论文部分内容阅读
摘 要：近年来，随着我国工业的不断发展以及科学技术的不断进步，我国工业生产自动化水平不断提高，不仅大大减轻了工人的劳动负担，提高了工业生产效率，更使得产品质量得到较大的提升，增强了企业的市场竞争力。在自动化生产中，传感器发挥着至关重要的作用，作为自动化系统的感觉器官，其对整个系统的正常运行有着十分重要的意义，一旦损坏将影响整个系统的运行。本文主要针对电子传感器技术进行了简介，并对其在自动化中的应用进行了简要的分析和阐述。
关键词：电子传感器技术；自动化；应用
1 引言
随着我国工业的不断发展，自动化水平不断提高，而在自动化控制系统中，传感器占据着举足轻重的地位，直接影响着整个自动化系统的正常运行。传感器技术的应用提高了生产的自动化水平，进而大大提高了生产效率及产品质量，增强了企业的综合竞争力，因此得到了十分广泛的应用。本文主要针对电子传感器技术及其在自动化中的应用进行了简要的分析和阐述。
表1 我国传感器销售收入表
2 电子传感器技术的简介
传感器是一种能够将非电气量转换为电气量的电子元件，直接作用于被测量，其能按照一定的规律，将被测量量转换成特定值的输出量，从而可以快速准确地获取环境信息，是自动化系统的重要组成部分。传感器作为自动化系统的感觉器官，主要对系统自身及操作对象、操作环境状态等进行检测，为系统的正常运行提供必要的数据。电子传感器技术就是利用多种传感器，完成自动化任务的一门技术，随着科学技术的不断发展，电子传感器技术的重要性不断凸显。
图1 传感器分类示意图
3 电子传感器技术在自动化中的应用
3.1电子传感器技术在工业机器人中的应用
工业机器人是工业自动化生产中的重要装置，随着自动控制技术、计算机技术等的不断发展，工业机器人得到了越来越广泛的应用。工业机器人能够代替工人，准确高效地完成指定任务，这是因为其能够通过多种传感器准确感知自身、操作对象及周围环境的状态，并将信息传至计算机，从而做出准确的反馈。一般来说应用于工业机器人的传感器主要有位置传感器、速度传感器等。
3.1.1位置传感器
位置传感器一般安装于工业机器人的各个关节上，用于对工业机器人的各关节的位置信息进行检测，进而对其进行准确的位移控制，保证机器人动作的轨迹精度；而光电开关一般安装于工业机器人各关节运动的极限位置处，用于保护机器人动作的安全。一般来说，常用的位置传感器有电位器型、激光型等。
（1）电位器型
电位器型位置传感器一般可作为直线和角位移的检测元件，其结构较为简单，因而性能较为稳定，使用较为便捷，但精确度不高，不适用于精确控制之中。
（2）激光型
激光型位置传感器是利用激光进行位置检测的，其反应速度快，精确高，且测量范围也较大，分辨率可达微米级别。但激光型位置传感器成本较高，在使用中必须避免障碍物的阻碍，使用要求较高，在测量范围较大时，往往需要较大的反射平面。
（3）超声波型
超声波型位置传感器是利用超声波进行位置的检测，其反应速度较慢，测量范围也较小，但测量精度较高，且成本不高。但同激光型一样，在测量范围较大时，需要较大的反射平面。
3.1.2速度传感器
速度传感器是对机器人各关节运动速度进行检测的，是驱动器反馈控制中必不可少的环节，对整个机器人的正常工作有着重要的意义。通常情况下，一般利用位置传感器配合时间量，通过对位移量和时间的测量求取速度值，然后将其转换为模拟电压，但在速度较小时存在不稳定的隐患，在速度较大测量精度往往较低。
3.2电子传感器技术在自动化加工中的应用
在自动化加工生产中，一件产品往往要经过许多道工序的加工，因此在自动化加工中需要对许多量进行检测，以保证产品的加工质量。
3.2.1加工尺寸的传感
为了保证加工产品符合设计要求，就需要对产品的尺寸进行精确的检测，通常在加工尺寸的传感中常用的传感器检测方法有机械式、电子式、气动式等几类。
（1）机械式：机械式传感操作便捷，可靠性较高，其精确度和分辨率可达微米级别，且成本不高，因此在工业生产中得到了较为广泛的应用。
（2）电子式：与机械式相比，电子式传感具有较高的灵敏度，能够快速地相应产品尺寸的变化，但其受加工产品的材料影响较大，一般在工业中仅运用于实验室之中。
（3）气动式：气动式响应速度较慢，耐用度较低，测量范围较小，但其精确度和分辨率较高，因此在加工要求较为精确时需要使用气动式传感。
3.2.2切削过程的颤振传感
切削是大多工件加工的必经工序，由于在切削过程中，系统的动力并不稳定，导致刀具等容易发生振动，增大了表面粗糙度，大大影响了工件的表面质量，降低了产品的质量，因此需要运用颤振传感，对机床的振动进行检测。一般工业上采用直接法对机床的振动进行测定，一是利用振动传感器，其灵敏度较高，能够相应超低频或者2-40kHz的频率；二是利用动态测量仪，其工作较为可靠，但测量范围较为有限，在发生高频振动时动态测量仪无法满足精确的测量要求。
3.3电子传感器技术在汽车自动控制系统中的应用
随着汽车工业的不断发展，汽车自动化水平也不断提高，在汽车的自动控制系统中，电子传感器技术发挥着重要的作用。
3.3.1温度传感器
汽车在行驶时，为了保证汽车的安全及驾驶室温度适宜，需要对发电机温度、燃油温度以及驾驶室内温度进行实时监测，并及时进行调整。一般在汽车自动控制系统中常用的温度传感器有热敏电阻、热偶电阻及线绕电阻三类。
（1）热敏电阻：灵敏度较高，响应速度较快，但其适应性较差，仅能反应-50到30摄氏度的温度范围，且线性较差。
（2）热偶电阻：热偶电阻与热敏电阻相比精度较高，且测量温度范围较宽，但其在使用时需要与放大器和冷端处理配合。
图2 汽车传感器示意图
3.3.2流量传感器
为了更好地对汽车的速度进行控制，需要利用流量传感器对发电机的燃料流量及进气流量进行严格的检测，并根据驾驶者的操作迅速进行调整，从而确保燃料能够充分燃烧，并实现速度的平滑变化。
（1）燃料流量传感器：燃料流量传感器适用于对燃料流量进行检测的传感器，一般可采用水轮式或循环球式，其精度一般较高，响应速度较快，可在-40到120摄氏度范围内正常工作。
（2）空气流量传感器：空气流量传感器负责感知发电机的进气流量，并将数据迅速反映至自动控制系统。空气流量传感器一般有选择翼片式、卡门旋涡式等几类，其精度也一般较高。
4 结束语
电子传感器技术是自动化技术的基础和关键，是自动化系统正常运行的基础，直接影响着系统工作的稳定性与可靠性。随着我国科学技术的不断发展，电子传感器技术也不断完善，相信其会在自动化中取得更加广泛的应用。
参考文献
[1] 陈建芳 传感器在自动化生产中的应用[J] 黑龙江科技信息，2009，21（19）：46
[2] 王志萍等 传感器技术在自动化控制系统中的应用[J] 科技信息，2009，17（3）：63
[3]陈津 传感器技术应用综述及发展趋势探讨[J] 科技创新导报，2008，10（9）：11
[4]金昊 传感器技术在机电技术中的应用研究[J] 企业技术开发，2012，14（11）：42-43
[5]张伟东 传感器在工业自动化领域中的应用[J] 装备机械，2003，3（13）：43-45
[6]屈平等 位置传感器在工业自动化中的应用[J] 科技信息，2011，14（5）：142
关键词：电子传感器技术；自动化；应用
1 引言
随着我国工业的不断发展，自动化水平不断提高，而在自动化控制系统中，传感器占据着举足轻重的地位，直接影响着整个自动化系统的正常运行。传感器技术的应用提高了生产的自动化水平，进而大大提高了生产效率及产品质量，增强了企业的综合竞争力，因此得到了十分广泛的应用。本文主要针对电子传感器技术及其在自动化中的应用进行了简要的分析和阐述。
表1 我国传感器销售收入表
2 电子传感器技术的简介
传感器是一种能够将非电气量转换为电气量的电子元件，直接作用于被测量，其能按照一定的规律，将被测量量转换成特定值的输出量，从而可以快速准确地获取环境信息，是自动化系统的重要组成部分。传感器作为自动化系统的感觉器官，主要对系统自身及操作对象、操作环境状态等进行检测，为系统的正常运行提供必要的数据。电子传感器技术就是利用多种传感器，完成自动化任务的一门技术，随着科学技术的不断发展，电子传感器技术的重要性不断凸显。
图1 传感器分类示意图
3 电子传感器技术在自动化中的应用
3.1电子传感器技术在工业机器人中的应用
工业机器人是工业自动化生产中的重要装置，随着自动控制技术、计算机技术等的不断发展，工业机器人得到了越来越广泛的应用。工业机器人能够代替工人，准确高效地完成指定任务，这是因为其能够通过多种传感器准确感知自身、操作对象及周围环境的状态，并将信息传至计算机，从而做出准确的反馈。一般来说应用于工业机器人的传感器主要有位置传感器、速度传感器等。
3.1.1位置传感器
位置传感器一般安装于工业机器人的各个关节上，用于对工业机器人的各关节的位置信息进行检测，进而对其进行准确的位移控制，保证机器人动作的轨迹精度；而光电开关一般安装于工业机器人各关节运动的极限位置处，用于保护机器人动作的安全。一般来说，常用的位置传感器有电位器型、激光型等。
（1）电位器型
电位器型位置传感器一般可作为直线和角位移的检测元件，其结构较为简单，因而性能较为稳定，使用较为便捷，但精确度不高，不适用于精确控制之中。
（2）激光型
激光型位置传感器是利用激光进行位置检测的，其反应速度快，精确高，且测量范围也较大，分辨率可达微米级别。但激光型位置传感器成本较高，在使用中必须避免障碍物的阻碍，使用要求较高，在测量范围较大时，往往需要较大的反射平面。
（3）超声波型
超声波型位置传感器是利用超声波进行位置的检测，其反应速度较慢，测量范围也较小，但测量精度较高，且成本不高。但同激光型一样，在测量范围较大时，需要较大的反射平面。
3.1.2速度传感器
速度传感器是对机器人各关节运动速度进行检测的，是驱动器反馈控制中必不可少的环节，对整个机器人的正常工作有着重要的意义。通常情况下，一般利用位置传感器配合时间量，通过对位移量和时间的测量求取速度值，然后将其转换为模拟电压，但在速度较小时存在不稳定的隐患，在速度较大测量精度往往较低。
3.2电子传感器技术在自动化加工中的应用
在自动化加工生产中，一件产品往往要经过许多道工序的加工，因此在自动化加工中需要对许多量进行检测，以保证产品的加工质量。
3.2.1加工尺寸的传感
为了保证加工产品符合设计要求，就需要对产品的尺寸进行精确的检测，通常在加工尺寸的传感中常用的传感器检测方法有机械式、电子式、气动式等几类。
（1）机械式：机械式传感操作便捷，可靠性较高，其精确度和分辨率可达微米级别，且成本不高，因此在工业生产中得到了较为广泛的应用。
（2）电子式：与机械式相比，电子式传感具有较高的灵敏度，能够快速地相应产品尺寸的变化，但其受加工产品的材料影响较大，一般在工业中仅运用于实验室之中。
（3）气动式：气动式响应速度较慢，耐用度较低，测量范围较小，但其精确度和分辨率较高，因此在加工要求较为精确时需要使用气动式传感。
3.2.2切削过程的颤振传感
切削是大多工件加工的必经工序，由于在切削过程中，系统的动力并不稳定，导致刀具等容易发生振动，增大了表面粗糙度，大大影响了工件的表面质量，降低了产品的质量，因此需要运用颤振传感，对机床的振动进行检测。一般工业上采用直接法对机床的振动进行测定，一是利用振动传感器，其灵敏度较高，能够相应超低频或者2-40kHz的频率；二是利用动态测量仪，其工作较为可靠，但测量范围较为有限，在发生高频振动时动态测量仪无法满足精确的测量要求。
3.3电子传感器技术在汽车自动控制系统中的应用
随着汽车工业的不断发展，汽车自动化水平也不断提高，在汽车的自动控制系统中，电子传感器技术发挥着重要的作用。
3.3.1温度传感器
汽车在行驶时，为了保证汽车的安全及驾驶室温度适宜，需要对发电机温度、燃油温度以及驾驶室内温度进行实时监测，并及时进行调整。一般在汽车自动控制系统中常用的温度传感器有热敏电阻、热偶电阻及线绕电阻三类。
（1）热敏电阻：灵敏度较高，响应速度较快，但其适应性较差，仅能反应-50到30摄氏度的温度范围，且线性较差。
（2）热偶电阻：热偶电阻与热敏电阻相比精度较高，且测量温度范围较宽，但其在使用时需要与放大器和冷端处理配合。
图2 汽车传感器示意图
3.3.2流量传感器
为了更好地对汽车的速度进行控制，需要利用流量传感器对发电机的燃料流量及进气流量进行严格的检测，并根据驾驶者的操作迅速进行调整，从而确保燃料能够充分燃烧，并实现速度的平滑变化。
（1）燃料流量传感器：燃料流量传感器适用于对燃料流量进行检测的传感器，一般可采用水轮式或循环球式，其精度一般较高，响应速度较快，可在-40到120摄氏度范围内正常工作。
（2）空气流量传感器：空气流量传感器负责感知发电机的进气流量，并将数据迅速反映至自动控制系统。空气流量传感器一般有选择翼片式、卡门旋涡式等几类，其精度也一般较高。
4 结束语
电子传感器技术是自动化技术的基础和关键，是自动化系统正常运行的基础，直接影响着系统工作的稳定性与可靠性。随着我国科学技术的不断发展，电子传感器技术也不断完善，相信其会在自动化中取得更加广泛的应用。
参考文献
[1] 陈建芳 传感器在自动化生产中的应用[J] 黑龙江科技信息，2009，21（19）：46
[2] 王志萍等 传感器技术在自动化控制系统中的应用[J] 科技信息，2009，17（3）：63
[3]陈津 传感器技术应用综述及发展趋势探讨[J] 科技创新导报，2008，10（9）：11
[4]金昊 传感器技术在机电技术中的应用研究[J] 企业技术开发，2012，14（11）：42-43
[5]张伟东 传感器在工业自动化领域中的应用[J] 装备机械，2003，3（13）：43-45
[6]屈平等 位置传感器在工业自动化中的应用[J] 科技信息，2011，14（5）：142