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摘要:随着科技水平的不断提升,传感器实用的范围也是越来越广,这不仅仅是由于其可以准确的检测和传递某一形态的信息,并将其转化为另一种形态的信息,最重要的是它在实现测试和自动控制中起到的重要作用。因此,本文笔者根据我国现阶段传感器的研究和使用现状,并结合个人多年来相关行业的工作经验,先对传感器的研究现状与发展进行浅析,继而对传感器在机电一体化系统中的应用进行仔细的探讨,希望可以起到推动我国传感器技术不断发展的作用,继而大幅度提升机电一体化的进程。
关键词:传感器 机电一体化 研究 应用 检测
前言
作为一种先进的检测设备,传感器可以起到自动检测和自动控制的作用。它不仅可以检测到信息,并可以将检测到的信息按照特定规律转换成一种便于传输、储存、记录、处理、显示及控制的输出信号。传感器在机电一体化系统中,占据着首要位置,为高水平的机电一体化提供了坚实的保证。但是随着科学技术水平的不断发展以及人们需求的不断提高,人们需要传感器具有更快的传输信息的速度以及更好的处理信息的能力,所以这就要求我们对传感器技术进行仔细的分析,加速它的推广应用。下面是笔者个人的一些见解、看法。
一、传感器技术的现状与发展趋势
随着工业水平的不断提升,大量的工业设备中都需要安装检测仪表和传感器,而且工业设备作为自动化系统的控制对象或其中的一部分,必须能与自动化系统的检测、控制和执行相兼容或能提供接口,从而使之集成为一个有机的整体,使该工业设备的用途扩大,是传统设备更新换代的必要条件。因此,从20世纪80年代开始,在世界各国掀起一股传感器热潮,各发达工业国家都十分重视传感技术的相关研究工作。传感技术已成为现代重要的科技领域之一,传感器及其系统的生产也成为了重要的新兴产业。传感器产品的品种较多,采用的科学原理也比较多,技术较密集,具有边缘性、多样性、综合性以及技艺性的特点,需要多种高新技术和多学科的相互配合。所以要推动传感器产业的进一步发展,也是有难度的。近些年来,由于传感器越来越多的应用于各行各业,加之汽车家电行业和信息产业等方面的飞速发展,对传感器需求量大增,以此推动了传感器制造业的快速发展,并形成独立的产业,也促进传感器由传统型向新型传感器的转型和发展。新型的传感器具有智能化、数字化、微型化、系统化和网络化的特点,而且功能更加广泛,它的研制和发展必将促进传统产业的发展和改造,在此基础上还可促进建立新型工业,这必将成为当代经济的新的增长点。
二、传感器技术在机电一体化系统中的应用
机电一体化产品和系统中大量的应用了传感器,这也是为什么近些年来机电一体化进程逐渐加快的原因。假设没有传感器的配合使用,就无法做到对系统的精确自动检测,就无法实现信息的快速传输和准确处理。下面笔者介绍几种常见的传感技术。
1.机器人中的传感技术
从上个世纪七十年代开始,人们对于机器人的研究力度开始不断加大,作为一种机器人专门用的传感器也得到了长足的发展,但由于机器人的特殊性,其对于传感器传感信息以及智能化出力的要求比较高。因此,在机器人上需要安装大量的听觉传感器、超声包传感器、接近觉传感器、力觉传感器、视觉传感器以及触觉传感器来方便的检测出机器人与外在环境之间的关系,还能够及时、准确的反馈信息,大幅度提高了机器人的工作状况,使其能够更好的完成复杂状态下的工作,极大地推动了机器人行业的发展。
2.汽车自动控制系统中的传感技术
随着大量的传感器等技术的应用,大大促进了汽车行业的不断向前发展。在现阶段的汽车行业中机械式控制部件早已被现代化的自动控制系统所取代,这是汽车行业发展的需要。大量的控制、检测技术应用在汽车上,不仅大幅度改善了汽车性能,增加了许多人性化的功能,还在操作方便、降低油耗、控制环境污染以及增强驾驶安全性等方面做出了极大的贡献。在汽车的控制系统中,例如:压力传感器、启敏传感器、温度传感器以及曲轴位置传感器等是必不可少的,对于汽车的安全行驶起到了非常重要的作用。
3.機械加工过程中应用的传感技术
3.1车床运行及切削过程中应用的传感技术
在机床的正常运行过程中,温度系统、驱动系统、轴承以及回转系统的都是传感检测的重要部位,主要的传感参数有冷却润滑液的流量、机床状态、机床的功率、机床的故障时间、工件的表面粗糙度及加工精度等。在切削的过程中为了达到控制成本、控制材料切除率以及优化切削过程等目的,我们需要对切削过程进行实时传感检测。主要的传感检测目标有切削过程识别的传感、工件和刀具的碰撞传感、切削过程的探测传感、颤振探测传感以及切削力探测传感等。其中最主要的传感参数有:电机功率、切削过程振动情况、切削力的大小等。
3.2工件的过程传感。研究和应用最早和最多的是工件的过程监视,这是与刀具和机床的过程监视技术相比较而言的。其目标是是工件加工的质量控制。从20世纪80年代开始,工件的过程传感加入了工件的识别与工件安装位姿的监视的相关要求。大致而言,所谓的工件识别是辨识送入机床等待加工的毛坯或工件是否是要求加工的毛坯或工件,而工序识别是为辨识所执行的加工工序是否为零件加工要求的工序等,并且同时还要求辨识工件安装的位姿是否为工艺规程所要求的位姿。为了完成这些识别和监视就必须使用或者开发许多种传感器,例如激光表面粗糙度传感系统、基于CCD的机器视觉或TV传感器等。
三、结论
综上所述,通过对传感器的研究现状、发展以及传感器在机电一体化系统中应用的详细分析,我们越发的了解传感器技术在测试和自动控制方面发挥的巨大地作用。现阶段,传感器技术广泛的应用在人们生活的各个方面,因此我们需要加快对传感器技术的学习和研究,通过不断的努力,在缩小和发达国家之间差距的同时,促进我国工业的发展,最终达到促进我国经济可持续发展的目标。
参考文献
[1] 赵国强.浅谈机电一体化中传感器技术发挥的作用[J].科技风,2010,9.
[2] 王涛义.传感器技术的发展应用分析[J].硅谷,2011,12.
关键词:传感器 机电一体化 研究 应用 检测
前言
作为一种先进的检测设备,传感器可以起到自动检测和自动控制的作用。它不仅可以检测到信息,并可以将检测到的信息按照特定规律转换成一种便于传输、储存、记录、处理、显示及控制的输出信号。传感器在机电一体化系统中,占据着首要位置,为高水平的机电一体化提供了坚实的保证。但是随着科学技术水平的不断发展以及人们需求的不断提高,人们需要传感器具有更快的传输信息的速度以及更好的处理信息的能力,所以这就要求我们对传感器技术进行仔细的分析,加速它的推广应用。下面是笔者个人的一些见解、看法。
一、传感器技术的现状与发展趋势
随着工业水平的不断提升,大量的工业设备中都需要安装检测仪表和传感器,而且工业设备作为自动化系统的控制对象或其中的一部分,必须能与自动化系统的检测、控制和执行相兼容或能提供接口,从而使之集成为一个有机的整体,使该工业设备的用途扩大,是传统设备更新换代的必要条件。因此,从20世纪80年代开始,在世界各国掀起一股传感器热潮,各发达工业国家都十分重视传感技术的相关研究工作。传感技术已成为现代重要的科技领域之一,传感器及其系统的生产也成为了重要的新兴产业。传感器产品的品种较多,采用的科学原理也比较多,技术较密集,具有边缘性、多样性、综合性以及技艺性的特点,需要多种高新技术和多学科的相互配合。所以要推动传感器产业的进一步发展,也是有难度的。近些年来,由于传感器越来越多的应用于各行各业,加之汽车家电行业和信息产业等方面的飞速发展,对传感器需求量大增,以此推动了传感器制造业的快速发展,并形成独立的产业,也促进传感器由传统型向新型传感器的转型和发展。新型的传感器具有智能化、数字化、微型化、系统化和网络化的特点,而且功能更加广泛,它的研制和发展必将促进传统产业的发展和改造,在此基础上还可促进建立新型工业,这必将成为当代经济的新的增长点。
二、传感器技术在机电一体化系统中的应用
机电一体化产品和系统中大量的应用了传感器,这也是为什么近些年来机电一体化进程逐渐加快的原因。假设没有传感器的配合使用,就无法做到对系统的精确自动检测,就无法实现信息的快速传输和准确处理。下面笔者介绍几种常见的传感技术。
1.机器人中的传感技术
从上个世纪七十年代开始,人们对于机器人的研究力度开始不断加大,作为一种机器人专门用的传感器也得到了长足的发展,但由于机器人的特殊性,其对于传感器传感信息以及智能化出力的要求比较高。因此,在机器人上需要安装大量的听觉传感器、超声包传感器、接近觉传感器、力觉传感器、视觉传感器以及触觉传感器来方便的检测出机器人与外在环境之间的关系,还能够及时、准确的反馈信息,大幅度提高了机器人的工作状况,使其能够更好的完成复杂状态下的工作,极大地推动了机器人行业的发展。
2.汽车自动控制系统中的传感技术
随着大量的传感器等技术的应用,大大促进了汽车行业的不断向前发展。在现阶段的汽车行业中机械式控制部件早已被现代化的自动控制系统所取代,这是汽车行业发展的需要。大量的控制、检测技术应用在汽车上,不仅大幅度改善了汽车性能,增加了许多人性化的功能,还在操作方便、降低油耗、控制环境污染以及增强驾驶安全性等方面做出了极大的贡献。在汽车的控制系统中,例如:压力传感器、启敏传感器、温度传感器以及曲轴位置传感器等是必不可少的,对于汽车的安全行驶起到了非常重要的作用。
3.機械加工过程中应用的传感技术
3.1车床运行及切削过程中应用的传感技术
在机床的正常运行过程中,温度系统、驱动系统、轴承以及回转系统的都是传感检测的重要部位,主要的传感参数有冷却润滑液的流量、机床状态、机床的功率、机床的故障时间、工件的表面粗糙度及加工精度等。在切削的过程中为了达到控制成本、控制材料切除率以及优化切削过程等目的,我们需要对切削过程进行实时传感检测。主要的传感检测目标有切削过程识别的传感、工件和刀具的碰撞传感、切削过程的探测传感、颤振探测传感以及切削力探测传感等。其中最主要的传感参数有:电机功率、切削过程振动情况、切削力的大小等。
3.2工件的过程传感。研究和应用最早和最多的是工件的过程监视,这是与刀具和机床的过程监视技术相比较而言的。其目标是是工件加工的质量控制。从20世纪80年代开始,工件的过程传感加入了工件的识别与工件安装位姿的监视的相关要求。大致而言,所谓的工件识别是辨识送入机床等待加工的毛坯或工件是否是要求加工的毛坯或工件,而工序识别是为辨识所执行的加工工序是否为零件加工要求的工序等,并且同时还要求辨识工件安装的位姿是否为工艺规程所要求的位姿。为了完成这些识别和监视就必须使用或者开发许多种传感器,例如激光表面粗糙度传感系统、基于CCD的机器视觉或TV传感器等。
三、结论
综上所述,通过对传感器的研究现状、发展以及传感器在机电一体化系统中应用的详细分析,我们越发的了解传感器技术在测试和自动控制方面发挥的巨大地作用。现阶段,传感器技术广泛的应用在人们生活的各个方面,因此我们需要加快对传感器技术的学习和研究,通过不断的努力,在缩小和发达国家之间差距的同时,促进我国工业的发展,最终达到促进我国经济可持续发展的目标。
参考文献
[1] 赵国强.浅谈机电一体化中传感器技术发挥的作用[J].科技风,2010,9.
[2] 王涛义.传感器技术的发展应用分析[J].硅谷,2011,12.