机电一体化系统中的传感器技术分析

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1、机电一体化系统中的传感器技术分析　　随着汽车智能化、电子化、小型化和轻型化，汽车对传感器的需求已经成为众多行业中之最，下面是小编搜集整理的一篇探究机电一体化系统传感器技术的论文范文，供大家阅读参考。　　【摘要】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，信息处理能力日益增强，相应的信息采集――传感技术也将日益发展，传感器也将无所不在。　　【关键词】传感器技术;机电一体化;应用　　一、前言　　传感器相当于人的感觉器官，是一种能把被测的非电量转换为各种易于测量的电信号的部件。国际电工委员会的定义为：传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号。

2、随着现代技术的不断发展，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。　　二、传感器技术在机电一体化系统中的应用　　(一)机械加工过程的传感检测技术　　在机械加工过程中，需要检测的地方很多。加工前，最好对坯件和所用的加工设备进行各种自动检查，以保证加工过程能够正常地开始，如自动判断和调整坯件的夹持方位，确定上床后装夹的变形情况和夹紧力的大小;加工完毕后对工件进行测量，以便确定产品合格与否，如对工件的尺寸、粗糙度、形状和位置公差(圆度、锥度、平面度、同轴度等)的测量。对诸如齿轮和螺纹等工件，

3、还要检测其齿距、螺距、节距半径、导程等。这些检测最好能自动地进行，并将检测结果输入下道工序，作为选用的条件;在加工过程中为了保证精密产品的合格率，对加工条件也有严格的要求，因而加工过程中对诸如切削速度、切削力、切削扭距、进给速度、温度、压力和振动等参数进行自动检测和自动调整，以期达到加工条件处于最佳状态。又如切削过程的传感检测技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感器检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等，而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过

4、程电机的功率等。在研究机床加工(切削)情况下的动态稳定性、自激现象和加工精度等问题时，需要用压电式加速度计、力传感器等仪器测量刀架、床身等有关部位的振动、机械阻抗等参数，检验机床的动态特性，找出提高精度的薄弱环节。通过对切削力的测量，可以研究金属的切削原理，为机床和夹具的设计和制定切削用量提供必要的切削力数据，也是评价刀架结构和材料的重要依据。目前我国多采用应变式和压电式三向切削力传感器进行测量。　　(二)传感器技术在汽车行业的应用　　近年来，随着汽车智能化、电子化、小型化和轻型化，汽车对传感器的需求已经成为众多行业中之最。现代汽车凡是采用电子控制的系统或装置，都离不开传感器，如自动变速器、

5、汽车制动防抱死系统、驱动防滑系统等。尤其是近几年，车用电子装置越来越多，如安全报警装置、通信装置、娱乐装置以及为提高舒适、减轻疲劳采用的辅助驾驶装置等等。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已扩大到汽车全身。如发动机控制系统的传感器、底盘控制用传感器、车身控制用传感器和导航系统用传感器。业内人士普遍认为，实现汽车系统最优化的关键是能否使用高可靠度、高性能的传感器。　　汽车传感器的特点：一是适应性强、耐恶劣环境。因汽车可能工作在极度恶劣的气候条件下，有时尘土弥漫，有时风雨交加，所以传感器应具有很好的密封性，耐潮湿、抗腐蚀能力强。二是抗干扰能力强。传感器都

6、安装在汽车发动机舱中，除了要能够承受发动机工作时的高温、高压、燃烧废气腐蚀之外，还要求有良好的抗震性能，抵抗发动机工作时的强烈震动，另外，发动机工作时会产生电磁波，因此要求传感器具有抗干扰能力。三是稳定性和可靠性高。汽车的各种零部件一般要求能运行10104km以上，并且勿须更换和调整仍能满足规定的技术指标。因此，传感器必须具有高稳定性和高可靠性。四是价格低廉，适应大批量生产。这要求传感器的一致性好，不需要复杂调整，适合自动化生产。　　传感器在汽车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。以发动机控制系统的传感器为例。汽车发动

7、机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心，种类很多，包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。通过这些传感器的检测，向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息，供ECU对发动机工作状况进行精确控制，以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放，并进行故障检测。由于发动机工作在高温、振动、冲击、潮湿以及蒸汽、盐雾、腐蚀和油泥污染的恶劣环境中，因此发动机