试论传感器技术与机械电子工程的结合

刘成

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。本文主要探究了传感器技术与机械电子工程的结合，以供参考。

关键词：传感器技术；机械电子工程；结合

引言：传感器技术作为一种先进的电子信息处理与传输技术，在机械电子行业里，传感器技术的运用范围非常广，传感器技术的运用极大地提升了电子信息的处理能力，同时也提升了机械生产、制造、研发等速度与质量。未来随着机械电子行业的快速发展，传感器技术的发展与应用将越来越广泛。

一、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。

二、传感器技术应用于机械电子行业的必要性

1、传感器技术的优势

首先，传感器能够实现微小变化的测量，提供准确的数据，为进行精细的工业生产提供支撑。现代生产机械可以通过程序的编程进行自动化的操作，而传感器提供的数据资料就是程序运行的条件判据，传感器提供的准确数据确保了现代生产机械进行相应的动作。其次，借助各种传感器以及电子编程可以实现设备与设备信息的交互，构建起包含各个机电设备的互联互通的物联网，提供将设备构建网络化连接的可能，从而方便操作人员通过采集的各种信息，了解设备的运行情况，更好地进行生产指令的发布。

2、传感器技术给机械电子的数字化发展提供助力

利用传感器技术在机械电子领域进行信息的采集，可以将各种不同的信号进行统一的数字化处理与保存，实现传感器输出信号的数字化。数字化信号的特征是以“0”“1”储存，能够实现不失真的远程传输，是机械电子中信号储存与运算的主要形式。通过传感器的数字化处理，可以实现一些难以直接度量的信号的数字转变，比如：将压强、力矩、速度、温度、辐射以及流量等信号转变成统一标准的数字信号。然后利用各种相关的数学模型，可以对数字信号进行进一步的判断和处理，借助判断和处理的结果为数控机床以及机器人的生产提供有效的指导，保证生产工作的效率以及生产工作的精确度，为机械设备进行精细化操作提供保障，从而提高企业在加工制造的工作的能力，提高市场竞争力。传感器技术的发展为机械电子行业的数字化进程提供了强大的助力，在提高机械生产的精度、效率方面有不可取代的作用，通过将各种生产现场的信号进行数字化处理，结合相应的数字模型，能够大幅度提高现代机械加工行业的自动化与智能化水平。

三、传感器技术与机械电子工程的结合

1、传感器技术在数控机床中的应用

区别于传统机械的手动型操作，数控机床是借助各种事先编写好的算法使得生产装置进行相应的工艺操作，操作人员只需要进行参数的设定工作，减少了操作过程中人员参与的需求，对于实现批量生产以及提高生产的精确度有重要的意义。但是在实际的生产过程中，由于各个工件之间肯定会存在细微的差距，因此在机床加工过程中，为了保证加工的精度模具与工件之间的相位位置与速度的过程检测是必要的。利用传感器技术就可以为解决这一问题提供思路，在数控机床的各个预设好的位置通常会安装各种传感装置，传感装置通过对信号的采集，可以将信号统一输出到信息处理和控制中心，控制中心借助各种算法对采集的数据进行加工处理，来获得模块与工件的相对位置关系，再根据人工预设的生产要求，调整好模具与工件的运动轨迹，实现精细化的加工，在加工过程中传感器会对工件与模具的状态实时进行检测比对，能够有效地减少加工误差，提高加工的精确度。除此之外，在加工过程中还可以应用各种温度传感器对重点产热部位的温度进行监视，当温度超过阈值时能够进行报警或自动停机，起到保护机电设备以及操作人员的作用，大大提高了操作加工过程中的安全性与可靠性。

2、传感器技术在机电设备的绿色发展中的应用

在机电一体化设备的未来发展中，其发展方向为绿色化发展方向。对机电设备进行管理时，需要对其运行状态进行全面控制，需要借助于传感器来了解设备的运行水平，不仅要了解设备的磨损情况，还应该对相关原材料的使用率进行全面分析，并且对设备污染排放数据进行严格监控，根据当今社会的企业发展形势来说，相关领导以及技术人员需要对机电设备给予高度关注，不断优化设备的性能，尽可能降低设备的能耗，提升企业的经济效益，在污染物排放方面也需要严格控制，防止生态环境受到污染。作为企业的相关技术负责人，需要全面掌握传感器技术，并且将该项技术合理应用在设备运行系统中，进一步加大机电生产设备的管控力度，相关信息的获取要及时全面且准确，能够对各项资源进行优化配置，提升资源的利用率，除此之外，由于机电设备的长期运行，会出现不同程度的老化现象，进而会增加设备故障的发生概率，也影响了设备的安全运行，所以，企业需要做好设备的维护工作，减少污染物的排放，为机电设备绿色化发展奠定良好基础。企业还应该积极应用传感器技术，在该技术的应用下，能够及时获取设备的相关信息数据，并且，客观反映设备实际情况，在此基础上采取优化措施，保证设备的稳定运行，一些老化设备需要及时更换，做好相关的维修工作，从而提升设备运行水平，促进企业绿色化发展进程。

3、传感器在数字化中的应用

传感器的数字化应用，也是机械电子行业在未来发展中的一个重要方向。在使用传感器技术进行数据信息的采集过程中，应用数字化技术可以有效体现出不同维度的信息数据，并且收集到的信息形成的数据格式具有很强的统一性，主要是体现在温度、气压等方面。在电子机械是实际使用中，很多难以进行测量的感受，可以通过数字化的形式，用精准的数据表现出来，以此来帮助人们掌握对多维度信息的了解，在此过程中可以通过构建数字模型的方式，将收集到的信息展现出来。因此，在机器人和数控机床等设备中使用模型时，使用数字化的传感器技术可以有效的提升信息收集处理的精度和生产的效率。另外，在加强数字化维度与进度的过程中，传感器技术的使用，也提升了模型的真实性，并成为增加模型真实性技术的关键。

四、结束语

综上所述，受现代科技发展的强力推动，传感器技术愈发先进成熟，已广泛应用于社会各行各业，助推生产工作效率和质量的不断提高。将传感器技术合理应用于机械电子行业，不但可以节省大量的人力、物力以及财力，也可以推动机械电子设备实现自动化和智能化发展。

参考文献

[1]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.

[2]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.