1、傳感器在機(jī)電一體化中的應(yīng)用研究字?jǐn)?shù)在5000字以上，最好包含少量的照片和原理圖（或示意圖），照片可以直接 參考資料里面的，原理/示意圖最好是自己繪制，圖形要求清晰，大小合適，圖 片一律采用“嵌入型”；包含的內(nèi)容需有題目、目錄、摘要、關(guān)鍵詞、正文、結(jié)束語和參考文獻(xiàn)。格式 要求美觀大方，字號小四，字體宋體，行距1.25倍，；摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域 當(dāng)中，為人類社會的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。而傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化技術(shù)的 應(yīng)用，不僅有效的提高了傳感器的精確度，還使得機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到一個新的 高度。傳感器是自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)器件,其技術(shù)水平直接

2、影響 到自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的水平，自動化技術(shù)水平越高，對傳感器技術(shù)依賴程度 越大。在信息社會中，人們?yōu)榱送苿由鐣a(chǎn)力的發(fā)展，需要用傳感器來檢測許多 非電量信息，如力、壓力、流量、速度、溫度、濕度以及生物量等等。傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，主要用于檢測機(jī)電一體化系統(tǒng)自身與操作對 象，作業(yè)環(huán)境狀態(tài)，為有效控制機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)作提供必 須的相關(guān)信息。隨著人類探知領(lǐng)域和空間的拓展，電子信息 種類日益繁多，信息傳遞速度日益加快，信息處理能力日益 增強(qiáng)，相應(yīng)的信息采集傳感技術(shù)也將日益發(fā)展，傳感器 也加將無所不在。關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù) 機(jī)電一體化正文：一、傳感器

3、的研究現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域當(dāng)中, 為人類社會的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。而傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用， 不僅有效的提高了傳感器的精確度，還使得機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到一個新的高度。 傳感器是自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)器件，其技術(shù)水平直接影響到自動 化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的水平，自動化技術(shù)水平越高,對傳感器技術(shù)依賴程度越大。在 信息社會中，人們?yōu)榱送苿由鐣a(chǎn)力的發(fā)展，需要用傳感器來檢測許多非電量 信息，如力、壓力、流量、速度、溫度、濕度以及生物量等等。傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，主要用于檢測機(jī)電一體化系統(tǒng)自身與操

4、作對象， 作業(yè)環(huán)境狀態(tài)，為有效控制機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)作提供必須 的相關(guān)信息。從20世紀(jì)80年代起，逐步在世界范圍內(nèi)掀起一股“傳感器熱”，各先進(jìn)工業(yè) 國都極為重視傳感技術(shù)和傳感器研究、開發(fā)和生產(chǎn)。傳感技術(shù)已成為重要的現(xiàn)代 科技領(lǐng)域，傳感器及其系統(tǒng)生產(chǎn)已成為重要的新興行業(yè)。機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué) Electronics的后半部分組合而成。機(jī)電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志機(jī) 械設(shè)計(jì)的副刊上，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)， 是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技

5、術(shù)、傳感 器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí) 際中去的綜合技術(shù)。是現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機(jī)電一體化的設(shè) 備。國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照 一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。 傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按 一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、 存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)?！皞鞲衅鳌痹谛马f式大詞典中定義為：“從一個系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形 式將功率送

6、到第二個系統(tǒng)中的器件”。根據(jù)這個定義，傳感器的作用是將一種能 量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，所以不少學(xué)者也用“換能器一Transducer來稱謂傳感器一Sensor”。傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的 信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息 輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自 動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，傳感器處系統(tǒng)之首，其作用相當(dāng)于系統(tǒng)感受器官，能快 速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境考驗(yàn)，是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保 證。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信

7、息精確而可靠的自動檢測，系統(tǒng)的信息 處理、控制決策等功能就無法談及和實(shí)現(xiàn)。傳感器介紹傳感器用來檢測各種非電量信息，這是 信息時代中人們?yōu)榱送苿由鐣a(chǎn)力的一種很有效的方式。傳感器在機(jī)電一體化中占據(jù)極其重要的位置， 其技術(shù)水平直接影響到自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的水平,自動化技術(shù)水平越高,對傳感器技術(shù)依賴程度越大2.5 （5）傳感檢測技術(shù)傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲 取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。二、傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用傳感器是左右機(jī)電一體化系統(tǒng)（

8、或產(chǎn)品）發(fā)展的重要技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于 各種自動化產(chǎn)品之中：機(jī)器人用傳感器。工業(yè)機(jī)器人之所以能夠準(zhǔn)確操作，是因?yàn)樗軌蛲ㄟ^各 種傳感器來準(zhǔn)確感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，包括：其自身狀態(tài)信息 的獲取通過內(nèi)部傳感器（位置、位移、速度、加速度等）來完成，操作對象與外 部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實(shí)現(xiàn)，這個過程非常重要，足以為機(jī)器人控制提 供反饋信息。機(jī)械加工過程的傳感檢測技術(shù)。（1）切削過程和機(jī)床運(yùn)行過程的傳感技術(shù)。切削過程傳感檢測的目的在于 優(yōu)化切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或（金屬）材料的切除率等。切削過程傳感檢 測的目標(biāo)有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切 削時切

9、屑的狀態(tài)及切削過程辨識等，而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過程振 動、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機(jī)的功率等。對于機(jī)床的運(yùn)行來講，主要的傳 感檢測目標(biāo)有驅(qū)動系統(tǒng)、軸承與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制及安全性等，其傳 感參數(shù)有機(jī)床的故障停機(jī)時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機(jī)床 狀態(tài)與冷卻潤滑液的流量等。（2）工件的過程傳感。與刀具和機(jī)床的過程監(jiān)視技術(shù)相比，工件的過程監(jiān) 視是研究和應(yīng)用最早、最多的。它們多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標(biāo)。20世紀(jì)80 年代以來，工件識別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講，工序 識別是為辨識所執(zhí)行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件識別是 辨識

10、送入機(jī)床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同時還要求 辨識工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外，還可以利用工件識別和 工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監(jiān) 視將采用或開發(fā)許多傳感器，如基于TV或CCD的機(jī)器視覺傳感器、激光表面粗 糙度傳感系統(tǒng)等。（3）刀具（砂輪的檢測傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀 具與砂輪磨損到一定限度（按磨鈍標(biāo)準(zhǔn)判定）或出現(xiàn)破損（破損、崩刃、燒傷、 塑變或卷刀的總稱），使它們失去切（磨削能力或無法保證加工精度和加工表面 完整性時，稱為刀具/砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計(jì)證明，刀具失效是引起機(jī)床故障停機(jī) 的首要因素，由

11、其引起的停機(jī)時間占NC類機(jī)床的總停機(jī)時間的1/5-1/3.此外， 它還可能引發(fā)設(shè)備或人身安全事故，甚至是重大事故汽車自動控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù)。隨著傳感器技術(shù)和其它新技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn) 代化汽車工業(yè)進(jìn)入了全新時期。汽車的機(jī)電一體化要求用自動控制系統(tǒng)取代純機(jī) 械式控制部件，這不僅體現(xiàn)在發(fā)動機(jī)上，為更全面地改善汽車性能，增加人性化 服務(wù)功能，降低油耗，減少排氣污染，提高行駛安全性、可靠性、操作方便和舒 適性，先進(jìn)的檢測和控制技術(shù)已擴(kuò)大到汽車全身。在其所有重點(diǎn)控制系統(tǒng)中，必 不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳 感器等各種傳感器。三、我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向

12、傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是機(jī)電一體化系統(tǒng)不 可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能；其 水平越高，系統(tǒng)的自動化程度就越高。在一套完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)中，如果不 能利用傳感檢測技術(shù)對被控對象的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行及時準(zhǔn)確地檢測出并轉(zhuǎn)換成易 于傳送和處理的信號，我們所需要的用于系統(tǒng)控制的信息就無法獲得，進(jìn)而使整個系統(tǒng)就無法正常有效的工作。我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué)，始于20世紀(jì)80年代，與國 外先進(jìn)技術(shù)相比，我們還有較大差距，主要表現(xiàn)在：（1）先進(jìn)的計(jì)算、模擬和設(shè)計(jì)方法;先進(jìn)的微機(jī)械加工技術(shù)與設(shè)備;先進(jìn)的封裝技術(shù)與設(shè)備；可靠性技術(shù)研究等方面。因此，必須加強(qiáng)技術(shù)研究和引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備， 以提高整體水平。傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面：加速開發(fā)新型敏感材料：通過微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各 種學(xué)科，各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用，可望研制出一批基于新型敏感材料 的先進(jìn)傳感器。向高精度發(fā)展：研制出靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新 型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的可靠性。向微型化發(fā)展：通過發(fā)展新的材料及加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器微型化將是近十 年研究的熱點(diǎn)。向微功耗及無源化發(fā)展：傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時離 不