传感器技术在机电一体化的应用探讨
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摘 要：随着时代的发展，科技的进步，机电一体化已经应用于我們生产生活的方方面面。科技的逐步发展，使得机器不断更新换代，传感器作为机电一体化的系统之首，也在随着科技不断进步。本文将对传感器进行分析，探求传感器技术在机电一体化中的应用。
关键词：传感器技术；机电一体化；应用探讨
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.113
机电一体化是机械电子与互联网技术相结合的产物。其中的传感器技术是机电一体化中重要组成部分，是反馈信息的执行器件，同时也是机电一体化系统中实现闭环的灵魂。可见研究传感器技术的重要性，本文也将探讨它在机电一体化中的广泛应用。
1 传感器和机电一体化技术的发展及研究现状
传感器技术、通信技术、计算机技术是现代信息技术的三大基础。传感器技术是当前发达国家相互竞争，不断发展的高新技术。同时它也被列入21世纪优先发展的十大顶尖技术之一。因为传感器技术涉及的领域非常广泛，所以它的研究十分复杂。传感器的应用上至探测资源，海洋，环境监测，医疗诊断，下至家用电器，生活部件。传感器主要有自补偿自诊断的功能，信息储存与记忆功能，自学习与自适应功能，数字输出功能等。传感器一般有化学传感器，它相当于人类感觉器中的味蕾，可以感知化学物质的浓度和敏感度；流体传感器，它相当于人类皮肤的触觉感受器，可以捕捉机械刺激；气敏传感器，相当于人类的嗅觉细胞，对于气味有很强的敏感性；光敏传感器，相当于人类的视器，可以感知外界光信号的变化。这些传感器种类不同，功能不同，而且广泛应用于我们的生活中。目前传感器技术发展的主要趋势是强调传感技术系统的系统性与传感器处理和识别能力的协调发展。而且强调创新自主在传感器中的应用。
机电一体化技术的发展。机电一体化包含了计算机信息技术、机械技术、光学技术、电子技术等，具有学科交叉的特点。机电一体化技术应用领域非常广泛，目前它的发展方向朝着多方面发展，主要有：智能化，如今人工智能成为各个国家竞相发展的领域，并且渗透到各个方面。目前人工智能在机电一体化中的应用是一个重要的发展方向；绿色化，当前环境问题是关乎人类健康的问题，资源的减少，生态环境的破坏，一切由环境污染而引发的问题都在提醒人类对于环境的重视。机电一体化的产品也在朝着绿色化发展，生产出资源利用率高而不对环境有污染的产品；网络化，机电一体化与互联网的结合是一个必然的趋势，网络化可以使机电一体化进行远端控制，大大提升了它的发展空间。
2 传感器技术在机电一体化中的应用探讨
第一，传感器技术在数控机床上的应用。在数控机床上常见的传感器有脉冲编码器、感应同步器、光电编码器、红外传感等， 像脉冲编码器就是一种检测转速的传感器，它的功能是把机械的转角转换成电脉冲；感应同步器，可以分为直线式和旋转式两种，它可以把数控机床上元件的视点和直线位移转化成感应电动势的幅值；光电编码器在数控机床上就是通过光电转换，将轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或者数字量的传感器[1]。这种传感器主要用于角度或者速度的检测。随着科技的发展，传感器在数控机床上的应用会更加广泛。
第二，传感器技术在机械加工中的应用。在机械制造的各种设备中，传感器的作用是检测和自动控制设备，同时它还应用于机械设备测试系统中，实行定位功能，在定位过程中能够准确地传输和检测某种形式的信息。高质量的传感器在机械制造设备中具有寿命长，可靠性高，抗干扰能力强的特点，同时还能满足精确度和速度的要求，传感器的特点适合机床运行环境，使用时维护方便而且还易于与计算机连接，实现网络化管理。传感器对机械加工中的元件进行测量， 来使元件的质量和准确度达到设计制造要求的水平，实现产品价值。为了确保下一步工作的顺利进行，检测的这些内容需要在加工过程中完成。在机床加工中，加工过程的动态稳定性需要由传感器来完成。而且传感器可以控制床身抗阻参数和相关部位的振动频率，加强机床加工中的薄弱环节，使机床加工更加稳定。机床中的应变式和压力式三向切削力传感器可以对金属切削原理进行研究，确保机械加工自动化、一体化。随着高性能的传感器的开发，也将推动机械加工领域的发展。
第三，传感器技术在汽车行业中的应用。如今的汽车行业发展迅速，越来越多的电子零件和控制系统应用于汽车行业。机械灵活性、环境稳定性和信号完整性是传感器在汽车应用中的关键性设计。由于汽车中的温度差值，传感器和相关的电子零件需要承受较高的温度差。随着车辆自动化程度的不断提高，超声波技术可以用于观测外界情况，同时超声波传感器也应用于汽车倒车雷达系统中，自动驾驶的汽车中，超声波传感器能够与射频雷达、摄像头和其他传感器技术相结合，提供更加完善和准确的距离测量功能[2]。目前无人驾驶是人类不断尝试的新的领域，而传感器是在汽车领域实现自动化的重要部分，正在开发的下一代传感器将成为无人驾驶最终的决定因素。在越来越多的创新成果的推动下，未来的汽车将能够提供清晰且持续更新的周遭状况，随时掌握外部环境及车内人员的动态。因此，传感器技术将成为决定未来汽车行业发展的关键因素。
综上所述，当今， 传感器已经应用到生活的方方面面，它不仅应用在机械制造业，在医疗行业，生活产品中都能找到它的身影。当未来传感器在机电一体化中实现高效率化和绿色化时，不仅电子机械将大幅减少对环境的污染，实现真正的绿水蓝天，还能让传感器应用在更多的领域。同时当传感器在机电一体化中结合了人工智能和互联网技术时，它将在机电一体化中实现更大的价值。相信通过科技的发展和人类的不断努力，传感器会有更加长远的未来。
参考文献：
[1]刘丁确.浅析传感器在机电一体化中的应用和展望[J].现代工业经济和信息化，2016，6（01）：78-79.
[2]杜元彪.机电一体化系统中传感器技术的应用策略[J].内燃机与配件，2018，264（12）：123-124.
作者简介：刘潇（1971-），女，湖北荆州人，本科，副教授，研究方向：电路系统。
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