传感器技术在机电一体化系统中的应用研究

孙建华

摘要：在整个机电一体化系统当中，传感器是非常重要的一 个组成部分，可以说它是整个系统的核心设备。传感器的存在可以使机电一体化系统更快、更准确地获取各种信息。而面对各种复杂的外部环境，传感器能够保证机电一体化系统的正常运行和发挥。如果机电一体化系统中缺少传感器，那么就无法准确地检测到信息，也就无法维持系统的稳定运行状态。此时，系统将无法正常运行。

关键词：传感器技术;机电一体化;应用研究

1 传感器技术概述

传感器是一种能将信息按一定规律转换成远距离传输信号的检测装置。转换的结果可以是电信号，也可以是人们需要的其他信号形式。传感器主要依靠物理、化学和生物效应来获取信号，利用通信技术来传输信号。传感器的信号转换能力使其在社会生产的许多方面得到了广泛的接受和应用，特别是在电气领域。传感器的发明和使用是新技术革命的重要组成部分。因此，传感器技术也被称为信息技术的三大支柱之一。它是连接物理世界和计算机世界的重要技术。它对电气技术、航天技术、医疗技术和机械自动化等领域具有重要意义。常见的传感器有很多种类，根据设计方式可分为控制型传感器和转换型传感器，根据传感参量可分为流体传感器、气敏传感器、光敏传感器，承担起相当于人类“视觉”、“味觉”、“触觉”的责任，根据工作原理可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。传感器的使用需要根据机电一体化系统的实际情况进行选择，满足系统需求。

2 机电一体化系统概述

机电一体化系统主要包括机械系统、伺服系统和传感器检测系统。机械系统包括传动机构、支承部件和数学模型;伺服系统包括各种性能指标、执行元件、检测元件、电气元件等环节;传感检测系统包括位移传感、速度传感、加速度传感、扭矩传感、扭矩传感、距离传感、视觉传感等传感部分。这些部分共同构成一个完整的机电一体化系统，完成物理、化学和生物量变化的测量、信号转换和信号传输。

3传感器技术在机电一体化系统中的作用

在机电一体化系统中，传感器主要起着检测、信号转换和控制的作用。它是机电一体化系统的重要组成部分，是提高机械自动化水平的关键技术。根据传感器技术在机电一体化系统中的应用现状，传感器技术承担着许多重要的任务，如提高转换系统的性能，提高机电一体化系统的实用能力，保证信号的准确采集，保证信号的准确转换等，对机电一体化系统的应用和发展具有重要意义。同时，传感器技术的应用也为技术人员了解和掌握机电系统及其控制下的机械系统的运行状态提供了技术支持，有利于提高机械设备的利用率，延长系统的使用寿命，具有很大的经济价值和保障价值。在机电一体化系统中，传感器技术是快速、准确获取和转换信息的关键技术，对系统的控制具有重要意义。

4傳感器在机电一体化系统中的应用

4.1 传感检测技术在机械加工中的应用

机械加工对于各项工作的要求较高，为使加工过程符合各项要求，需要将相关检测贯彻到加工的各个环节。在加工前，需要对加工设备进行自动检查，保证设备在可以满足加工的各项操作条件，如对坯件的夹持方位进行自动判断，据此，应调整坯料的实际夹紧位置，并确定夹紧变形和夹紧力等参数;加工后，要测量工件的形状、尺寸、位置公差等数据，确保工件质量符合设计制造要求。这些测试项目需要在处理过程中完成，并形成测试数据，为下一个过程打下基础。在精密产品的生产加工中，为了保证产品的合格率，必须对加工条件做出严格的要求。对加工过程中的速度、温度、压力、振动、切削力矩等进行自动检测和调整，使加工条件始终处于最佳状态。在机械加工中，应用传感器检测技术可以优化切削过程。通过传感器技术，可以科学地控制切削力、切削角度、切削接触面及切削状态、电机功率等数据，降低材料去除率，从而更好地控制生产成本。在机床加工中，传感器可以保证加工过程的动态稳定性，通过控制机床床身相关部位的振动、阻抗参数等数据，可以加强机床加工的薄弱环节，从而提高加工精度。目前，我国机械加工中使用的传感器主要是应变式和压电式三向切削力传感器，它们对金属切削原理的研究分析、加工过程中切削数据的设计与开发起着重要的保障作用。

4.2传感器技术在汽车工业中的应用

在汽车制造业中，传感器得到了广泛的应用。随着汽车工业的不断发展，汽车产品开始向小型化、电子化、轻量化和智能化方向发展，使得相关产品制造中对传感器的需求逐渐增加。在汽车生产过程中，电子控制系统，包括自动变速器、防抱死制动系统、驱动防滑系统等装置，都需要利用传感器技术来完成。随着汽车电子设备数量的不断增加，汽车机电一体化系统已经开始取代纯机械控制系统，并已全面应用于整车。包括发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制和导航系统在内的汽车控制系统已经开始采用传感器技术来完成系统的功能，这使得汽车系统的应用实现了更高的可靠性和功能性。汽车传感器具有适应性强、抗干扰能力强、稳定性和可靠性高、价格低廉等特点。它们可用于各种恶劣环境，如风雨、崎岖道路等环境。同时，能保证良好的密封性、防潮性和耐腐蚀性。它能适应高温高压汽车发动机舱的内部环境，还能抵抗发动机工作时产生的强烈振动和电磁波。另外，随着车辆运行速度的不断提高，对各部件的要求也越来越高，车辆机电一体化系统中的传感器也要求具有更高的稳定性和可靠性。由于汽车生产的不断扩大，传感器也应具备量产能力，这就要求传感器的生产实现自动化，有效控制生产成本。目前，在汽车的关键控制系统中，包括曲轴位置传感器、吸气和冷却水温度传感器、压力传感器、气体传感器等都是不可替代的。以发动机控制系统为例，该系统中的传感器作为整个汽车传感器的核心，包括了温度、压 力、位置、转速、流量、气体浓度、爆震等多种类型的传感器。这些传感器可以对汽车的整体运行状况信息进行收集，并精确控制发动机的工作状况，使其增加动力、减少油耗，并实现故障检测。由于汽车发动机所处的工作环境较为恶劣，需要应对高温、潮湿、振动、冲击、蒸汽、盐雾、腐 蚀、油泥污染等情况，因此用于汽车系统的传感器在技术指标、测量精度及可靠性上明显高于一般的工业用产品，否则难以达到保证发动机正常工作的目的。

在汽车机电一体化系统中，传感器不仅应用于发动机系统，而且应用于汽车安全管理系统中。目前，汽车安全管理系统主要采用加速度传感器和压力传感器来控制汽车侧气囊。通过对相关数据的统计发现，压力传感器检测侧面碰撞速度的速度是加速度传感器的3倍，误差概率较小，在车辆安全管理系统中普及率较高。

结束语

综上所述，在现代科学技术发展的指导下，传感器技术得到了迅速发展，在其技术的应用和发展中，实现了技术应用与机电一体化技术应用的结合。这两种技术的结合应用，全面提高了机电一体化系统的技术应用能力。通过本文的研究和分析，将传感器技术在机电一体化系统中的应用总结如下：一是在加工检测技术中的应用;二是技术在汽车工业发展中的应用;三是数控机床技术的应用。通过以上三种技术的应用，全面整合了传感器技术与机电一体化系统的技术应用能力。借助传感器技术的应用，可以提高机电一体化系统的技术应用能力。

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