時間:2020年09月17日 分類:電子論文 次數:
摘要:傳感器與檢測技術在機電一體化系統中占有重要地位,它能為整個機電系統的穩定運行提供充分的保證,從而促使其更加科學、高效地運行。因此,本文作者將結合自己多年從事這一領域的研究經驗,在閱讀和總結大量文獻的基礎上,對傳感器和檢測技術在整個機電一體化系統中發揮作用的控制和調節環節展開研究,并對其種類、作用和今后的發展進行深入的探討,以期對這一領域的研究有所助益。
關鍵詞:機電一體化系統;傳感器技術;應用
引言:21世紀人類將全面進入信息電子化時代,隨著人類探索領域和探索空間的擴大,電子信息的種類越來越多,傳輸速度越來越快,信息處理能力越來越強,相應的信息采集感知技術也將不斷發展,而傳感器則無處不在。自20世紀80年代以來,傳感技術逐漸在全世界掀起一股“傳感熱”,各個先進工業國家對傳感技術和傳感傳感器的研究、開發和生產都十分重視。傳感器技術已成為現代科學技術的一個重要領域,傳感器及其系統的生產也成為新興的重要產業。
一、傳感器技術的概況
感應器是一種能夠感覺到被測量到的、按一定規律轉化為有效輸出信號的設備或裝置。在機電一體化系統中,傳感器和檢測技術有著不可替代的作用。采用傳感器和檢測技術,可以實時地檢測出系統的特性和狀態,并為待測系統提供必要的信息。傳感技術作為獲取信息的重要手段,與通信技術、計算機技術一起構成了信息技術的三大支柱。
二、傳感器與檢測技術
就傳感器的性質而言,它屬于信號傳輸裝置,對機電一體化系統而言,傳感器的作用不可忽視。傳感器是檢測的基本設備,傳感器安裝好后,就可以完成對傳感器的檢測功能,完成對傳感器的指定檢測。其所能檢測的內容包括系統本身情況、目標對象情況和工作環境情況,完全檢測所獲得的信息十分全面,為系統安全穩定運行提供了強有力的保障。根據傳感器的工作模式,可將傳感器分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器。壓力感知器屬于典型的接觸式傳感器,而溫度感知器、聲學感知器屬于非接觸式傳感器。伴隨著科技的不斷發展,傳感器技術也在不斷的完善,這使得傳感器的應用范圍越來越廣,促進了生產效率的提高,推動了社會主義經濟的進一步發展。
三、機電一體化
機械電子技術就是將微電子技術與機械技術相結合,以微電子技術為控制手段,實現設備的控制、運動、信息等功能。這類設備兼具電子器件的優點,又兼具機械器件的優點,但機電一體化設備需要許多先進技術來支持,其中包括微電子技術、人工智能、自動檢測、機械制造等。伴隨著電子時代的到來,電子信息的數量激增,速度驚人,傳遞信息所需的時間不斷縮短。在機電一體化系統不斷發展和完善的今天,各種信息資源的利用越來越豐富,為使系統順利運行,需要傳感器和檢測技術的支持。因此對機電一體化系統而言,傳感器和檢測技術有著非同尋常的重要性。
四、傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用
1傳感器與檢測技術在工業機器人中的應用
工況下的工業機器人工作過程中,由于安裝在機器人身上的傳感器能感覺到自己的狀態,同時也能感覺到操作對象和工作環境的狀態,通過內部傳感器能獲得自己的位置、位移、速度等信息,通過外部傳感器能完成對操作對象和外部環境的感知,內外部傳感器能同時向機器人提供反饋信息,幫助機器人順利完成工作。
2機械加工過程的傳感檢測技術
機床加工及運行過程的傳感技術。加工過程靈敏度檢測的目的是優化加工效率,降低加工成本,提高加工效率。其主要檢測對象為切削過程中的切削力及其變化、切削過程中的顫振、刀具與工件的接觸、切削時切削切屑的狀態以及對切削過程的識別,其中最重要的檢測參數是切削力、切削過程的振動、切削過程的聲發射、切削過程電機的功率等。對機床操作而言,主要的檢測目標是驅動系統、軸承與回轉系統、溫度監控與安全保護等,其檢測參數包括機床故障停機時間、加工零件表面粗糙度與加工精度、機床工況下冷卻潤滑液的流量、功率等。相對于刀具和機床的工藝監控技術,工件工藝監控技術的研究和應用最早也是最廣泛的。
大多數都是針對工件的加工質量控制。簡而言之,工序識別是指用于識別所進行的加工工序是否符合工件的加工要求的工序;工件識別是指在機床上對待加工的工件或毛坯進行識別,同時也包括識別工件安裝位置是否符合工藝規程的要求。另外,可利用工件識別和工件安裝來監控傳感加工毛坯或工件的加工余量和表面缺陷。通過對傳感器的識別和監控,可以實現機器視覺傳感器和激光表面粗糙度傳感器的識別和監控。
3傳感器檢測技術的作用
傳感檢測技術的主要功能是自動調節和控制關鍵環節,因此傳感檢測技術是整個機電一體化中不可缺少的主要技術,其優劣直接影響到機電一體化系統的功能;如果傳感檢測技術水平越高,整個系統的自動化程度就越高,否則自動化程度就越低。一種完整的機電一體化系統中,如果采用傳感器檢測技術不能及時地檢測被檢測對象的有關參數,并將這些參數轉換為信號進行傳輸,則系統控制無法及時地獲取信息,從而導致整個系統不能正常工作。作為自動化研究領域的基礎,傳感器檢測技術在基礎科學和工程技術方面都具有舉足輕重的地位。
例如,在基礎科學研究過程中,采用全新工作原理的檢測傳感器得到了快速發展,這種傳感器的優點是在檢測參數和狀態時靈敏度很高,因此即使是難以獲得的信息,也能及時地被捕獲和采集,因此新機制的檢測傳感器的出現將直接影響基礎科學研究革命。現代文明是由科技支撐起來的,但沒有傳感器對各種信息進行探測,科學技術就無法發展,人類文明進步的速度就會大大降低。如何提高感知信息傳感器在基礎科學研究中的作用,是未來科學技術研究的新起點,相信傳感器將是未來科學技術發展進程中下一代技術革命的主要力量。
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四、結語
產業發展過程中,需要重視新傳感器的開發,要結合實際需求,不斷擴大傳感器的性能和使用范圍,促進傳感器的集成化和小型化發展,提高機電一體化系統的工作效率,保證機電一體化系統的順利運行。要使機電一體化系統獲得更準確的信息,就必須積極引進先進的傳感器和檢測技術,以提高信息獲取和傳播的效率。
參考文獻:
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[2]張衛.傳感器技術在機電一體化系統中的應用分析[J].科學與信息化,2020,(6):102.
作者:張衛華