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机电自动化控制中传感器应用

摘要:随着我国市场经济体制的深层次发展,社会经济转型也持续深入推进,为实现我国现代科学技术快速稳步发展注入了一股强有力支撑动力。在工业体系中,机电的自动化控制是重要的组成部分之一,而传感器技术应用水平的高低也同样具有重要的作用,其直接决定了机电自动化控制效率和质量。所以,对传感器技术予以深入分析,加快对其研究力度,也具有重要的现实意义。文章从多个视角出发,对机电领域的传感技术进行了拓展分析,以供参考。

关键词:机电自动化;传感器技术;控制

0引言

机电自动化控制系统引入于我国工业体系中,对于完善我国工业体系,加快我国工业经济的发展进程,发挥着显著的作用。其中,针对于机电自动化控制系统来说,其需要借助于传感器技术来采集机电设备工作数据,并深入分析采集的数据信息,以此来推进自动化控制效果进一步优化和提升,使得机电设备高效投入于生产工作中。此外,在机电自动化控制中,传感器技术也会在逐渐应用中趋向于成熟和完善,这也对促进机电自动化控制的发展产生显著的推进作用。两者相互促进,彼此成就,共同发展。

1传感器技术

传感器作为一种监测装置,主要用来测量获取相关的数据信息,并将实际的数据信息以电信号的方式传输到配备的计算机体系中去,实现更加高效的数据传输效率,进一步提高了传统机电装置的控制力度。在信息化进程逐步推进的今天,越来越多的科学技术被应用于各行各业,传感技术也不例外,实现了机电自动化控制领域的广泛应用,有效地改善了机电自动化装置的同时,也能够推进相关机电自动化工作高质量开展和实施,保证整个机电设备能够安全、有序地进行工作,使其满足相关工作要求。此外,传感技术的广泛应用与我国未来机电控制体系的发展前景不谋而合,直接作用于机电专业。因此,就目前来说,传感器技术正朝着高效、健康方向发展,同时也有效地渗透于其他领域,例如,通过建立起计算机技术、传感技术的融合发展机制,能够有效地推进自动化控制技术的完善。目前我国也将开发和研究传感器技术提上日程,并且在现阶段已经取得了显著的发展成效,这也使得传感器的职能被进一步拓宽,实现了信号处理工艺的优化,使得传感技术能够广泛的应用于各行各业。除此之外,集成化、智能化也是传感器今后发展的重点趋势,通过对传感技术的不断优化,使得传统的机电自动化控制实现了由简单向复杂化的转变,能够有效地解决工作中面临的重点、难点问题,实现我国整个工业体系的健康稳定发展。

2传感器技术在机电自动化控制中的应用

在工业领域,传感器主要是通过测试一些机器、机床的震动来实现进一步的流水线检测,从而获得其工作运转的状况;对于一些精确度要求严格的工业加工来说,也少不了传感器技术的应用,其可以实现微小部件的精密度测量,满足工业要求;在一些重要材料的磨削、切割过程中,传感器技术的应用能够更加精准的感知工具和切割件之间的距离和加工情况,有效地避免了由于检测不到位而造成加工件发生脆性变形的情况发生,此外,在一定程度上还可以避免卷刀和工具发生灼烧变形的情况,增加了加工件的精确度。除此之外,光传感器技术也是机电体系中的一项常用技术,能够实现自动检测车床中的润滑油和耗油量液面,满足自动化检测的标准。而且在产品入厂之后,还可以利用传感器技术检测产品的质量。因此总结说明,在工业加工领域的方方面面都少不了传感器技术的应用。

2.1压力传感器的应用

内燃机作为一种较为普遍的动力装置,在工业生产中得到了广泛的应用,而压力传感器使内燃机中应用的较为普遍的一种传感器,压力传感器的做要作用在于能够检测气囊的贮气压力、传动系统的流体压力、注入燃料压力以及内燃机技机油压力等。目前存在多种形式的内燃气压力传感器,主要有电容式、压阻式、差动变压器式等压力传感器。在实际的应用中,不同的压力传感器有不同的特点以及使用特性,如电容压力传感器主要应用于负压,液压气压的检测,检测的范围在二十千帕到一百千帕之间,电容式压力传感器的主要优势在于能够输入较高的能量,同时拥有较好的动态响应。而压阻式压力传感器,在实际的使用中需要考虑温度因素,温度对该传感器的精度具有较大的影响,因此,在实际的使用中需要另外设置温度补偿电路,以提高传感器的精度,但是该传感器在大批量生产中具有很大的优势。差动变压器式压力传感器有着较大的检测范围,同时能够支持数字信号的输出,但是在实际的使用中容易受电磁干扰,因此在实际的使用中需要重视排除干扰因素,保证传感器的精度。

2.2流量传感器

内燃机运行的效率与空燃比启动点火时间等具有紧密的联系,为了进一步提升内燃机的运行效率,需要在内燃机设置流量传感器,对内燃机的空气流量以及燃料流量进行测量。现代内燃机需要对燃油喷射量进行精确的控制,而想要实现燃油喷射机械控制的重要前提,就是要了解内燃机的进气量,通过应用空气流量传感器能够较为准确地感知。空气流量的大小传感器将检测所获得的电信号反馈到内燃气的电子控制单元。空气流量传感器所提供的测量数据,能够帮助内燃机控制系统更好的控制燃烧条件,保证空燃比的科学性,目前空气流量传感器主要有旋转叶片式、卡门涡旋式、热线式、热模式四种类型。从空气流量传感器的技术指标上来看,需要保证能够在零下40摄氏度到零上120摄氏度的环境下正常工作,检测的精度误差需要控制在1%以内。

2.3节气门位置传感器

通过在内燃机中设置节气门位置传感器,可以实现将节气门的开度信号转变为电信号,相关的电信号能够反馈给内燃机的电子控制单元,从而较为准确地获得,内燃机负荷大小数据以及加减速数据。目前电阻式节气门位置传感器是内燃机中比较常见的一种节气门传感器,该传感器从结构上来看主要分为线型,变位器以及怠速触点两部分构成。该传感器在通电使用的过程中,现行电位器的触点会沿电阻器滑动,根据滑动产生的电阻能够获得变化的电压信号,根据相关的电压信号。就能分析出节气门的开度以及开度变化情况,根据这一数值来判断内燃机的工况,进一步提升发动机控制的精度以及效果。

2.4温度传感器

传感器技术在进行温度测量的过程中,主要依靠两种测量手段:①接触式温度测量手段;②非接触式温度测量手段。传感器接触式温度测量主要是通过与被测对象直接接触,利用两者之间的热传递来实现对温度的测量。在此期间,当传感器的显示温度与测量物体的实际温度趋于一致时,我们就可将传感器显示出来的温度看作是被测物体的实际温度,这种温度测量方法,因为其使用起来简单易行、价格低廉而广受应用。但是,这种测量方式获得的温度与实际温度数值存在一定的误差,由于在热传递的过程中,传感器中的热敏元件会吸收一部分的热量,导致测量温度要比实际温度普遍偏低,且如果被测物体具有高温、毒害的情况时,还会造成传感器零件的损坏,在一定程度上限制了传感器零件的应用范围。而传感器的非接触式温度测量则是利用传感器与被测物体之间的热辐射现象来实现温度测量的,其基本原理是通过测量物体辐射能量,并将辐射能量转化为电磁波信号,以此为依据进行温度分析和读取,由于传感器与被测物体之间并无接触,所以不会出现热量被吸收的现象,极大的保证了测量物体温度的真实性和可靠性,并且拓宽了传感器技术的应用范围。但是这项技术使用起来较为繁琐,对测量人员的要求较高,不能实现普遍的应用。

3机电自动化控制中传感器技术的未来发展方向

3.1传感器将更具集成化与智能化

我国智能系统的开发和应用已经拥有了良好的环境,而信息技术的广泛应用又进一步推动了智能系统的发展,在这样的背景下,传统传感器技术的发展现状不足也得到相应的体现,导致其难以满足信息时代的发展要求,无法契合传感器技术智能化标准。对此,推进其向智能化、集成化方向发展,是未来我国传感器技术的主要发展方向。例如,在机电自动化控制系统中应用高度集成化、智能化的触感器,可以推进机电自动化控制系统的智能化程度进一步提升,同时基于传感器更具集成化特点,相应功能也更趋于完善和丰富,这也使得传感器技术的适用范围被进一步拓宽,使得传感器技术的信号监测也更趋于多元化,有助于推进传感器技术工作效率和工作质量进一步提升。

3.2传感器中新材料的开发与应用

在我国工业领域中,任何新材料的应用,都会在不同程度上对传感器技术的发展起到一定的推动作用。其通过决定传感器的质量来影响实际工作的效率。所以加强对传感器材料的创新研发和优化,对于传感器技术的发展来说具有重要的影响作用。此外,传感器的传输效率会极大程度上影响到最终的监测效果,对于企业而言,在对传感器进行选择的过程中,要始终坚持将传感器材料的效率作为我们选择的主要依据。所以,为了实现传感器技术的广泛应用,不断地提高其应用水平,我们必须将传导材料的开发和应用作为未来传感技术发展过程中的重点研究方向。还需要综合地分析和考虑传感器材料的成本支出和材料可利用率。此外,随着我国对传导材料研究的不断深入,智能超传导的材料也越来越多的应用到传感器中去,使得传感器能够及时感知外界条件的变化,做出更加科学合理的判断,实现我国传导器技术的智能化发展。

4结束语

综上,针对于机电自动化控制技术来说,其在我国社会各个领域中都有着较为显著的应用价值,而传感器技术水平会对机电自动化控制的质量和效率产生决定性影响,所以,加快传感器技术的研究进程,也具有重要的现实意义,其能够满足工业发展和加工过程中的精确度要求,实现自动化的处理效果,在进一步解放生产力的同时,还能保证产品价格的质量和效率,因此,在未来的工业体系中具有广泛的发展空间。

作者:魏俊 栾玖华 单位:江苏联合职业技术学院泰州机电分院

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