机电一体化系统中检测技术的作用

机电一体化系统中检测技术的作用

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摘要:电子信息技术的发展促进了机电一体化水平的快速提高,尤其是近年来,计算机技术、电子技术等高新技术不断运用在机械制造中,更是进一步完善了机电一体化系统。传感器和检测技术是机电一体化系统中最为关键的技术,在机电一体化中的作用也是非常重要的。本文通过对传感器的常见类型进行分析,重点谈下传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用问题。

关键词:机电一体化;系统;检测技术;传感器

机电一体化系统是在机械生产技术与电子技术的共同作用下完成的一种新的产品,已经成为机械生产的主要发展趋势。实现机电一体化,能够在很大程度上提高机械设备的自动化性能,使其以更高的效率来完成各项作业,促进生产力水平的提高。而在机电一体化产品的自动化运行中,传感器是一种非常重要的组成部分,传感器的应用能够清楚的展现对象的状态和相关特征,并且给予待测对象一些关键的信息。

一、传感器的类型以及传感器技术分析

传感器具有多种类别,按照其测量对象的性质不同可以将传感器分为两种,其中一种是内部信息传感器,这种传感器主要用来检测机电一体化内部的状态,包括系统内部位置的变化、速度的变化、温度的变化以及异常变化等;另外一种是外部信息传感器,这种传感器主要是用来检测外部环境的状态,外部信息传感器当中有接触式的触觉传感器以及非接触式的视觉传感器、超声测距仪以及激光测距仪。

在机电一体化过程中,监测技术的基础内件就是传感器,所以说,传感技术对于机电一体化系统的运行起到至关重要的作用。监测技术的主要功能就是对操作的对象进行监测,并且对系统运行的环境以及系统本身的状况进行监测,为确保系统的正常运行,监测技术能够为系统提供一些关键的信息。传感技术的发展关系到机电一体化系统的整体发展,随着科学技术的发展,各种电子产品逐渐产生,电子信息呈现爆炸式的状态,信息传播的速度也不断提升,传统的信息传播方式的传播速度已经赶不上时代发展的脚步,需要对传感技术和检测技术不断更新,才能够满足时代对信息传播发展的要求。

二、传感器在机电一体化系统中的应用

传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中:工业机器人之所以能够准确操作,是因为他能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成、操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。通常微动开关、光电开关、电涡流等传感器安装在机器人的每个关节上进行零位和极限位置的检测,前者保证机器人的重复定位精度和轨迹精度,后者则起保护机器人和安全动作的作用。位移传感器一般也都安装在机器人的各关节上,用于检测机器人各关节的位移量,作为位置控制信息。速度、加速度传感器用来实现机器人各关节的速度闭环控制和加速度控制。触觉传感器装设在机器人腕、手爪等部位,通过触觉确认对象的位置从而修正手爪的位置以便能准确地抓住对象物。

CNC机床和MC加工中心是由计算机控制的多功能自动化机床,在实现其闭环控制的过程中,大量运用了位移(位置)、速度、限位及零位检测传感器,通过检测机床各轴的移动位置和速度进行位置数显、位置反馈和速度反馈,以提高运动精度和动态性能。

汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,先进的检测和控制技术扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用了曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、氧气传感器等各种传感器。

三、传感检测技术在机电一体化系统中的应用前景

与传感器相同,传感检测技术同样在机电一体化系统中发挥着重要作用,其主要作用在系统的自动控制和自动调节环境两个环节,该技术的应用水平高低直接影响着机电一体化系统运行水平的高低。因此,在机电一体化系统中,必须要合理的利用传感检测技术,只有充分发挥检测技术的作用,才能准确快速的检测出各个被控对象的所有参数信息情况,才能便于系统更好的得到控制。

可以说,传感检测技术是机电自动化发展中不可缺少的重要技术,是所有自动化方面的研究基础,其不但在工程技术研究方面发挥重要作用,在基础科学中也处于关键地位。因为在很多基础科学中的研究中,传感检测技术若得到提升,就会使传感器更加灵敏,从而能够捕捉到更多新的信息,为突破该领域技术提供了关键条件。也正是因为如此,有专家认为,传感器和传感检测技术就是支撑现代科学技术的重要依据和发展条件,所以我们应该进一步深入的研究传感检测技术,使传感器的功能得以完善,传感检测技术的应用更加灵活高效。

目前,传感检测技术已经成为机电一体化领域中不可缺少的重要因素,并在多个生产领域和生活领域中得到了广泛应用。在一些自动化水平较高的设备或装置中,都汇集了大量的传感检测技术。例如各种仪器设备、家电、办公自动化设备、工厂自动化中的计算机集成制造系统、CNC机床、加工中心、大型发电机组、轧钢生产线、汽车的机电一体化系统等等,甚至在一些国防领域的尖端武器装备中也都使用了传感器和传感检测技术。不仅如此,相信随着现代科技水平的不断提升,传感检测技术还将会进一步的得到完善,并在更多的行业领域中发挥作用,促进现代文明的快速发展[1]。

四、结语

随着工业自动化程度越来越高,对自动检测系统的要求也不断提升,因此,需要加强对传感器检测的分析,研究出一种能够用于连续检测和瞬时检测的传感器,促使自动检测系统向着智能化的方向发展。除了在工业系统运行中不断开发新型传感器之外,要需要对已经使用的传感器的性能以及使用范围不断扩大,实现传感器的小型化和集成化发展,从而提高机电一体化的工作效率,促进机电一体化更加顺利的进行运行和操作。为了使机电一体化系统能够获取准确的信息,还需要引进传感器监测技术,利用其独特的功能实现信息获取和传播的目的。

参考文献

[1]曹强,马蛟.机电技术中传感器技术的应用[J].数字技术与应用,2013,(05):111.

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