浅论传感器在机电一体化中的运用
摘要传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能；其水平越高，系统的自动程度就越高。
关键词传感器机电一体化运用
在写这篇论文之前，首先对传感器做个简单介绍。从广义上讲，传感器就是能感知外界信息，并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置，简单说传感器就是将外界信号转换为电信号的装置。传感由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多，就其感知外界作息的原理来讲，可分为物理类（基于力、热、光、电、磁和声等物理效应）；化学类（基于化学反应的原理）；生物类（基于酶、抗体和激素等分子识别功能）。通常，据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、磁敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件、湿敏元件、力敏元件等十大类。
在机电一体化系统中，其作用相当于系统感受器官，能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验，是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统和对信息精确而可靠的处动检测，系统的信息处理控制决策等功能就无法谈及和实现。在企业运用较多的传感器有压力传感器、称重传感器、温度传感器等。
一、传感器的研究现状与发展
在机电一体化系统中，传感器是能感受规定的被测量被按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，主要用于检测机电一体化系统自身长与操作对象、作业环境状态，为有交往控制机电一体化系统的运用提供必须的相关信息。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。从20世纪80年代起，各国都极为重视传感器技术和传感器研究、开发和生产，传感技术已成为重要的现代科技领域，传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业、多学科、多种高新技术的交叉融合，推动了新一代传感器的诞生与
发展。例如：当前我国正在重点开发的MEMS（微电子与微机机械的结合）、MOMES（MEMS
与微光学的结合）、智能传感器、生物传感器、生物化学传感器与生物技术、电化学的结合等等，均是多种学科技术交叉融合的新一代传感器。
二、传感器在机电一体化系统中的应用
1．传感器是左右机电一体化系统（或产品）发展的重要技术之一，广泛应用于各种自动化产品之中。
2．矿山称重用传感器。电子皮带秤、冲板流量计、吊秤广泛用于企业，企业生产的质量和数量在传感器不断提高的过程中也不断得以提升，对产品的计量监控主要通过称重传感器实现。
3．机械加工过程的传感检测技术。
(1)切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本等。切削过程传感检测的目标有切削过程中的切削力及其变化、刀具与工件的接触和切削时的状态等，而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲，主要的传感检测目标有驱动系统、轴系统与回转系统、温度的监测与控制等，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与冷却润滑的流量等。
(2)工件过程传感。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。它们多数以工件加工质量控制为目标，工序识别是为了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是否是要求加工的工件，同时还要求辨识工件安装的位置是否是工艺规程要求的。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器，如基于TV和CCD的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。
(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全新时期。汽车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，先进的检测和控制系统中，是必不可少地使用曲轴位置传感、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。
三、结束语
综上所述，传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能；其水平越高，系统的自动程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中，如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测并转换成易于传送和处理信号，那么，我们所需要的用于系统控制的信息就无法获取，继而使整个系统也就无法正常有效地工作。可见，传感器在机电一体化系统中的作用非同小可。
JIU JIANG UNIVERSITY 毕业论文（设计）题目浅谈机电一体化的发展历程 院系机械与材料工程学院 专业机电一体化 姓名 年级 指导教师 目录
【摘要】 (1) 【关键词】 (1) 绪言 (1) 第一章简述机电一体化 (1) 1.1．机电一体化 (1) 1.1.1机电一体化的来源 (1) 1.1.2机电一体化的简介 (1) 1.2电一体化技术基本概念 (1) 1.3机电一体化技术五大组成要素与四大原则 (2) 1.3.1、五大组成要素 (2) 1.3.2、机电一体化四大原则 (2) 1.4 机电一体化技术具体内容 (3) 第二章一体化发展历程 (3) 2.1一体化技术发展历程及其趋势 (3) 2.1.1一体化”的发展历程 (3) 2.2.2”发展趋势 (4) 2.1.3机电一体化产品 (4) 2.1.4发展“机电一体化”面临的形势和任务 (4) 2.2 机电一体化技术 (5) 第三章21世纪机电一体化 (6) 3.1机电一体化技术近期发展 (6) 3.2我国“机电一体化” (7) 3.2.1国内机电一体化技术的发展状况 (7) 3.2.2我国机电一体化技术发展趋势 (7) 3.2.3工作面临的形势 (8) 3.3 我国“机电一体化”工作的任务 (8) 3.4我国发展“机电一体化”的对策 (8) 3.4.1加强统筹安排，协调发展计划 (8) 3.4.2强化行业管理，发挥“协会”作用 (9) 3.4.3优化发展环境、增大支持力度 (9) 3.4.4突出发展重点，兼顾“两个层次” (9) 第四章机电一体化系统 (9) 4.1机电接口 (10) 4.2人机接口 (11) 第五章一体化常见问题及解决 (11) 5.1 干扰源 (11) 5.2 抗供电干扰的措施 (12) 5.3 场干扰的抑制 (12) 第六章探述机电一体化 (13) 6.1机电一体化技术发展方式的探讨 (13) 6.1.1机电一体化的核心技术 (13) 6.1.2信息处理技术 (13) 6.1.3机械制造技术 (13) 6.1.4传感器技术 (13)
填空题 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统（产品）是机械技术和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：机械系统、电子信息处理系统、能源系统、传感信息系统、执行控制系统。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）： 以能源转换为主和以信息转换为主。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为外循环和内循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推——单推式、双推——双推式、双推——简支式、双推——自由式。 15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。 18. 导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。 19. 机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件：电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。 20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率工作两个阶段，其转折点的转速和功率分别称为：额定转速和额定功率；伺服电动机用于调速控制时，应该工作在恒转矩工作阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式（变磁阻式）步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。 22. 步进电机的工作方式有：单拍工作方式和倍拍工作方式。
毕业论文 专业：机电一体化 论文题目：浅谈机电一体化技术及应用研究 摘要 机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状，分析了机电一体化技术的发展趋势。作为机电系的一名学生，将来工作学习都会以机电为主，所以必须掌握好各种机电的专业知识。我会本着认真的态度对待专业课的学习，提高自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对电动机的认识。 关键词：机电一体化；技术；应用
目录 摘要 ............................................................................................................................................................ 目录…………………………………………………………………………………………..引言..............................................................................................................................................................第一章机电一体化概要......................................................................................................... 第二章机电一体化技术发展................................................................................................. 1数字化.............................................................................................................................................. 2智能化.............................................................................................................................................. 3模块化.............................................................................................................................................. 4网络化.............................................................................................................................................. 5人性化.............................................................................................................................................. 6微型化.............................................................................................................................................. 7集成化.............................................................................................................................................. 8带源化.............................................................................................................................................. 9绿色化.............................................................................................................................................. 第三章机电一体化技术在钢铁企业中应用.... ............................................................................................. 1智能化控制技术(IC)....................................................................................................................... 2分布式控制系统(DCS).................................................................................................................... 3开放式控制系统(OCS).................................................................................................................... 4计算机集成制造系统(CIMS).......................................................................................................... 5现场总线技术(ＦBT)....................................................................................................................... 6交流传动技术................................................................................................................................... 第四章机电一体化技术在钢铁企业中应用.......................................................................结束语 .................................................................................................................................... . 致谢 ........................................................................................................................................ . 参考文献 ................................................................................................................................ .
机电一体化复习题(附答案)
机电一体化复习题 一、名词解释 1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口 8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA） 二、判断题： 1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。 （×） 2 滚珠丝杆不能自锁。（√） 3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（×） 4 异步通信是以字符为传输信息单位。（√） 5 同步通信常用于并行通信。（×） 6 无条件I/O方式常用于中断控制中。（×）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误 （1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√） （2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√）
（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√）（4）温度误差是影响传动精度的因素（√） 三、单项选择题 1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ）决定转角位移的一种伺服电动机。 A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量 C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比 2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。 A.1 试论机电一体化技术的应用及发展趋势赵宝锋 发表时间：2018-08-07T09:51:00.477Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：赵宝锋[导读] 摘要：随着现代社会科技的不断进步，计算机信息技术的不断发展，机电一体化应用的越来越广泛。 （双鸭山市亚泰煤业有限公司三井黑龙江 155100） 摘要：随着现代社会科技的不断进步，计算机信息技术的不断发展，机电一体化应用的越来越广泛。机电一体化技术主要是将机械技术、计算机技术、自动化技术以及电子信息技术有机结合在一起，目前该技术的应用十分广泛，发展前景非常广阔。由于计算机信息技术的不断发展，有效促使机电一体化技术也在飞速更新发展。利用此技术，可以大幅度提高产品质量和性能。文章将对机电一体化在我国当前的应用领域以及未来发展趋势进行分析，希望可以对我国机电一体化技术达到积极的促进作用。 关键词：机电一体化；应用领域；发展趋势 随着我国科技技术的不但发展，机电一体化技术已经达到国际领先水平，在我国不同行业已经开始广泛应用，而且应用领域范围仍在不断扩大，已经呈现出一种多元化发展的良好态势。 1.机电一体化的技术核心 （1）信息处理及驱动技术。机电一体化的技术核心由外部硬件以及内部软件两方面组成。其中硬件技术是机电一体化的技术载体，信息处理器和驱动设备是硬件的基本组成单位。电机是一种目前使用非常广泛的驱动机器，但是由于技术过时，电机的使用效率和响应效率都存在很大的问题。目前，我国科研人员正在努力研究利用信息处理器、传感器以及电机三者进行有机结合。机电一体化技术和信息处理以及电子信息具有紧密的联系，如果想要进一步对机电一体化技术进行发展创新，就需要提高信息处理效率和准确性，解决机电一体化的抗干扰和标准化的问题。 （2）传感器技术。目前虽然传感器技术已经有了重大突破，已经开发出精度很高的传感器，但是由于成本较高、专业性要求严格等原因，还没有广泛使用。目前使用的大多数传感器在精确度、灵敏度以及可靠性方面都存在问题。如何提高传感器精确灵敏度是机电一体化技术发展突破的关键因素。光纤传感器技术是目前较为流行的前沿技术，也是未来传感器技术的发展趋势，未来将创造并使用非接触类外部接受信息传感器。 （3）机械制造技术。目前机械技术相对成熟，但是在机械的使用性能、精确度以及减轻质量上仍然可以进行改进。现阶段大多数使用的原材料多以钢铁为主，具有个很大的进步空间，完全可以考虑非金属类的复合材料。研制生产具有高密度、强硬度、低重量的新型材料，减少机械体积，提高机械使用效率，提高相应速度，减少能源耗费。 （4）软件开发技术。机电一体化中，硬件是软件的使用载体，而软件才是真正操作运行的主体。为了保证软件系统能够与硬件设备进行协同工作，在发展硬件规格标准的同时，必须要规范化软件开发标准，将软件开发模块化、标准化，提高软件系统开发效率、运行速度以及准确性，延长软件的使用生命周期。 2.机电一体化的应用领域 （1）工业制造领域。随着工业制造成本不断下降，对于产品生产周期和生产质量的要求不断增加，我国工业生产行业目前已经广泛使用机电一体化技术。计算机电子信息技术日益发展，使用自动化机械制造技术能够进行高效准确的生产作业，进行复杂繁琐的数据计算，通过增加使用传感器技术，还可以具备一定程度的感知能力。此外，人力使用上的减少还可以降低产品不合格率，具有很强的独立性和环境适应能力。 （2）柔性制造系统领域。柔性制造系统是通过对计算机信息技术、自动搬运车、料盘、自动化仓库等进行有机结合，通过机电一体化技术进行应用，实现自动化定义产品产量，根据实际需求进行自动调节。广泛应用在产量较小、品种较多、需要频繁更改需求的工业领域。 （3）计算机制造集成领域。机电一体化技术可以应用在集成制造系统中，对制造系统进行综合化和最优化处理，颠覆传统制造行业流程，将各个部门之间进行整合，从设计、开发、制造、运营等进行有机结合。利用快速准确的信息传递，优化设备配置，充分发挥工业生产能力。利用计算机高速的计算处理能力，对生产以及运营都能准确地设计出最佳方案，减少人为计算时间，提高生产效率。 （4）数控机床领域。数控机床是我国使用最为广泛的制造设备，经过多年的应用和磨合，机电一体化技术也可以完全使用到数控机床领域，目前在数控机床的操作精度、功能完善、构造整体等方面都已经获得了显著的效果。实现了模块化的构造结构，使其更加紧凑。在功能使用方面，由于使用了开放性设计，不仅具备智能处理能力，还大幅度提高了可操控性以及精确性，为机械生产提供了更多的技术支持。 （5）工业机器人领域。由于过去的科技技术不足，创造出来的小机器人只能做简单的重复动作，没有办法将其应用到实际的工作中，机器人的操作能力往往存在一定的局限性，不能全面的为生产做出贡献，面对不同种类的工作，将会有不同类型的工作方法，对于这些工作方式的改变，小机器人不能很灵活的适应多种不同方式的工作，功能性和灵活性明显存在不足；但是随着近些年来技术的不断改进，机器人的制作也一定程度上发生了改变，许多小机器人已经具备了多各种先进的传感软件，可以最大程度的帮助人类进行工作，也可以一定程度上通过不同的变换形式灵活的适应不同种类的工作，为工人分担不少的工作，机器人可以通过对作业环境和操作对象进行简单的信息获取、计算机处理与分析，根据不同的指令实现不同的工作制造，从而提高工作生产率，也为公司带来不可估量的效益。 3.机电一体化在未来的发展趋势 （1）提高使用性能。由于目前计算机信息技术的快速发展，人们对产品的质量要求越来越高，因此需要提高生产效率，增加制造精度，加快生产速度，对于未来的机电一体化技术，仍需要提高使用性能。 （2）微型技术。目前微型技术水平已经发展成熟，众多领域都已经进行广泛的使用。机电一体化技术也必将向微型技术方向发展，医疗行业以及军事领域都需要体积小，具有高度灵活性的微型机械产品进行辅助作用，在未来必然的需求中，微型技术也必将是机电一体化未来的发展方向。 （3）人工智能。随着目前人工智能AI的出现，人们逐渐认识到人工智能的巨大优势。机电一体化技术本身就需要计算机信息技术进行发展，人工智能是目前计算机领域最新型的科研技术，未来机电一体化必然会结合人工智能，自行学习，对交代的工作和实际需求进行更加深刻的理解，并自行生产出预期甚至超过预期的完美产品。 浅论机电一体化的创新及发展方向 由于受传统机械理念的影响和约束，我国在机电一体化的应用方面始终存在着一系列的问题，机电一体化技术并没有完全改变传统机械的弊端，因此，不断的改革并且创新机电一体化已经成为了目前我们所面临的主要问题之一。为了更好的实现机电一体化的创新，我们必须要不断的发展新技术，加大对于机电一体化技术创新的资金投入力度。 标签：机电一体化；创新；发展方向 一、机电一体化的发展现状 当今，世界上的经济竞争十分的激烈，我国在工业制造方面面临着巨大的挑战，只有将我国的机电一体化技术融入到工业行业的制造中，才会提高我国科技的技术含量，打破传统的工业行业中存在的成本高、技术含量较低的不良现象。机电一体化的发展经历了三个重要的时期。最初的阶段是简单的机械与电子的融合，在机电一体化的最初阶段人们只是具有了电子与机械相结合来运用的简单的构想，只是停留在理论思想方面并没有采取一定的措施来实现电子与机械的相互融合。第二段时期主要是技术的发展阶段。这个阶段出现了很多的理论思想，虽然电子技术随着社会的快速发展也取得了一定的进展，但是把理论思想应用在实践中也仍然不能实现电子技术与机械技术的相互融合。第三阶段就是电子技术朝着智能化的发展方向而发展。当今社会，我国的科学技术得到迅速的发展。计算机信息技术、红外线感应技术等无不在提醒着我们这是一个智能化的世界。计算机信息技术、红外线感应技术在一定程度上推动了机电一体化技术的发展，为机电一体化提供了相应的知识理论。目前，机电一体化在社会市场经济的刺激下已经实现了在各个行业中的应用。 二、机电一体化的创新 （一）机电一体化产品功能的创新 在机电一体化的技术支持下，产品的功能更加多样化和丰富化，即使是单一的产品由于功能的多样化，从而实现了能够满足客户全方位需求的目标。机电一体化产品功能创新的投入资金规模相对来说较小，商家只需要将很少一部分的资金投入于扩大机电一体化的使用范围，那么企业就可以实现智能化生产的目标，从而在市场中提高企业的市场份额。总之，机电一体化产品功能的创新是社会发展的需要，这更是社会层面的需求。 （二）产品结构的创新 产品结构的创新是产品创新的一项非常重要的内容。机电一体化产品在产品设计的过程中，就需要进行产品结构上的创新。产品结构的创新主要体现在传动方式、物理机械结构、动力装置以及周边设备搭接形式等方面的创新。对于产品 ------单选 滚珠丝杠螺母副结构类型有外循环插管式和_________等类型. 收藏 A. 内循环反向器式 B. 外循环反向器式 C. 内、外双循环 D. 内循环插管式 回答错误!正确答案： B PWM指的是________. 收藏 A. 计算机集成系统 B. 可编程控制器 C. 机器人 D. 脉宽调制 回答错误!正确答案： D 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和_______. 收藏 A. 转换电路 B. 调制电路 C. 控制电路 D. 逆变电路 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化的说法中正确的是________. 收藏 A. 机电一体化设计主要是指产品的设计,不需要系统论方面的知识 B. 机电一体化技术是由传统机械技术及电子技术两方面技术构成 C. 机电一体化是指机电一体化技术,而不包含机电一体化产品 D. 机电一体化技术是以机械为主体 回答错误!正确答案： D 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和_________等个五部分. 收藏 A. 换向结构 B. 检测环节 C. 存储电路 D. 转换电路 回答错误!正确答案： B 电压跟随器的输出电压________输入电压. 收藏 A. 大于等于 B. 大于 C. 小于 D. 等于 回答错误!正确答案： D 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类:外循环插管式和________. 收藏 A. 内循环反向 B. 内循环插管式 C. 外循环反向器式 D. 内、外双循环 回答错误!正确答案： A 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称________. 收藏 A. 伺服系统 B. 工业机器人 C. 顺序控制系统 D. 数控机床 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化系统的伺服系统稳定性说法中错误的是________. 收藏 A. 传感器技术在机电一体化中的应用方政 发表时间：2018-10-01T11:22:36.680Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：方政孙晓鹏王玉彬 [导读] 摘要：伴随着科学技术的不断变化和发展，机电一体化技术也被运用在工业生产的多个领域当中，这些都可以为经济发展以及人类生活做出更多的贡献，传感器在机电一体化当中有着非常多的应用，不仅仅提升了机电一体化的精准程度同时也能够让机电达到一个新的高度。 （山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东烟台 261400） 摘要：伴随着科学技术的不断变化和发展，机电一体化技术也被运用在工业生产的多个领域当中，这些都可以为经济发展以及人类生活做出更多的贡献，传感器在机电一体化当中有着非常多的应用，不仅仅提升了机电一体化的精准程度同时也能够让机电达到一个新的高度。因此对其一体化运用进行分析，是本文论述的重点和要点，以下进行探究，希望可以给下相关工作者带去一定的建议和参考。 关键词：传感器；技术；机电一体化；应用 在社会的不断变化和发展过程中，人们将信息科学技术放在机电一体化的发展系统之中，这样让机电一体化技术的发展被人们所熟知。传感器的作用是为了对系统的状态作检测和分析，由此也能够使工作人员对机电一体化的发展状态进行了解，进而对系统当中的信息做好控制和管理的研究。机电一体化的发展少不了传感器的运用，因此本文对具体的运用方式作出探究分析，争取可以更好的改变以往机电一体化存在障碍的问题。 一、传感器的研究与发展分析 传感器可以感受被测量对象所输出的信号，用在机电一体化发展中较为常见，也能够为机电一体化提供相关的信息。在人类科学技术不断变化和发展的北京下，知识空间也得到了广泛的拓展，电子信息的种类非常多，电子信息的数据传递速度也较快，因此要求信息的处理能力更强。在这样的情况下传感器的运用较为广泛，无处不在。特别是在21世纪初期，在各个行业当中都掀起一股传感器风，各个工业国家对传感器的认知程度也有所提升，这样极大的拓展了传感器的运用有效性。 二、传感器在机电一体化中的运用分析 （一）机器人用传感器 工业机器人能够对相关操作进行准确的具体的操作，这样主要是因为可以通过传感器的作用让机器人更加敏感的感知到自身操作的状态以及作业状态，这是一个非常关键且重要的过程，可以为机器人提供多种反馈性的信息。 （二）机械加工过程的传感器检测技术分析 首先，在切削的过程中和机床运行的过程中都需要使用传感技术，传感器的使用主要目的是为了检测是否可以进行切削以及做好高效率的切削工作，这样可以在一定程度上降低制造的成本。接着具体的材料，例如金属等等，去确定切除的效率。整个切削的过程，传感器都在感应切削目标，并且切削力度也有一定变化，切削的过程中会有震动以及刀具和材料的解除，通过这些细节去辨识切削的力度和参数。例如，且削力、铁削震动过程以及发射声音或者机电的功率等等。对于工业生产中的机床来讲，最为关键的就是要让传感器的检测目标具备一定的驱动力，有驱动的系统，能够对温度进行多方面的监测与控制，做好安全性的分析工作。传感器传授过来的参数可以了解机器是否处于故障状态，所被加工的材料表面是否是粗糙的合格的，是否有冷却液的流量超标或者不足问题。 其次，零件的加工以及传感器的技术运用。刀具和机床加工监控技术相互对比和分析之后还需要对工件的监控做出分析，由此去认知加工质量的标准。从上个世纪末期开始，对于工件的识别和安装就已经进行了监控和传感器感应分析，可以简单的说，工序的识别就是对加工程序进行执行分析，了解工件的识别是否是机床加工的毛坯件，安装时会否到位和准确，另外，还可以使用工件识别的方法和工件安装监控的方式对毛坯件做出加工，识别安装的毛坯件是否是符合标准的，是否有一些缺陷。完成这些识别就需要有传感器的感知，有表面粗糙感知系统。 最后，刀具的传感器检测。切削和削磨的整个过程当中材料是关键点，更是非常重要的切除过程。刀具出现磨损在一定程度上出现了烧伤或者是崩刃的情况等等救护失去一定的切削能力，无法保障精度的完整性，这样会属于刀具使用的失败。按照相关的工业统计分析可以看到，刀具出现障碍可能造成机床的停机现象并且时间也比较长，可能造成不同的安全事故，更可能有一些重大的事故。另外，传感器技术在数控机床当中也有非常广泛的运用，数控机床技术主要是记住与传感器的数字化信号，实现对移动轨迹的分析，然后将其进行数字化处理，房在数控系统当中完成信息的对比和参数的分析[1]。 （三）关于汽车自动控制系统的传感器 伴随着传感器技术和一些新技术的使用效率增加，现代化汽车进入到了全新的发展时期，汽车的机电一体化也要求使用自动化控制系统取代以往的机械控制系统，除了在发动机上有所展现还可以更好的改善汽车的基本性能由此增加更多的服务，并且也降低了油耗，给环境污染治理提供一臂之力，不断的提升汽车在行驶过程中的安全性与可靠性，更具备舒适性，安全检测还有控制技术已经扩展到汽车的全部运用当中。汽车控制系统使用了曲轴位置的传感器，这种传感器异常敏感，可以感知汽车存在的故障。吸气还有冷却水温的传感器或者压力传感器等等都是较为常用的汽车传感器[2]。 三、传感器在未来的额展方向分析 传感器的主要技术就是实现自动化的控制，并且还能进行全面的自动化的桃姐分析，这是机电一体化运用过程中不可缺少的一项技术，其关键水平的高低的高低直接对系统的运行和系统功能产生影响，传感器在未来的发展过程中还可以抓住更为重要的方向，具体表现在以下几个方面： 首先，新型敏感材料的开发与运用。新型敏感材料的使用和开发主要是勇敢微电子还有光电子以及生物学知识等等进行学科说明，各种新技术之间相互促进，彼此发挥出最好的功效，做好综合性的利用和分析工作，因此后续可能研制出多种新型更为敏感的传感器，运用在汽车领域、工业生产领域等等[3]。 其次，高精度的发展方向。敏感程度高以及精确程度高或者是相应速率较快的传感器，也是未来发展的方向，互换性程度提成才可以保障在生产中实现自动化和一体化。微型化也是发展方向，通过新材料的加工或者新技术的使用可以实现传感器微型化的发展，这是未来几年的主要方向[4]。 最后，低能耗和数字化。传感器在工作的过程中离不开电源的使用，因此开发出低能耗的传感器能够为可持续发展提供更多的力量， 一、选择题（每小题2分，共20分，多选漏选均不得分） 1．一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：（ ABCD ） A、机械本体 B、动力与驱动部分 C、执行机构 D、控制及信息处理部分 2．齿轮传动的总等效惯量与传动级数（ C ） A. 有关 B. 无关 C. 在一定级数内有关 D. 在一定级数内无关 3. 某伺服电动机最高转速为1200r/min，通过丝杠螺母传动带动机床进给运动，丝杠螺距为6mm，最大进给速率可达（ C ） A. 72m/min B. 7.2m/min C. 5m/min D. 3.6m/min 4．计算步进电动机转速的公式为（B） A. 360o r mz c B. 60 r f mz c C. 180 cos o sm T mc D. 360 180 o o mc 5. 通过计算机网络，将计算机辅助设计、计算机辅助规划以及计算机辅助制造，统一连接成一个大系统称为（ B ） A. 顺序控制系统 B. 计算机集成制造系统 C. 柔性制造系统 D. 伺服系统 6.滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的（ B ） A．径向位移Ｂ．轴向位移Ｃ．螺旋线长度Ｄ．坐标值 7. 步进电机一般用于( A )控制系统中。 A. 开环 B. 闭环 C. 半闭环 D. 前馈 8．某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步距角为1.5o，应采用的通电方式为（ C ） A. 单拍制 B. 双拍制 C. 单双拍制 D. 细分电路 9.为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行（ B ）A．调整径向间隙Ｂ．预紧Ｃ．预加载荷Ｄ．表面清洗 10. 下列属于变磁阻电动机的是（ C ） A. 直流电动机 B. 交流感应电动机 C．步进电动机D. 永磁同步电动机 机电一体化的发展历程与趋势 摘要：机电一体化概要“机电一体化”是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功 能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。 目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多，并且各自都有一套自己的发展策略。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车! 关键词：数控机床，机器人，汽车电子化产品，机电一体化，工作任务 核心提示： 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、绪论 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，并导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 二、机电一体化概要 “机电一体化”是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 1.什么是“机电一体化”？以打夯机为例，内含机械与电器，问这是不是机电 一体化产品？ 答：机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。 打夯机不属于机电一体化产品。因为打夯机只是普通的机械加电器，它属于硬连接或者称为机械连接只能应用在就地或者小范围场合使用，不能满足大面积和远程控制。而机电一体化就不一样了，它不光有硬连接、机械连接还有软连接。机电一体化属于同时运用机械、电子、仪表、计算机和自动控制等多种技术为一体的一种复合技术。它不光可以就地操作，小范围应用，还可以大面积使用操作，远程监测、控制。 2.机电一体化的技术构成是什么？ 答：机械技术、微电子技术、信息技术 3.产品实现机电一体化后，可以取得那些成效？ 答：产品实现机电一体化后可以取得的成效：产品性能提高、功能增强、结构简化、可靠性提高、节约能源、改善操作、提高灵活性等。 4.数字量传感具有哪三种类型？他们有什么区别？ 数字传感器按结构可分成三种类型： 1.直接式数字量传感器——其分辨率决定于数字量传感器的位数。 被测物理量→数字编码器→信息提取装置→数字量输出 2.周期计数式数字传感器 它的结构示意图如下图1所示。此种结构的位移分辨率对低精度的周期计数式数字传感器而言，仅由周期信号发生器的性质决定。例如，光栅当长1mm有100条刻线时，其分辨率即为0.01mm;对高精度的周期计数式数字传感器而言，还要考虑到电子细分数。如在100倍电子细分数下，此光栅的分辨率就是0.1μm。此种结构属于增量式结构，结构的特点(位移方向的要求)决定它不但备有辨向电路，而且周期计数器还具有可逆性质。 图1 周期计数式数字量传感器的结构方框图 3.频率式数字传感器 其结构示意图如下图2所示。按振荡器的形式，可将此种数字传感器分成带有晶体谐振器的和不带晶体谐振器的两种。前者，按被测量的作甩点，又分作用在石 浅论机电一体化技术的应用及其发展查正运 摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，机电一体化是机械 工程和自动化技术的有效结合，对于生产活动产生深远影响，是一次重要的技术 变革。机电一体化技术优势明显，已经被广泛应用到生产活动中去，成果尤为显著，但是需要看到的是，机电一体化技术还有很大的发展空间，赋予机器人性化 特点，逐渐朝着智能化、微型化和集成化方向发展。本篇文章深入探讨了机电一 体化技术应用现状，并且对其未来发展方向进行预测，仅供参考。 关键词：机电一体化技术；发展；应用方向 引言 快速发展的信息技术是促进机电一体化技术发展的重要动力，机电一体化技 术的快速发展使得产品生产自动化水平显著提升，大大降低人工的工作强度，从 而间接降低人力成本。机电一体化设备可以快速获得海量数据，并对其进行深度 处理，在此基础上修正和改进产品缺陷，这也是人工所很难实现的。机电一体化 设备的安全性和可靠性较高，其本身具有自我监测系统，能够对设备的运行状态 进行实时监测，如果设备出现问题，则会立即通知并自动启动相关的保护机制， 即便出现意外，机电一体化技术也能够将损失控制在最低。机电一体化技术能够 有效节约资源，由于其本身智能化水平较高，所有设备的运行都处于被监控状态，所以其可以及时调整低工作量设备的工作功率，有效降低相关能源消耗，同时其 具有较高的自动化水平，所以可以大大减少人工投入，降低人力资源消耗，提高 生产效率，间接节约资源。基于这诸多优势，对机电一体化技术的应用及未来发 展加以探讨十分必要。 1机电一体化技术的概述 机电一体化也可以称为机械电子技术，从国外逐渐传递到国内，它是机械工 程与自动化技术相结合后的产物。因此可以说机电一体化技术既离不开机械工程 技术作为载体，也离不开自动化技术将其升华。虽然机电一体化技术所结合的技 术种类比较清晰，但是该技术所涵盖的领域却十分广泛，除了依靠机械工程技术 和自动化技术以外，要想达到真正的自动化目的还要结合计算机技术以及电子信 息技术，近年来，人工智能技术也快速兴起，有关于人工智能技术研究成果频出，因此机电一体化技术的下一发展阶段必将结合人工智能技术。有关于机电一体化 技术的机械设备距离人们的生活并不遥远，除了工厂和农场中的机械设备以外， 汽车中的安全气囊、防滑刹车系统以及自动售票机都应用到了机电一体化技术。 机电一体化技术是由：机械技术、传感器技术、计算机与信息处理技术、接口技术、伺服驱动技术、自动控制技术等等许多高新技术组合而成的。 2机电一体化技术的应用 2.1智能系统中应用 机电一体化技术在智能制造中得到推广和应用，主要运用是最为重要的传感 技术，提高了制造业自动化生产能力，实现了对生产活动的智能化调节。产品的 生产和制造过程中，工序多并且复杂，以前都是依靠人去操作和完成，机电一体 化技术运用到生产制造中去，每道工序和生产流程都离不开传感技术的支撑，通 过传感设备采集和收集生产活动中各项信息和数据，自动将其传输到集成系统中，对各项信息进行高效分析，得出准确结论，判断接下来应该采取什么行动，严格 的控制和管理生产活动，确保按照计划完成生产任务，避免人为操作失误，精确 目录 机电一体化复习题 一、名词解释 1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 6单片机 7 接口 8 通道 9 串行通信 10直接存储器存取（） 二、判断题： 1 在计算机接口技术中通道就是接口。（×） 2 滚珠丝杆不能自锁。（√） 3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（×） 4 异步通信是以字符为传输信息单位。（√） 5 同步通信常用于并行通信。（×） 6 无条件方式常用于中断控制中。（×） 7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误 （1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√） （2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（√）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√） （4）温度误差是影响传动精度的因素（√） 三、单项选择题 1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ）决定转角位移的一种伺服电动机。 A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量 C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比 2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。 A.1 A.插补 B.切割 C.画 线 D.自动 四、填空题 1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。 2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。 3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。 4. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式液压式气压式和其它等四大类型。 5. 在变频调速系统中，通常载波是等腰三角波，而调制波是正弦波 6.异步交流电动机变频调速： a)基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于恒转矩 调速方式。 b)基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于恒功率 调速方式。 7. 开环步进电动机控制系统，主要由. 环形分配器功率驱动器步进电机等组成。试论机电一体化技术的应用及发展趋势 赵宝锋
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