传感器技术在机电一体化中的应用论文.doc

传感器技术在机电一体化中的应用论文 传感器技术在机电一体化中的应用论文 【摘要】传感器技术是研究机电一体化系统中的信息传递问题使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅使系统各部分有机地结合在一起形成完整的系统 传感器技术是在机电一体化技术的基础上发展起来随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要传感器技术的研究也必然促进机电一体化的发展 【关键词】传感器;机电一体化;应用 1.传感器的研究现状与发展 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 2.传感器在机电一体化系统中的应用 2.1机器人用传感器 工业机器人之所以能够准确操作是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象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)来完成操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现这个过程非常重要足以为机器人控制提供反馈信息 2.2机械加工过程的传感检测技术 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术 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 对于机床的运行来讲主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等 (2)工件的过程传感 与刀具和机床的过程监视技术相比工件的过程监视是研究和应用最早、最多的多数以工件加工质量控制为目标 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者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿 (3)刀具(砂轮的检测传感 切削与磨削过程是重要的材料切除过程 刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称)使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时称为刀具/砂轮失效 工业统计证明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1/51/3.此外它还可能引发设备或人身安全事故甚至是重大事故 2.3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现代化汽车工业进入了全新时期 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这不仅体现在发动机上为更全面地改善汽车性能增加人性化服务功能降低油耗减少排气污染提高行驶安全性、可靠性、操作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 3.信息处理技术 20世纪90年代末随着微型技术的快速发展微控制器的性能不断提高促使微控制器技术获得广泛应用并且以微控制器技术为基础的分布式自动控制系统在当时是计算机控制系统的发展趋势 微控制器技术系统具有很多优点如：控制功能更明确组成更简单可靠性更高;运行速度快;开发、维护、扩充方便等 AFS1000控制系统经过10余年的运行已接近衰落期但电厂出于资金原因和其他因素的限制并不能马上更换AFS1000控制系统 因此需开发此系统信息处理 AFS1000信息处理系统的开发：(1)硬件的组成：利用RS232接口建立控制系统与信息处理系统的数据通道 其由通信部分的AFS1000控制系统通过RS232接口把历史数据送到打印机 信息的处理部分：带有PENTIUM中央处理器、20GB硬盘的PC机1部;EPSONLQ1900打印机1部 (2)软件部分：系统软件：Windows98操作系统、VisualFoxPro6.0数据库语言系统和ASMforWin汇编语言软件等 1)信息处理软件：信息处理软件具有自动纠错、自动翻译英文信息、智能打印、历史信息数据库管理4大功能 2)信息接收软件：其是汇编语言编写的程序 运行SETLOG.时接收程序常存在于内存中 当系统产生了中断程序会根据中断的类型查找中断向量表确定要执行一模块 3)自动翻译英文信息模块：自动纠错模块会产生TEMPO.TXT文件将它输入到数据库AFS.DBF中 自动翻译英文信息根据AFS.DBF记录会在字典库查找与之对应的中文信息最后把中英文信息写入AFA.DBF中 (3)智能打印模块：当出现“汽轮机跳闸”、“锅炉燃料跳闸”等重要事件时系统会把此事件发生前8个报警及后续报警及时打印出来 这时模块就可以提取重要的信息 远程控制技术是指管理人员在异地通过计算机网络异地拨号或双方都接入Internet等手段联通需被控制的计算机并将被控计算机的桌面环境显示到自己的计算机上通过本地计算机对远方计算机进行配置、软件安装程序、修改等工作 随着高科技的飞速发展机电控制技术也面临着全新的改革 Internet网络在当今社会不仅仅是传播信息的重要渠道也为应用技术提供了可靠的平台实现了远程控制的作用 这也是机电控制系统向基于Internet的远程控制发展的趋势 随着远程控制的发展控制方式技术有3种典型的远程控制方式：保持型、完成型以及人机交互型 (1)保持型：设备根据需要自主地完成这个命令并且监控设备只对设备进行监视只在必要时对设备进行干预 这种模式可实现远程设备的无人控制主要作用在人所不及的地方 (2)完成型：远程监控系统不对设备的具体实现过程进行监控设备完成任务后向远程监控系统报告 (3)人机交互型：在执行任务时系统可以随时建立连接进行设备与人员之间的交互并且随时在远程监控端采集 4.我国传感器技术发展的若干问题及发展方向 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现在：(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 必须加强技术研究和引进先进设备以提高整体水平 传感器技术今后的发展方向可有几方面：(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互相渗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