传感器技术在机电一体化系统中的应用及其发展

传感器技术在机电一体化中的应用及其发展摘要在机电学中，传感器位于系统的开头，其作用相当于系统感觉器官是一种能够迅速准确获取信息，经得起严峻环境考验的机电系统高水平的保证。 缺少这些传感器可实现准确、可靠的系统状态和信息自动化在检查中，叙述了系统的信息处理、决策等功能，没有实现。 文章摘要传感器研究现状和发展，探讨传感器在机电一体化系统中的应用，分析我国的传感器器技术发展的若干问题及发展方向。关键词：传感器技术、光机电一体化、应用thesernetrocenterplicationinmechatronicssystemanditsdevelopmentABSTRACTIn mechatronics system，where the sensor system，theroleofthestructionsystemfeelingorgans， canquilyandacurtityobtaininforcationandcanwithstandharshenvironmenttest iselectromicationintegrationsystemreachesersachesonthese NDR elia brealinformationtobeautomatictesting，thesystemsinformationprocessing， controlcdecision-makingfurctionscannottaboutandrealizations.thisersmummarizesthesensorresearchsituationanddevelopment discusses trommenticationsystemandanalyzestheapplicationofsensermkey words :传感器技术，optic-mechanicationing，应用程序20目录中文摘要第2页英文摘要第3页前言第1页第一章，传感器在机电一体化中的作用和地位第1页1.1机器人用传感器。.1.2机械加工过程的传感技术.1.3汽车自动控制系统中的传感技术.第二章，常用传感器的类型、特征、结构和用途第3页2.1电阻式传感器.第3页2.2电容式传感器.第5页2.3感应式感测器. 6页2.4压电式传感器. 7页2.5霍尔式传感器.第三章，机电一体化系统中传感器的选型第11页3.1数控机床对传感器的要求. 11页3.2检测到位移.第11页3.3找到位置.3.4速度检测.3.5压力检测.第13页3.6测量温度.第14页3.7刀具磨损的监视.第四章，我国传感器技术的发展趋势第14页4.1跟海外的差距.第15页4.2今后的发展趋势.第五章， 结论.第六章， 参考文献.第七章， 感谢.前言自20世纪80年代开始，世界上发生了“传感器热”，发达工业国家极为重视传感器技术和传感器研究、开发和生产。 传感技术已经成为重要的现代科学技术领域，传感器及其系统生产已经成为重要的新兴行业。传感器技术是当前世界瞩目的快速发展高新技术之一，也是现代科学技术发展的重要标志，它构成了通信技术、计算机技术和信息产业三大支柱。 计算机如果说到人脑的扩张，传感器就是人的五感的延伸，当集成电路和计算机技术迅速发展时，信息读取装置传感器就跟不上信息技术的发展，人们逐渐认识到“脑发达，五感失灵”。传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等多学科交叉的综合高科技密集型先进技术之一。第一章机电一体化中传感器的作用和地位在机电一体化中，传感器部系统的首要作用是相当于系统感官，快速准确获取信息，经得起严峻环境考验，保证机电一体化达到了高水平。 如果这些传感器不能准确、准确地自动检测出系统的状态和信息，就不能谈到系统的信息处理、控制决策等功能，不能实现2。传感器是左右机电(或产品)发展的重要技术之一，广泛应用于各种自动化产品。1.1机器人用传感器工业用机器人之所以能够正确地操作，是因为各种传感器能够正确地感知自己、操作对象以及作业环境的状态，自己的状态信息的取得通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来实现，操作对象和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，反馈给机器人控制1.2机械加工过程的传感技术(1)切削过程和机床运行过程的传感技术。传感切削工艺的目的是优化切削工艺的生产率、制造成本和(金属)材料的切除率等。 切削过程的传感目标是切削过程的切削力及其变化、切削过程的颤振、刀具与工件接触和切削时的切屑状态和切削过程的识别等，最重要的传感参数是切削力、切削过程的振动、切削过程的声音发射、切削过程的马达功率等。 机床运行的主要传感目标是驱动系统、轴承和旋转系统、温度监测和控制及安全性等，其传感参数包括机床故障停止时间、被加工材料的表面粗糙度和加工精度、电力、机床状态和冷却润滑液的流量等。(2)工件的过程传感。与工具和机床过程监控技术相比，工件过程监控是研究和应用最快、最多的。 其中许多以工件的加工质量控制为目标。 80年代以来，工件识别和工件安装姿势监视的要求也提到了日程。 工序识别是用于识别执行加工工序是否是工(部件)部件的加工要求的工序，工件识别是识别搬入机床的加工对象的工件或者原材料是否是要求加工的工件或者原材料，并且工件的安装姿势是否是工艺规则所要求的姿势此外，通过工件识别和工件安装监视，还可以感测应加工的坯料和工件的加工边缘和表面缺陷。 为了完成这些识别和监视，采用或开发了多种传感器，如基于TV和CCD的机械视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。(3)工具、砂轮的检测传感器。切削和磨削过程是重要的材料切除过程。 刀具和砂轮磨损到一定的限度(用钝感基准判定)，破损(破损，刀崩，烫伤，塑性变形，滚刀的总称)，切断(不能保证磨削能力和加工精度和加工面的完整性的情况下，称为刀具和砂轮的故障。 据工业统计，刀具故障是引起机床故障停止的主要原因，其引起的停止时间占数控机床总停止时间的1/5-1/3。 另外，还有可能引起设备和人身安全事故，甚至是重大事故。1.3汽车自动控制系统中的传感技术随着传感器技术和其他新技术的应用，现代化汽车工业进入了一个新时期。 在汽车的机电一体化中，需要自动控制系统来代替纯粹的机械式控制部件。 除了发动机外，全面改善汽车性能，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、操作方便性和舒适性，先进的检测和控制技术在汽车全身蔓延。 在所有重点控制系统中，曲柄位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气体传感器等各种传感器是不可缺少的第二章，常用传感器的类型、特点、结构和用途传感器广泛应用于太空、航空、国防科学研究、信息产业、机械、电力、能源、交通、冶金、石油、建筑、邮政、生物、医学、环境保护、材料、灾害预测预防、农林、渔业生产、食品、烟草制造、机器人、家电等多个领域，几乎可以说已经渗透到各个领域1。下面介绍几种基本类型的传感器2.1电阻式传感器电阻式传感器是将测量结果转换为电阻变化的传感器，根据工作原理可分为可变电阻式、电阻应变式、感热式、感光式、感电式。(1)压敏电阻式传感器压敏电阻式传感器的等效电路如下所示电阻线的直径和材料一定，单位位移的电阻值一定，传感器的输出与输入呈线性关系。可变电阻式传感器也称为电位计式传感器。 它们由电阻元件和电刷(可动触点)两个基本部分构成。 刷子相对于电阻元件的运动是直线运动、旋转、螺旋运动，能够将直线位移或角位移转换成具有一定函数关系的电阻或电压输出。此类传感器结构简单，尺寸小，性能稳定。 环境的影响很小。 没有扩大的必要。 滑动电阻式传感器的精度可达0.1%。在生活中，应用例很多，例如重量的自动检测原料设备、气囊储量的检测等。(2)电阻应变式传感器电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变仪、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成各种结构形式。 弹性应变元件受到测量的力而变形，使附着的电阻应变计一起变形。 电阻应变计通过将变形转换为电阻值的变化，能够测量力、压力、转矩、位移、加速度、温度等各种物理量。电阻应变式传感器基于电阻应变仪的使用，金属电阻应变仪的工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下机械变形时，其电阻值随其受到的机械变形(伸长或收缩)的变化而变化的现象。金属应变计的电阻相对变化称为金属电阻线的轴向应变，简称为纵向应变。 称为电阻线的径向应变，简称横向应变。 电阻线横向延伸的情况下，两者的关系为电阻线材料的泊桑比时，金属电阻材料小，即电阻效果弱时，上式的灵敏度进一步简化。 为了将电阻应变式传感器的电阻变化转换为电压或电流信号，一般