传感器技术在机电一体化中的应用.docx

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1、传感器技术在机电一体化中的应用yangliu导语：在机电一体化系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感受器官，能快速、准确地获取信息并能经受严酷环境考验，是机电一体化系统到达高程度的保证。在机电一体化系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感受器官，能快速、准确地获取信息并能经受严酷环境考验，是机电一体化系统到达高程度的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息准确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。一、传感器的研究现状与开展传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或者装置，主要用于检测机电一体化系统自身与操纵对象、作业环境状态，为有效控

2、制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展，电子信息种类日益繁多，信息传递速度日益加快，信息处理才能日益增强，相应的信息收集传感技术也将日益开展，传感器也将无所不在。从20世纪80年代起，逐步在世界范围内掀起一股“传感器热，各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和消费。传感技术已成为重要的当代科技领域，传感器及其系统消费已成为重要的新兴行业。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者产品开展的重要技术之一，广泛应用于各种自动化产品之中：1.机器人用传感器。工业机器人之所以可以准确操纵，是由于它可以通过各种传感器来准确感悟自身、操纵对象

3、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，操纵对象与外部环境的感悟通过外部传感器来实现，这个经过非常重要，足以为机器人控制提供反应信息。2.机械加工经过的传感检测技术。1切削经过和机床运行经过的传感技术。切削经过传感检测的目的在于优化切削经过的消费率、制造本钱或者金属材料的切除率等。切削经过传感检测的目的有切削经过的切削力及其变化、切削经过颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削经过辨识等，而最重要的传感参数有切削力、切削经过振动、切削经过声发射、切削经过电机的功率等。对于机床的运行来讲，主要的传感检测目的有驱动系统、轴承与回转系统、温度

4、的监测与控制及平安性等，其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的外表粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却光滑液的流量等。2工件的经过传感。与刀具和机床的经过监视技术相比，工件的经过监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目的。20世纪80年代以来，工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲，工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工零件加工要求的工序；工件识别是辨识送入机床待加工的工件或毛坯是否是要求加工的工件或者毛坯，同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外，还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或者工件的加工裕量和外表缺陷。完成这些

5、识别与监视将采用或者开发很多传感器，如基于TV或者CCD的机器视觉传感器、激光外表粗糙度传感系统等。3刀具砂轮的检测传感。切削与磨削经过是重要的材料切除经过。刀具与砂轮磨损到一定限度按磨钝标准断定或者出现破损破损、崩刃、烧伤、塑变或者卷刀的总称，使它们失去切磨削才能或者无法保证加工精度和加工外表完好性时，称为刀具/砂轮失效。工业统计证实，刀具失效是引起机床故障停机的首要因素，由其引起的停机时间占NC类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外，它还可能引发设备或者人身平安事故，甚至是重大事故。汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用，当代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一

6、体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件，这不仅表达在发动机上，为更全面地改善汽车性能，增加人性化效劳功能，降低油耗，减少排气污染，进步行驶平安性、可靠性、操纵方便和舒适性，先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中，必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。三、我国传感器技术开展的假设干问题及开展方向传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其程度上下在很大程度上影响和决定着系统的功能；其程度越高，系统的自动化程度就越高。在一套完好的机电一体化系统中，假如不能利用传感检测技术对被

7、控对象的各项参数进展及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号，我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得，进而使整个系统就无法正常有效的工作。我国传感器的研究主要集中在专业研究所和大学，始于20世纪80年代，与国外先进技术相比，我们还有较大差距，主要表如今：1先进的计算、模拟和设计方法；2先进的微机械加工技术与设备；3先进的封装技术与设备；4可靠性技术研究等方面。因此，必须加强技术研究和引进先进设备，以进步整体程度。传感器技术今后的开展方向可有几方面：1.加速开发新型敏感材料：通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科，各种新技术的相互浸透和综合利用，可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。2.向高精度开展：研制出灵敏度高、准确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保消费自动化的可靠性。3.向微型化开展：通过开展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热门。4.向微功耗及无源化开展：传感器一般都是非电量向电量的转化，工作时离不开电源，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的开展方向。5.向智能化数字化开展：随着当代化的开展，传感器的功能已打破传统的功能，其输出不再是一个单一的模拟信号如0-10mV，而是经过微电脑处理好后的数字信号，有点甚至带有控制功能，即智能传感器。0