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傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要：傳感器技術(shù)性水平直接決定著整個(gè)電機(jī)的自動(dòng)化程度和信息系統(tǒng)整體反應(yīng)水平。
電機(jī)的自動(dòng)化水平越高，對(duì)傳感器的依賴性就越大，對(duì)傳感器的要求就越高。
傳感器的精確度與敏銳度都是檢驗(yàn)傳感器水平的重要方面，在傳感器中的地位也是關(guān)鍵性的。
本文主要針對(duì)傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的各種應(yīng)用來探討未來傳感器的發(fā)展趨勢(shì)，為傳感器的升級(jí)與改造提供有效的借鑒。
【關(guān)鍵詞】傳感器 機(jī)電一體化 系統(tǒng)應(yīng)用
機(jī)電一體化的發(fā)展對(duì)傳感器的要求越來越高，傳感器就是機(jī)電一體化系統(tǒng)的“感受器官”，面對(duì)復(fù)雜、嚴(yán)酷的環(huán)境考驗(yàn)，它能保持自身的靈敏度與精確性，及時(shí)、準(zhǔn)確、真實(shí)地反映機(jī)電信息并報(bào)警呼救。
一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)離不開完善的傳感器，否則將無法實(shí)現(xiàn)信息的有效性傳輸，決策功能的有效控制，自動(dòng)檢測(cè)功能等，整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)將陷入癱瘓境地。
1.傳感器的現(xiàn)狀分析
傳感器，就是能夠在任何惡劣環(huán)境下都能感受到規(guī)定的信息測(cè)量數(shù)據(jù)，并且以特定形式傳輸出去的機(jī)器或設(shè)備。
在檢測(cè)機(jī)電一體化與實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)一體化方面發(fā)揮著重要的作用。
傳感器是機(jī)電一體化中最核心與關(guān)鍵的部位。
隨著人類對(duì)未知領(lǐng)域探索的深入，電子信息的種類也不段更新演變，傳感技術(shù)也逐漸走向成熟。
上世紀(jì)八十年代，是傳感器最興盛的時(shí)期，全國(guó)掀起了一股“傳感器熱”的浪潮，國(guó)家十分重視傳感器的研發(fā)與應(yīng)用，傳感器的升級(jí)換代日新月異，性能得到了前所未有的改善與提高。
在傳感器不斷發(fā)展的過程中，傳感器制造業(yè)也作為一種新興的行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。
2.目前傳感器的主要作用分析
傳感器在機(jī)電一體化中的作用是十分巨大的。
機(jī)電一體化系統(tǒng)如果沒有了傳感器的支撐，那么系統(tǒng)就失去了生命的活力，陷入癱瘓的境地。
傳感器的具體作用有哪些，我們針對(duì)目前市面上存在的也是備受歡迎的最新傳感器品種――江蘇東佳電氣有限公司生產(chǎn)的傳感器為例進(jìn)行具體闡釋。
2.1精密設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)測(cè)量
一般的傳感器都可以實(shí)現(xiàn)溫度的正常測(cè)量，但是不同精度的傳感器在測(cè)量數(shù)據(jù)上又存在著明顯的差異，越是設(shè)計(jì)精密的傳感器在溫度的測(cè)量上就越精準(zhǔn)，測(cè)量誤差就越小。
江蘇東佳電氣有限公司生產(chǎn)的傳感器主要通過Pt100的感溫特性來實(shí)現(xiàn)對(duì)既定溫度的測(cè)控，測(cè)量精準(zhǔn)度較高。
應(yīng)用時(shí)主要將感溫頭安置在被測(cè)量的特定環(huán)境中，通過傳感器的輸出端設(shè)置實(shí)現(xiàn)與儀表輸入端點(diǎn)的轉(zhuǎn)換與接收，在接收到溫度信息后，傳感器會(huì)輸出特定的電壓信號(hào)，起到傳感溫度的測(cè)量與掌控，測(cè)量效果經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證比較精準(zhǔn)。
傳感器中的感溫管不是普通塑料材質(zhì)的工業(yè)用管，而是一種經(jīng)過特殊性處理的高強(qiáng)度的特殊管材，導(dǎo)熱性更強(qiáng)，堅(jiān)固性能更好。
此外，在設(shè)計(jì)上將感溫管的開口端部分進(jìn)行有效的密封，防止信息的泄漏。
同時(shí)在信號(hào)傳輸導(dǎo)線上也進(jìn)行了精細(xì)的設(shè)計(jì)，不同于一般的傳輸導(dǎo)線，而是一種耐高溫多股銅芯的屏蔽電纜，再次保證了溫度信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
2.2針對(duì)大中型電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量
傳感器除了進(jìn)行溫度的傳感測(cè)量外，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大中型電機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量。
轉(zhuǎn)速測(cè)量在當(dāng)今的大中型電動(dòng)機(jī)中十分具有實(shí)用性。
轉(zhuǎn)速測(cè)量的原理是將轉(zhuǎn)速變?yōu)楣馔�，再將光通量通過特定的光電元設(shè)備轉(zhuǎn)化為可變的電量，通過電量來進(jìn)行轉(zhuǎn)速的預(yù)測(cè)。
在進(jìn)行大中型機(jī)電的轉(zhuǎn)速測(cè)量時(shí)首先通過光電編碼器，編碼器隨著轉(zhuǎn)軸不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，每當(dāng)光線通過編碼器的夾縫時(shí)就自動(dòng)反映給光電檢測(cè)器一個(gè)獨(dú)特的電脈沖，在轉(zhuǎn)軸的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)中，光電元件就會(huì)輸出完整的電脈沖，脈沖與轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系，通過這種正比例關(guān)系獲得大中型機(jī)電的轉(zhuǎn)速范圍。
2.3自動(dòng)預(yù)報(bào)與報(bào)警裝置，使損失降低到最小
隨著工業(yè)化的發(fā)展，安全生產(chǎn)成為第一要?jiǎng)?wù)，在傳感器的設(shè)計(jì)上安全性的考驗(yàn)就更加嚴(yán)格，江蘇東佳電氣有限公司生產(chǎn)的傳感器就有效地加強(qiáng)了安全性設(shè)置。
可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)報(bào)與報(bào)警，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備使用過程中的潛在危險(xiǎn)。
我們就以江蘇東佳電氣有限公司生產(chǎn)的傳感器在數(shù)控機(jī)床主軸軸承溫度的檢測(cè)為例加以具體說明。
數(shù)控機(jī)床主軸運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中，因主軸光滑不足、潤(rùn)滑油太粘稠以及主軸加工、安裝等因素，都會(huì)引起主軸軸承溫度升高。
而主軸軸承溫度過高，會(huì)引起材料膨脹，導(dǎo)致機(jī)械空隙變小，而呈現(xiàn)噪音和機(jī)械傷害。
溫度控制系統(tǒng)利用熱電阻進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)的溫度測(cè)量，利用多通道數(shù)字儀表來顯示主軸軸承的溫度值。
特定的單片機(jī)會(huì)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)提供的數(shù)據(jù)超出了正常的范圍，那么就會(huì)有報(bào)警器發(fā)出刺耳的報(bào)警聲，引起人們的關(guān)注。
通過報(bào)警設(shè)計(jì)，傳感器的安全性能得到了大大的提高，避免了一些意外事件的發(fā)生，這也正是東佳傳感器設(shè)計(jì)比較人性化的，也是至關(guān)重要的一點(diǎn)。
3.我國(guó)傳感器的發(fā)展方向
我國(guó)的傳感器研究開始與上世紀(jì)的八十年代，相較于國(guó)外的傳感器研究，我國(guó)起步算是較晚的，但是在我國(guó)科研人員的不懈努力下，我國(guó)的傳感器研究與發(fā)展后來居上，性能越來越好，但是我們應(yīng)該看到我國(guó)的傳感器水平與國(guó)外還是存在著一定差距，這也為我國(guó)今后的傳感器發(fā)展指明了方向。
在今后的傳感器設(shè)計(jì)中我們要更加注重其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，積極發(fā)展更加先進(jìn)的溫度計(jì)算傳感器，更新模擬與設(shè)計(jì)方法，采用微型機(jī)械設(shè)備等方面，使得傳感器功能更加完善。
我們?cè)卺槍?duì)傳感器的改良升級(jí)方面可以在以下幾個(gè)方面進(jìn)行有益嘗試。
3.1大力開發(fā)新型的傳感材料。
在傳感材料的研發(fā)上更加注重耐用性與敏感性，延長(zhǎng)壽命的同時(shí)提高傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的敏感性。
3.2向更加精確的方向發(fā)展。
隨著對(duì)誤差要求的嚴(yán)格，我們的傳感器將向著更加精確測(cè)量的發(fā)展方向發(fā)展，只有那種精確度高而且靈敏性強(qiáng)的傳感器才能在機(jī)電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮更加積極的作用。
3.3突出智能化
智能化是現(xiàn)在機(jī)器發(fā)展的必然趨勢(shì)，即使是傳感器也不例外，智能會(huì)水平的提高可以節(jié)約人力、物力，信號(hào)輸出更加清晰，更加快速，機(jī)器運(yùn)作與使用也更加智能化與人性化。
4.結(jié)束語
機(jī)電一體化是未來機(jī)電發(fā)展的趨勢(shì)，傳感器的智能化與人性化是傳感器研究努力的方向，正是因?yàn)槎叩挠袡C(jī)結(jié)合才引發(fā)了一場(chǎng)前所未有的激烈變革。
在設(shè)計(jì)方式與設(shè)計(jì)理念上都是突破性的改進(jìn)，這正是人類智慧與時(shí)代更迭的真實(shí)體現(xiàn)。
在今后的傳感器與機(jī)電一體化研究分析中，我們依然要推陳出新，大膽變革，爭(zhēng)取研究出更加先進(jìn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在激烈的國(guó)際機(jī)電產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。
參考文獻(xiàn)：
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