浅析机电自动化系统中传感器技术的应用

胡杰

摘要：传感器以其广泛的应用而闻名，同时也给人们的生活带来了一些好处。其中，传感器也是我国高科技电子技术的核心内容，其使我国科技的发展得到了有效的进步。通过研究可以看出，传感器的应用范围已经涵盖了人们日常的工作、生活和学习，并且在持续的创新。本文主要对传感器技术在机电自动化控制方向上的应用进行深入了解。

关键词：机电自动化系统；传感器技术；应用

一、传感器技术的相关概念

（一）传感器技术的概念

当前，传感器技术已经应用到各个领域的先进，使得对我国社会经济的发展和进步的巨大贡献。当机电自动化应用传感器技术，输出应定期根据相关规范和要求执行，因此，它可以自动地整合到整个环境。由于现代工业的不断发展，重型机电自动化的重点逐渐向高度集中的生产化靠近，最主要的目的是提高生产质量。

（二）传感器技术的应用现状

1.机电自动化程度较低

目前，许多西方发达国家已经在现代机械工业中实现了技术智能化，放弃了机械自动化产业的重大突破。作为车联网最早的产品，通用OnStar、福特sync等安全服务都是随着互联网的不断发展而发展起来的，而随着购车群体的逐渐年轻化，车联网的运营也在不断优化自身的安全功能，这可以同时，通过加强车辆和周边环境，满足年轻人对娱乐功能的需求，使他们出行更安全。

2.传感器技术水平较为落后

对机电自动化技术的应用，对发达国家的工业发展而言，对其的要求非常严格。但是，我们国家和企业并没有给予现代机械工业一定的重视。虽然有部分的企业在使用机电自动化，但是没有对其进行严格的管理。

二、传感器技术在应用过程中存在的问题

（一）传感器技术的精细程度不够

从当今机电自动化的生产现状来看，未来传感器技术必将朝着更小、更精细的方向不断发展，这就要求现代企业在机电自动化生产过程中给予高度重视。然而，许多企业在实际生产过程中，虽然将传感器技术应用到机电自动化中，并逐渐朝着微传感器发展的方向发展，但实际应用和研究仍缺乏广泛的认可和重视。

（二）传感器技术的清洁程度不够

传统的传感器技术在机电自动化生产中的应用，往往采用切削液技术，不仅在无形中增加了企业的生产加工成本，此外，生产过程中会排放大量受污染的废气，对周围环境造成严重破坏。正因为如此，传感器技术在实际使用过程中清洁度不够一直是亟待解决的问题。因此，在未来的应用过程中，提高传感器的清洁度将成为人们考虑的重点。例如，利用干加工技术可以改善传统切削磨削技术的缺点，从而有效控制机电自动化的生产资源，进一步提高作业效率。

（三）传感器技术的虚拟程度不够

在传感器技术的实际应用中，虚度不足的现象十分突出。在一定程度上给实际生产经营带来了巨大的安全风险，增加了生产事故发生的可能性，给作业人员自身的生命安全带来了严重威胁，由于缺乏虚拟度技术的研发效率，甚至减缓了机电自动化生产的速度。因此，我们应该高度重视传感器虚拟化问题，合理利用计算机仿真软件来模拟一个更真实的机电自动化生产系统，从而实现芯片设计和生产的精细化、合理化发展。

三、传感器在机电自动控制中的具体应用分析

（一）火电厂中的传感器

中国目前将原煤作为主要发电燃料，在火力发电厂中，料位传感器是不可缺少的重要组成部分。如何保证在经济的情形下又使火力发电获得必要的安全保障呢？目前最适用的办法就是通过可检测的料位传感器实时监测煤仓内的煤位和粉位，让整个设备处于最佳的运行和输送控制状态。对于煤仓和煤粉仓兼具的锅炉，需要及时有效的控制好筒仓的仓位，将煤粉液位控制在合适水准，这样既可以防止大量的煤粉被过度浪费，造成徒劳消耗，也可以避免发生煤仓水位超载或溢流，避免煤炭事故的发生。在具体的应用中需要根据不同情形选择适用的传感器类别，比如不同的气温条件下、不同材料的介电常数与空气的介电常数不同都会造成误差。由于气温会影响声波速度，所以在测量前，有必要先进行气温测量，用以校正声速，保证测量精度的准确性。目前使用的主流传感器有重锤型、超声波型和电容型等。

重锤型料位传感器的典型测量范围达60m，如果需要对局域性地区进行测量，重量式料位传感器是比较适用的。其主要构成部件有伺服电机、重锤钢丝绳、料位变送器及微机显示仪表等。

超声波型传感器的应用原理是在筒仓的顶部同时配备超声波发生器和接收器，通过超声波从发射到通过空气层撞机材料表面又发生发射到被接收器接收，取单程时间乘以声速来测算材料的高度，超声波在发射过程中受气温影响较大，因此需要进行恒温测定。在测量较大粒度的散装物料液位时，可采用超声波液位传感器。

电容型料位传感器没有运动部件，跟材料本身没有关系，然而，材料的介电常数应与空气的介电常数大不相同。

（二）水电厂中的传感器

铂热敏电阻属于温度传感器的一种。在现代科技中的应用广泛，尤其在水力发电厂和水电厂的供水系统中较为常见。用途非常多样化，在实际操作中提供了很多便利，不仅可以检测上导轴承、止推轴承、下导轴承的温度及其轴承油槽中的油温，还可以用于测量发电机定、转子的温度。如需要冷却空冷器的水温，也可以达到理想效果。

在水力发电厂，如需检测压力气罐、压力油罐的压力或采集井内水位压力，一般都采用压力传感器。

在水电厂的供水系统中进行检测时，铂热敏电阻不易堵塞，测量含有固体颗粒或纤维的液固两相流体具有优势，不会因阻力产生压力损失导致测量不准。其运作原理是将电磁流量用于检测上导管和推力，将冷却水管和水管轴承的流量转换成4-20mA的电信号，从而计算出相应的压力值信号值。这种检测系统适用于大口径、低阻力损失的给水管道，使测量值更趋于精确。

振动和摆动的测量在水力发电厂中具有完整的应用。振动的测量具有被测物体的x方向和y方向，被测振动具有被测物体的轴向和径向上的振动。通过收集水轮发电装置的摇动和振动数据，可以检测出上盖和排水管内的压力脉动、装置旋转部的机械不平衡量以及转子和转子的中心位置，单元的中心偏移会导致电磁力失衡等。旋转过程中单元的健康状况可以通过测量振动和摆动来完全反映出来。随着科学技术的发展，振动和摆动的检测现已成为水力发电厂状态维护的重要组成部分。通过维护设备状态，极大地提高了设备的使用效率。

气缸气门位移测量使用磁感应位移传感器。由于气缸阀的恶劣安装环境和更高的精度要求，因此使用了磁感应式位移传感器。当磁场与磁环或浮子相互作用时，当遇到永久磁场时，会产生磁致伸缩效应，从而导致波导线扭曲。该扭曲由安装在电子仓库中的拾取机构感测，并转换为相应的电流脉冲。

四、机电自动化系统中传感器技术的发展趋势

在未来的发展中，传感器技术的使用范围越来越广，都对其抱着很大的期待。因为传感器技术既可以促进机电自动化系统的发展，又能使自身的工作效率得到加强。同时，使得机电自动化系统的经济效益得到提高。

一般来说，机电自动化系统采用传感器技术，通过计算和仿真来更准确地输出信息。在应用过程中，对传感器的精度进行了一般性的研究。因此，在传感器研制过程中，有必要提高和加强精度。在改进过程中，应考虑灵敏度、互换性等因素，以提高传感器技术的综合性。

结论

机电自动化技术在传感器应用过程中是不可或缺的，它不仅可以使企业获得更多的生产信息，而且通过传感器技术的应用还可以提高生产效率，得以适应现代机电企业自动化发展的需要。

特别是人们的生活正朝着智能化的方向前进，属于机电自动化控制的范畴。因此，在今后的实际工作中，要想稳步提高我国的自动化水平，更好地为工业发展和社会经济发展服务，就要继续深入研究传感器技术和机电自动化技术，不断提高技术水平，使其社会价值最大化。

参考文献

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