傳感器技術(shù)機(jī)電自動(dòng)化控制分析

[摘要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳感器技術(shù)在各行各業(yè)應(yīng)用普遍，不僅方便生產(chǎn)生活，還能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。介紹了傳感器技術(shù)的發(fā)展歷程，闡述了基于傳感器技術(shù)的機(jī)電自動(dòng)化控制在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)制造、環(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)字醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，指出了未來(lái)發(fā)展前景，以供參考。

[關(guān)鍵詞]傳感器；機(jī)電；自動(dòng)化控制；應(yīng)用；發(fā)展前景

傳感器技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為核心，利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息進(jìn)行采集、傳輸、處理[1]。目前，傳感器已經(jīng)成為人們學(xué)習(xí)、工作、生活的組成部分，在實(shí)際應(yīng)用中功能不斷創(chuàng)新，向著集成化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。以下結(jié)合個(gè)人工作實(shí)踐，探討了基于傳感器技術(shù)的機(jī)電自動(dòng)化控制的應(yīng)用。

1傳感器技術(shù)的發(fā)展歷程

傳感器技術(shù)的發(fā)展共經(jīng)歷3代：第1代是結(jié)構(gòu)型傳感器，使用結(jié)構(gòu)參量的變化感受信號(hào)、轉(zhuǎn)化信號(hào)，典型代表是電阻應(yīng)變式傳感器。第2代是固體傳感器，由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等組成，基于光敏效應(yīng)、熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)，可制成光敏傳感器、熱電偶傳感器、霍爾傳感器。隨著微電子技術(shù)、集成技術(shù)的發(fā)展，后期出現(xiàn)了集成傳感器，典型代表是電荷耦合器件CCD，具有性能好、成本低、接口靈活的特點(diǎn)。第3代是智能傳感器，對(duì)于外界信息可以檢測(cè)、診斷、數(shù)據(jù)處理，是微型計(jì)算機(jī)、檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合體。以微處理器為例，是將微計(jì)算機(jī)、存貯器、接口集成在芯片上，為傳感器加入一定人工智能。后期，隨著智能測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，傳感器的智能化程度提高，具有記憶、自診斷、多參數(shù)測(cè)量、聯(lián)網(wǎng)通信等功能。

2基于傳感器技術(shù)的機(jī)電自動(dòng)化控制的應(yīng)用

2.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)發(fā)展關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，機(jī)電自動(dòng)化控制的應(yīng)用更加普遍。第一，在農(nóng)作物種植時(shí)，通過(guò)機(jī)電自動(dòng)化控制，可以了解光照強(qiáng)度、土壤濕度、周?chē)�環(huán)境、化肥含量等要素，為種植作業(yè)提供數(shù)據(jù)支持，減少不利因素的影響[2]。如此，可以減少人力、物力的投入，既能提高生產(chǎn)效率，又能提高農(nóng)作物質(zhì)量。第二，在農(nóng)作物生長(zhǎng)期間，利用機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)，可以監(jiān)測(cè)作物的生長(zhǎng)情況，看是否存在病蟲(chóng)害，為作物生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境。如此，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理的信息化，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從粗放型向集約化轉(zhuǎn)變。

2.2工業(yè)制造

機(jī)電自動(dòng)化控制在工業(yè)制作領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，典型代表是機(jī)床加工、汽車(chē)生產(chǎn)。在機(jī)床加工中，機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)可以準(zhǔn)確檢測(cè)機(jī)床的運(yùn)行情況，明確方位、振動(dòng)等參數(shù)，避免工件發(fā)生位移；將電磁技術(shù)、傳感器技術(shù)相結(jié)合，可以檢測(cè)、識(shí)別刀具，了解刀具的使用壽命，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免發(fā)生故障；將機(jī)電自動(dòng)化控制應(yīng)用在成果檢測(cè)上，不僅能提高檢測(cè)精度，還能節(jié)約勞動(dòng)力，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。在汽車(chē)生產(chǎn)中，各種新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為汽車(chē)制造行業(yè)提供了新的機(jī)遇。汽車(chē)機(jī)電一體化應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，是在系統(tǒng)中加入傳感器，提高汽車(chē)的整體性能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)；機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，還能提高行車(chē)安全性和舒適性，滿足人們的出行需求。

2.3環(huán)境監(jiān)測(cè)

為了推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，近年來(lái)環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)工作的力度加大，機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅操作方便，而且價(jià)格低廉。具體操作上，是收集環(huán)境中的溫度、濕度、風(fēng)速等指標(biāo)，檢測(cè)空氣、水體的含量，對(duì)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)級(jí)。以氣體檢測(cè)儀為例，采用高清、智能、GPRS、4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，和物聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、通訊網(wǎng)無(wú)縫連接，具有氣體檢測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警、控制、廣播等功能[3]。自動(dòng)檢測(cè)完成后，通過(guò)平臺(tái)以短信方式告知用戶，保證信息100%收到，實(shí)現(xiàn)了辦公無(wú)紙化、業(yè)務(wù)移動(dòng)化，管理智能化，為環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染治理提供科學(xué)依據(jù)。

2.4數(shù)字醫(yī)療

數(shù)字醫(yī)療是醫(yī)療行業(yè)的創(chuàng)新點(diǎn)，以數(shù)字藥片為例，在藥物內(nèi)部置入了可消化的微芯片，大小在1mm以?xún)?nèi)。該芯片是由迷你硅片組成，本質(zhì)上是微型傳感器，患者服用后和胃液、消化液發(fā)生反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生微小電壓，將電壓信號(hào)傳輸至皮膚表面。然后配合信號(hào)接收設(shè)備，可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，包括心率、體溫、是否用藥等，進(jìn)一步傳輸至醫(yī)生的手機(jī)上，方便醫(yī)生開(kāi)展管理工作。

3機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展前景

從傳感器技術(shù)的發(fā)展歷程來(lái)看，伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳感器技術(shù)不斷升級(jí)，繼而帶動(dòng)機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展。第一，以光電通信原理、生物學(xué)原理為基礎(chǔ)的新型傳感器，成為未來(lái)機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的重要發(fā)展方向。第二，傳感器兼具動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性，為了避免外界因素的影響，必須提高傳感器的穩(wěn)定性，從結(jié)構(gòu)優(yōu)化入手，不斷改進(jìn)性能參數(shù)指標(biāo)，增強(qiáng)靈敏度、抗干擾性，向低成本、小尺寸、重量輕、高強(qiáng)度的方向發(fā)展。第三，機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，要求開(kāi)發(fā)新材料、新工藝，實(shí)現(xiàn)多功能、高精度、智能化；和其他學(xué)科相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化[4]。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，傳感器是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，傳感器技術(shù)在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。文中從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)制造、環(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)字醫(yī)療四個(gè)方面，介紹了基于傳感器技術(shù)的機(jī)電自動(dòng)化控制的應(yīng)用，并指出未來(lái)發(fā)展前景，以期推動(dòng)機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)健康發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳超.傳感器技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].活力,2018(20):207.

[2]吳凱峰.以傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)的機(jī)電自動(dòng)化控制探究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2018(3):226-227.

[3]牛曉玲.機(jī)電控制系統(tǒng)與自動(dòng)化控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2018,37(10):125-128.

[4]童立超.機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)應(yīng)用[J].環(huán)球市場(chǎng),2018(32):361.

作者：劉偉 李海波 單位：山東翔通工程技術(shù)服務(wù)有限公司