于调节温度，便给出冷风。这个过程中传感器能够依照一定的频率不断检测汽车内部的温度，如果实际温度与需要调节的温度一致，此时空调控制系统便会自动进入待机状态。

3.2在刀具检测方面的应用

一般在机械加工生产环节中，切削和削磨属于较为常用的加工方法。如果刀具或者砂轮在实际生产过程中的损伤程度已经达到了规定限值，必须进行更换处理，以避免出现工期延误、加工精度下降等问题。例如 ：在工业生产中，由于刀具磨损而引发的机械故障问题，一般消耗的时间约占总停机时间的 30%。合理运用传感器技术能够解决此类问题，如借助传感器实时检测主轴转速、切削深度等相应参数，能够有效避免出现重复磨损、磨损过重等状况，从而提高机械生产效率和质量。

3.3在采煤机中的应用

将传感器技术合理有效地应用于采煤机，借助对一系列指标的实时监控，可以在很大程度上降低事故发生的概率，提高采煤机工作效率。高精度传感器可以模仿人的大脑，在实际采集数据方面、传输方面以及存储和利用方面拥有强大的功能。借助对各项数据信息的高效分析处理，可以实现采煤机的智能化控制。例如 ：传感器技术可以精准定位采煤地点，能够结合现场监测的一系列数据信息自动制定一条最佳采煤工作线路 ；在实际作业过程中，传感器可以有效监控滚筒高度、泵箱温度和压力等相应参数和设备的工作状态，并且结合实际情况做出科学合理的调整，从而确保采煤机可以始终处于安全运行的状态。

4结语

随着现代科学的不断发展，传感器越来越多的应用于机械电子领域并成为一种发展趋势，为了不断推进我国工业朝着更加智能化、自动化、高效化的方向复杂，就应当不断丰富各种传感器技术，加大各种传感器在机械电子上应用的投入，保证机械电子能够朝着数字化、模块化和智能化的方向不断发展，实现可持续的发展要求。

参考文献

[1]梁利军. 传感器技术在机械电子中的应用[J]. 信息通信,2020,(06):132-133.

[2]赵坤. 传感器技术在机械电子中的应用探讨[J]. 大众标准化,2019,(12):19+21.

[3]何剑明,陈佳怡. 传感器技术在机械电子中的应用探究[J]. 信息通信,2019,(06):280-281.

[4]武帅. 浅析传感器技术在机械电子中的应用[J]. 山东工业技术,2019,(07):161.