六大机电一体化关键技术之一的发展——检测传感技术
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分析检测传感技术在机电一体化中现状、应用及其发展摘要我们现今处于一个社会发展日新月异,新技术的应用层出无穷的时代,机电一体化技术取代传统手工设备已经是大势所趋。
传感器在机电一体化的系统中处于非常重要的地位,它相当于系统的感觉器官,即观察待测事物的具体信息:例如特征与工作状态,尔后通过信号反馈到机器设备的控制系统中。
检测传感技术一般有如下的内容,第一,将不同的物理量,如位置、位移、速度、加速度等等模拟量转化为电压等数字量,即模数转换。
第二,对传感器的采样信号进行筛选和处理,以供控制系统和工作人员进行分析操作。
一般可以采取的措施有信号的采集筛选,放大、补偿等等。
快速、准确、可靠的获取信息是机电一体化系统对检测传感器装置的要求,同时又要求有合适的性价比。
可是现今的技术难以保证检测传感技术能够达到这样的要求。
传感器成了机电一体化系统的技术瓶颈,如果能够研究出合适的传感器,这对机电一体化系统来说意义非凡。
关键词检测传感技术;机电一体化;现状传感器作为检测系统的核心,它的地位相当于感官对于神经的作用一样,通过传感器提供给检测系统各种各样的信息,使机电一体化系统能够准确的对外在信息做出判断,从而高度精确的进行自动调节与自动控制。
本文在笔者自身的一些经验上,简单的描述了传感器的技术现状以及它在机电一体化系统中的应用,并指出了我国传感器技术的一些缺陷以及今后的发展方向。
1 传感器的应用现状传感器主要是用来检测受控制对象的信息,而这些信息是机电一体化系统进行自我控制与自我调节所必须的,它将检测对象的一些信息按照一定的规律转成数字信号,从而为机电一体化系统所利用。
随着经济的发展,人类进入电子信息化时代,人们不断的扩大探知的领域与空间,电子信息的种类越来越多,需要越来越快的传输速度和更加灵活的信息处理手段,才能满足人们的需求,这就要求增强信息处理能力和反馈速度,而信息采集技术便在这个背景下不断的被探索与研究,进而使传感技术不断的发展,以致无处不在。
浅谈机电一体化系统中传感器技术的运用1. 引言1.1 机电一体化系统简介机电一体化系统是指在机械与电子技术融合的基础上,通过传感器等智能设备实现系统的集成化运作。
传统的机械系统和电子系统各自独立运作,而机电一体化系统的出现将二者有机结合,使得系统的精度和灵活性大大提高。
机电一体化系统不仅仅是简单地将机械和电子设备连接在一起,更是通过传感器技术实现系统的自动化控制和智能化操作。
在机电一体化系统中,传感器起着至关重要的作用。
传感器是将非电信号转换为电信号的装置,可以感知和测量物理量,并将其转化为可以被电子系统处理的信号。
传感器技术在机电一体化系统中可以实现实时监测、数据采集、自动控制等功能,使得系统具备更高的智能化水平和效率。
机电一体化系统是一个集机械、电子和传感器技术于一体的系统,它的出现极大地提升了系统的智能化和自动化水平,对于提高生产效率、降低成本和提升产品质量具有重要意义。
传感器技术在其中扮演着不可或缺的角色,为系统的稳定性、精确度和安全性提供了坚实的基础。
1.2 传感器技术在机电一体化系统中的重要性传感器技术在机电一体化系统中扮演着至关重要的角色。
传感器是将机械、电气、控制等多个领域有机结合的重要组成部分,通过传感器可以实时获取系统内部和外部环境的各种信息,如温度、压力、流量、速度等。
这些信息对于机电一体化系统的运行状态监测、控制和优化具有十分重要的意义。
传感器技术的应用可以帮助机电一体化系统实现智能化运行,提高系统的自动化水平和精确度。
传感器通过将物理量转换成电信号,实现了信息的数字化和智能化处理,极大地方便了系统的监测和控制。
传感器技术的不断创新和发展,为机电一体化系统提供了更多的可能性和发展空间。
传感器技术在机电一体化系统中的重要性不可忽视。
只有充分发挥传感器技术的作用,才能更好地实现机电一体化系统的高效运行和优化控制。
【内容结束】2. 正文2.1 传感器在机电一体化系统中的应用传感器在机电一体化系统中的应用十分广泛,几乎涉及到系统的各个方面。
传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用随着科技的不断发展,机电一体化系统已经成为了现代工业领域中不可或缺的一部分。
机电一体化系统是由机械、电子、计算机等多种技术交叉融合而成的一种系统,其主要功能是实现自动化控制、信息采集和处理等多种功能。
而在机电一体化系统中,传感器与检测技术则是其核心组成部分之一,它们的应用不仅可以提高系统的稳定性和可靠性,还可以实现对系统的智能化控制,提高生产效率和降低成本。
本文将从传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用、传感器的种类、检测技术的原理等方面进行探讨。
一、传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用传感器是一种能够将物理量转换为电信号的器件,它可以将温度、压力、流量等多种物理量转换为电信号,从而实现对这些物理量的测量和控制。
在机电一体化系统中,传感器的应用非常广泛,主要包括以下几个方面:1、温度传感器的应用:温度传感器可以测量物体的温度,从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中,温度传感器可以用来测量电机的温度、电器设备的温度、液体的温度等,从而实现对这些物体的控制。
2、压力传感器的应用:压力传感器可以测量物体的压力,从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中,压力传感器可以用来测量液体的压力、气体的压力、油压等,从而实现对这些物体的控制。
3、流量传感器的应用:流量传感器可以测量物体的流量,从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中,流量传感器可以用来测量液体的流量、气体的流量等,从而实现对这些物体的控制。
4、位置传感器的应用:位置传感器可以测量物体的位置,从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中,位置传感器可以用来测量机械臂的位置、工件的位置等,从而实现对这些物体的控制。
5、光电传感器的应用:光电传感器可以测量物体的光电信号,从而实现对物体的控制。
在机电一体化系统中,光电传感器可以用来测量物体的颜色、形状等,从而实现对这些物体的控制。
除了传感器之外,检测技术也是机电一体化系统中不可或缺的一部分。
机电一体化技术关键技术机电一体化技术是指将机械和电子技术有机地结合在一起的技术。
它可以增强机械设备的功能,提高生产效率和自动化程度,并减少人力劳动的参与。
以下是机电一体化技术的关键技术:1. 传感器技术:传感器是机电一体化系统中获取外部信息的重要组成部分。
通过传感器技术,可以实时感知设备的运行状态、环境条件和用户需求,并将这些信息传递给控制系统。
2. 控制系统技术:控制系统是机电一体化系统的核心,负责对设备进行控制和调节。
控制系统技术需要具备实时响应、高精度控制和可靠性等特点,常用的控制技术包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
3. 电机技术:电机是机电一体化系统中实现动力传递和工作执行的关键部件。
电机技术需要具备高效能、高可靠性和高精度的特点,常用的电机技术包括直流电机、交流电机和步进电机等。
4. 电子技术:电子技术是实现机电一体化系统的关键技术支撑。
通过应用电子技术,可以实现数字化控制、信号处理、通信和数据传输等功能,提高系统的智能化和自动化水平。
5. 智能算法:智能算法是指应用于机电一体化系统中的优化算法和人工智能技术。
通过智能算法,可以对系统进行优化设计、自适应控制和故障诊断等,进一步提高系统的性能和可靠性。
6. 人机交互技术:人机交互技术是机电一体化系统与人员之间进行信息交流和控制的桥梁。
通过人机交互技术,可以实现图形化界面、声音提示和触摸屏控制等,提高用户的使用便捷性和操作体验。
7. 网络通信技术:网络通信技术是实现设备之间和设备与云端之间相互连接和数据交换的关键技术。
通过网络通信技术,可以实现分布式控制、远程监控和云端数据分析等,进一步提高系统的集成度和智能化程度。
这些关键技术的综合应用,能够有效实现机电一体化系统的高效、智能和可靠运行。
一,名词解释:1,机电一体化:是在机械的主功能,动力功能,信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
2,接口:各要素和子系统的相接处必须具备一定的联系条件,这个联系条件通常被称为接口。
3,机电接口:机电接口是指机电一体化的机械装置与控制微机间的接口。
4,伺服系统:亦称随动系统,是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作,从而获得精确的位置、速度或力输出的自动控制系统。
二,填空:1,工业三大要素:物质,能量,信息2,五种内部功能:主功能,动力功能,检测功能,控制功能,构造功能3,六个基本要素:机械本体,动力源,检测与传感装置,控制与信息处理装置,执行机构,接口4,机电一体化六个共性关键技术:机械技术,计算机与信息处理技术,检测与传感技术,自动控制技术,伺服驱动技术,系统总体技术5,机电一体化产品可分为:功能附加型,功能替代型,机电融合型6,对机械系统的基本要求(顺序):高精度,快速响应,良好稳定性7,传动机构性能要求:转动惯量小,刚度大,阻尼合适,摩擦小,间隙小8,无侧隙齿轮传动机构传动方法:偏心轴套调整法,双薄片齿轮错齿调整法,斜齿轮传动方法垫片调整法,轴向压簧调整法9,齿轮传动三原则:1,最小等效转动惯量原则(前小后大)2,重量最轻原则(前大后小)3,输出轴转角误差最小原则(前小后大)10,以控制微机接口为出发点,接口分为人机接口,机电接口,人机接口包括输入接口,输出接口,机电接口包括信息采集接口,控制量输出接口11,引线有:共阴极,共阳极12,机电接口按信息传递方向可分为信息采集接口,控制量输出接口13,A/D转换器常用的有双积分式,逐次比较式两种14,机电一体化检测系统在性能方面基本要求是精度、灵敏度和分辨率高;线性、稳定性和重复性好;抗干扰能力强;静、动特性好。
15,功放电路有两种:晶闸管功率放大器,晶体管脉冲宽度调制(PWM)功率放大器16,伺服系统的基本类型:1)按被控量分:位置,速度,力等伺服系统2)按执行元件分:电气,液压,气动等伺服系统3)按控制方法分:开环,闭环,半闭环17,伺服系统基本要求(顺序):高精度,快速响应,良好的稳定性18,PWM由:电压-脉宽变换器,开关功率放大器两部分组成。
机电一体化传感器检测技术的应用浅析科学技术的不断发展,机电一体化技术经过多年的研发与更新,逐步发展成为一个独立的、综合性的新型学科。
机电一体化技术的应用标志着我国机械工业领域的发展迈向了一个新台阶,促进了工程机械作业向半自动化乃至自动化方向的转变。
机电一体化融合了电子学科、机械学科、计算机技术、信息学科等多种专业学科,并在此基础上发展自身的特点。
机电一体化系统是多种技术共同结合、共同配合形成的控制系统,最主要的技术是传感器技术。
机电一体化系统是现有技术产品得以更新、优化的重要技术。
传感器机电一体化系统的产品面市后得到广大人们的喜爱。
下文主要介绍机电一体化系统的主要技术:传感器和检测技术的系统、应用既发展方向。
一、机电一体化概述机电一体化技术发展至今,已经形成自身的特点和体系。
机电一体化不仅包括机电一体化技术,同时还包括机电一体化的产品。
从技术层面来看,机电一体化是一系统工程做为出发点,将机械技术、电子技术、计算机技术以及信息技术等相关技术加以融合,从而达到系统的整体的最优性,是一种综合性技术。
机电一体化技术的关键技术主要有以下几种:1、机械本体技术。
机械本体技术是以改善机械性能、减轻机械设备质量、提高机械工作效率等方面作为基本出发点,在机械本体轻质化的基础上对机械系统的性能加以优化的同时向小型化转变。
对此需要从根本上减少机械本体的质量,可以将机械制造采用钢铁材料采用非金属性的复合型材料来替代,在减轻本体质量的同时减少机械运转消耗的能量,提高经济效益。
2、信息处理技术。
微电子技术的发展、信息处理设备的更新换代对机电一体化技术的发展有着积极的促进作用。
因此,提高信息处理设备的可靠性和工作效率,对促进机电一体化技术的发展十分有利。
3、传感技术。
提高传感器的精度和灵敏度是提高传感器性能的前提条件,而要提高传感技术的可靠性,在基本技术发展的基础上还要加强传感技术的抗干扰性。
二、传感器是机电一体化系统的关键技术1、传感器在测量模块的应用机电一体化系统的多个模块中测量模块是一个关键的环节。
传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用随着科技的不断发展和进步,机电一体化系统已经成为了现代工业制造的重要组成部分。
机电一体化系统能够将机械、电气、电子、计算机等多种技术集成在一起,实现高效、智能化的生产制造。
而在机电一体化系统中,传感器与检测技术的应用则起到了至关重要的作用。
本文将从传感器与检测技术的基本原理、应用场景以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、传感器与检测技术的基本原理传感器是一种能够将物理量转化为电信号的器件,常用的物理量包括温度、压力、湿度、速度、加速度、角度等。
传感器一般由感受元件、信号处理电路、输出电路等组成。
感受元件是传感器的核心部分,其具有对物理量的灵敏度、响应速度、线性度等特性。
信号处理电路则是将感受元件输出的信号进行处理和放大,并将其转化为标准的电信号输出。
输出电路则是将信号输出到控制系统或显示设备中。
检测技术是指通过对物体、物质等进行测量、分析、判断等手段,获取其特定性能的技术。
检测技术包括物理检测、化学检测、光学检测、声学检测等多种形式。
在机电一体化系统中,常用的检测技术包括温度检测、压力检测、流量检测、振动检测等。
传感器和检测技术的基本原理是物理量的转换。
通过传感器将物理量转换为电信号,再通过检测技术对电信号进行分析和处理,从而实现对机电一体化系统中各种物理量的实时监测和控制。
二、传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用场景1、温度控制在机电一体化系统中,温度是一个非常重要的参数。
温度过高或过低都可能会导致设备的损坏或者工作效率的下降。
因此,在机电一体化系统中,常常需要对温度进行实时监测和控制。
此时,就需要使用温度传感器和温度检测技术。
温度传感器可以将温度转换为电信号,而温度检测技术则可以对电信号进行分析和处理,从而实现对温度的实时监测和控制。
2、压力控制在机电一体化系统中,压力也是一个非常重要的参数。
例如,在液压系统中,压力过高或过低都可能会导致液压系统的故障或者工作效率的下降。
机电一体化中传感器与检测技术的运用探析摘要:机电一体化中的传感器及检测技术应用,对提升机电一体化系统的自动化、智能化水平有重要帮助。
文章首先对机电一体化中传感器的应用进行分析,包括传感器分类、功能作用和发展方向等。
在此基础上,研究传感器与检测技术在机电一体化中的综合运用。
关键字:机电一体化;传感器;检测技术一、机电一体化中传感器的应用(一)传感器分类传感器技术是机电一体化中的核心技术之一,主要负责数据采集工作。
在传感器技术的快速发展下,目前许多传感器装置已经具备信号转化、读取和分析的能力。
传感器总体可分为早期传感器与现代传感器两大类,其中早期传感器只负责数据采集,相当于人的感官系统,而现代传感器则具备数据分析、处理和决策能力,相当于加入了大脑工作,功能更加强大。
传感器在机电一体化中的应用十分广泛,根据其数据采集对象,可分为内部传感器、外部传感器两大类。
根据其具体采集的数据类型,可分为温度传感器、压力传感器、速度传感器等。
从传感器分类中能够看出,其功能十分丰富,可以帮助机电一体化解决许多实际问题[1]。
(二)传感器功能作用在机电一体化系统的设计和安装施工中,传感器的应用无处不在,已经成为机电设备主要构件之一。
这是由于机电一体化系统的运行,需要具备高效的数据采集和处理能力,从而对机电设备运行做出有效调控。
传感器在机电一体化中的应用,可以为系统提供特征参数,具有在线监测功能,可以对采集到的特征参数进行实时传输。
先进的传感器装置自身也具备数据分析和处理功能,可以对机电设备运行进行控制。
在传感器的应用下,还可以对系统外部运行环境进行监测,判断环境温湿度、磁场条件等,是否满足机电设备运行需求。
在此情况下,能够有效提升机电一体化系统运行安全和稳定性[2]。
(三)传感器发展方向目前传感器技术的发展主要表现为以下几个方向:(1)智能化方向,在人工智能技术的快速发展下,传感器技术与智能化技术结合,通过引进机器学习、数据挖掘、人工神经网络等,可以使其具备更加强大的机电设备调控功能,能够适应各种新的突发状况,降低对人工操作的依赖。
传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用随着科技的不断发展,机电一体化系统在工业领域中的应用越来越广泛。
机电一体化系统是将机械、电子、计算机等技术有机地结合在一起,形成一个高效、智能、自动化的系统。
而传感器与检测技术则是机电一体化系统中不可或缺的一部分,它们可以实现对系统的监测、控制和优化,提高系统的效率、稳定性和可靠性。
本文将探讨传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用及其优势。
一、传感器在机电一体化系统中的应用传感器是一种将物理量转化为电信号的装置,可以感知机电一体化系统中的各种物理量,如温度、压力、流量、位移等。
传感器广泛应用于机电一体化系统中,可以实现对系统的实时监测和控制,提高系统的效率和稳定性。
1. 温度传感器温度传感器是机电一体化系统中常用的传感器之一,可以感知系统中各个部件的温度变化。
在机电一体化系统中,温度的变化会影响到系统的运行效率和稳定性。
通过温度传感器的监测,可以实时了解系统中各个部件的温度变化情况,及时采取措施进行调节和控制,保证系统的正常运行。
2. 压力传感器压力传感器是机电一体化系统中常用的传感器之一,可以感知系统中各个部件的压力变化。
在机电一体化系统中,压力的变化会影响到系统的运行效率和稳定性。
通过压力传感器的监测,可以实时了解系统中各个部件的压力变化情况,及时采取措施进行调节和控制,保证系统的正常运行。
3. 流量传感器流量传感器是机电一体化系统中常用的传感器之一,可以感知系统中各个部件的流量变化。
在机电一体化系统中,流量的变化会影响到系统的运行效率和稳定性。
通过流量传感器的监测,可以实时了解系统中各个部件的流量变化情况,及时采取措施进行调节和控制,保证系统的正常运行。
4. 位移传感器位移传感器是机电一体化系统中常用的传感器之一,可以感知系统中各个部件的位移变化。
在机电一体化系统中,位移的变化会影响到系统的运行效率和稳定性。
通过位移传感器的监测,可以实时了解系统中各个部件的位移变化情况,及时采取措施进行调节和控制,保证系统的正常运行。
一、机电一体化的定义及意义机电一体化是指将机械、电子、控制系统等多个领域的技术融合在一起,构建一体化的设备或系统。
在现代工业生产中,机电一体化技术的应用越来越广泛,其意义在于提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和功能,推动工业智能化、数字化转型,对于工业制造业的发展具有重大的意义。
二、机电一体化的关键技术1. 传感器技术传感器技术是机电一体化的关键技术之一,它可以实时地获取各种物理量或化学量的信息,将这些信息转换为电信号,实现对设备和系统的实时监测和控制。
2. 控制系统技术控制系统技术包括PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分散控制系统)、CNC(数控机床)等,它可以对机械运动、电气信号等进行精准控制,提高生产过程的精度和稳定性。
3. 电机驱动技术电机驱动技术是机电一体化的核心技术之一,它可以将电能转换为机械能,驱动各种设备和系统的运行,是实现自动化生产的基础。
4. 人机交互技术人机交互技术是机电一体化的重要技术支撑,通过人机界面、智能监控系统等技术,实现人与设备、系统之间的交互和信息交换,提高生产操作的便捷性和安全性。
5. 数据通信技术数据通信技术是机电一体化的重要支撑技术,它可以实现设备和系统之间的数据互联互通,实现信息的共享和集成,为工业互联网、智能制造和智能工厂的建设提供支持。
三、机电一体化的发展趋势1. 智能化随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断发展,机电一体化系统将更加智能化,实现自学习、自优化、自适应等能力,提高生产效率和质量。
2. 网络化工业互联网的发展将使机电一体化系统实现网络化连接,构建数字化、虚拟化的生产环境,实现设备之间的协同工作和远程监控。
3. 柔性化未来的机电一体化系统将更加灵活、适应性更强,能够实现快速转换生产模式,满足个性化、定制化的生产需求。
4. 生态化机电一体化系统将更加注重能源和环境的可持续发展,实现资源的高效利用和环境保护。
个人观点及总结回顾机电一体化技术的发展将会引领工业制造业的转型升级,推动工业智能化、数字化转型。
浅谈检测传感技术在机电一体化中的应用摘要:检测传感技术的水平直接影响着机电一体化技术的发展程度,需要深入研究和广泛关注。
本文主要从检测传感技术内容、在机电一体化中应用及其发展趋势等方面进行研讨和阐述。
关键字:检测传感技术;机电一体化;应用概述在机电一体化系统中,传感器的作用相当于神经以及感官系统,为整个系统提供信息,可以快速、准确的捕获信息,也可以经得起环境的考验。
检测传感技术可有效实现机电一体化的自动调节和控制,是机电一体化技术的关键核心技术,也是行业重点研究的课题。
1 检测传感技术内容1.1检测传感技术实际上就是一种检测设备,主要是对需要检测的系统进行信息收集和测量,利用不同方式把检测出来的信息输送出去,对于被检测系统数据信息进行处理、输送以及管理等,以便于可以实现系统的自动控制和自动检测。
1.2检测传感技术的内容,一是研究如何将各种物理量(如:位置、位移、速度、加速度、力、温度等)转换成与之成比例的电量;二是研究对转换的电信号进行加工处理,如:放大、补偿等。
2检测传感技术在机电一体化中的应用机电一体化系统的快速发展离不开传感技术,当今社会处于快速发展的时期,检测传感技术已经逐渐被应用到自动化中,并且逐渐发挥着重要的作用。
2.1 机器人用传感器工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,主要包括操作对象以及外界环境,都可以利用传感器来对环境进行感知,同时可通过传感器的内部移动、位置、加速度等来感知自身情况,从而获得周围环境情况,这个过程在工业操作中占据重要地位,可以为机器人工作提供有利信息。
2.2 机械加工过程的传感检测技术2.2.1切削过程和机床运行过程的传感技术。
传感器在切削过程中使用目标主要是对切削过程的震颤、切削力的变化、切削状态、切削过程进行辨识以及工件与刀具之间的接触等,主要的传感参数有切削力、切削过程电机功率以及发射功率、切削过程的振动功率等。
检测传感技术的应用及发展张盼盼摘要:以传感器为核心的检测系统就像神经和感官一样,源源不断地提供种种信息,以便机电一体化系统能高精度地完成自动控制和自动调节功能。
本文描述了传感器技术在机电一体化系统中现状及其应用状况,并指出了传感器技术发展的若干问题及今后的发展方向。
关键词:检测技术;传感器;1.检测传感技术概要检测(Detection)是利用各种物理、化学效应,选择合适的方法与装置,将生产、科研、生活等方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。
能够自动的完成整个检测处理过程的技术称为自动检测与转换技术。
现代自动检测技术是计算机技术、微电子技术、信息论、控制论、测量技术、传感技术等学科发展的产物,是这些学科在解决系统、设备、部件性能检测和故障诊断的技术问题中相结合的产物[1]。
检测技术是现代化领域中很有发展前途的技术,它在国民经济中起着极其重要的作用。
近几十年来,自动控制理论和计算机技术迅速发展,并已应用到生产和生活的各个领域。
但是,由于作为“感觉器官”的传感器技术没有与计算机技术协调发展,出现了信息处理功能发达、检测功能不足的局面。
目前许多国家已投入大量人力、物力,发展各类新型传感器,检测技术在国民经济中的地位也日益提高。
自动检测系统(ATS)[2]是一个不断发展的概念,随着各种高新技术在检测领域的运用,它不断被赋予各种新的内容和组织形式。
因此,以现代电子设备的自动检测系统组成原理框图,如图1所示,说明当前自动检测系统的基本组成。
图1 自动检测系统的组成自动检测系统的组建及其关键技术图2 典型ATS结构概念示意计算机技术的发展为自动检测系统(ATS)的组建提供了多种可能,典型的自动检测系统主要由自动化检测设备(ATE),检测程序集(TPS)和检测环境三部分组成。
ATE由检测和测量仪器、主计算机、矩阵开关、通讯总线、接收器和系统软件组成。
典型自动检测系统的组建如图2所示。
主计算机控制检测和测量仪器以及TPS的运行。
第一章绪论1.机电一体化包括哪六大共性关键技术(相关技术)?p1答:机电一体化包括六大共性关键技术:(1)精密机械技术,(2)伺服传动技术,(3)检测传感技术,(4)信息处理技术,(5)自动控制技术,(6)系统总体技术。
2.一个较完善的机电一体化系统,应具有哪六个基本功能要素?p2答:机电一体化系统应具有以下六个基本功能要素:(1)机械本体,(2)动力部分,(3)传感检测部分,(4)执行机构,(5)驱动部分,(6)控制及信息处理、各要素和环节之间相联系的接口.3.何谓机电一体化系统中的接口?接口的作用和基本功能是什么?p3答:机电一体化系统中的接口,是机电一体化系统中各子系统之间进行物质、能量和信息传递与交换的联系部件。
接口的作用使各要素或子系统联接成为一个有机整体,使各个功能环节有目的地协调一致运动,从而形成机电一体化的系统工程。
接口的基本功能主要有三个:一是交换,通过接口完成使各要素或子系统之间信号模式或能量的统一;二是放大,在两个信号强度相差悬殊的环节间,经接口放大,达到能量的匹配;三是传递,变换和放大后的信号在环节间可靠、快速、精确地交换,必须遵循协调一致的时序、信号格式和逻辑规范。
接口具有保证信息传递的逻辑控制功能,使信息按规定模式进行传递。
4.简述执行部分的功能和分类。
P3答:执行机构的功能是根据控制信息和指令完成所要求的动作。
执行部分是运动部件,一般采用机械、电磁、电液等机构。
它将输入的各种形式的能量转换为机械能。
5.何谓机械本体?P2答:机械本体包括机械传动装置和机械结构装置。
其主要功能是使构造系统的各子系统、零部件按照一定的空间和时间关系安置在一定位置上。
6.何谓动力部分?p2答:部分动力部分的功能是按照机电一体化技术系统的控制要求,为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。
7.何谓传感检测部分?p2答:传感检测部分的功能是对系统运行过程中所需要的本身和外界环境和各种参数及状态进行检测,并转换成可识别信号,传输到信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。
浅谈检测传感技术的应用及进展摘要:检测传感技术是机电一体化系统的关键技术之一,对于机电一体化技术的发展具有十分重要的意义。
本文主要介绍和探讨检测传感技术在机电一体化中的应用,并讨论了其发展的趋势。
关键词:检测传感机电一体化应用发展趋势检测传感技术是机电一体化系统的关键技术之一,它是一门多学科,知识密集的应用技术。
传感检测装置是系统的感受器,是实现自动控制,自动调节的关键环节,其功能越强,系统的自动化程序越高[1]。
现代工程要求传感器能快速、准确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。
因此,发展检测传感技术,对于机电一体化技术的发展具有十分重要的意义。
1、检测传感技术在机电一体化中的应用今天,检测传感技术已经渗透到生产和生活的各个领域。
高度自动化的工厂,设备,装置或系统,可以说是“传感检测技术的大集合”。
各种仪器设备、家电,办公自动化设备,加工中心,扎钢生产线等,传感检测技术的应用已然非常广泛。
考虑到所学的机电系统设计课程和自身专业背景,下面重点介绍一下传感检测技术在机电一体化中的应用。
1.1检测传感技术在数控机床的应用数控机床是现代高科技发展的产物,每当一批零件开始加工时,有大量的检测需要完成,包括夹具和零件的装卡,找正,零件编程点的测定、工序间检测及加工完毕检测等。
数控机床的在线检测系统结构如图1所示,由软件和硬件两部分组成。
图1数控机床的在线检测系统结构将检测技术融于数控加工的内容之中,采用在线测量的方式,能使操作者及时发现工件存在的问题,并反馈给数控系统。
在线检测技术应用于数控系统,提高了测量精度,更好地保证了机床的加工质量,促进加工测量一体化的发展。
1.2 检测传感技术在汽车中的应用检测传感技术在汽车中的应用很广泛,例如:为使汽车安全行驶,研制的电子防滑控制装置与电子变速控制装置。
为防止排气污染,大力研制的电子燃料喷射装置、排气再循环装置等。
下面以电子防滑控制装置与电子燃料喷射装置为例,说明检测传感技术的应用状况。
1.4机电一体化共性关键技术机电一体化共性关键技术主要有:检测传感技术、信息处理技术、控制技术、伺服驱动技术、机械技术和系统总体技术。
一、检测传感技术检测与传感技术指与传感器及其信号检测装置相关的技术。
在机电一体化产品中,传感器就像人体的感觉器官一样,将各种内、外部信息通过相应的信号检测装置感知并反馈给控制及信息处理装置。
因此检测与传感是实现自动控制的关键环节。
二、信息处理技术信息处理技术包括信息的交换、存取、运算、判断和决策等,实现信息处理的主要工具是计算机,因此计算机技术与信息处理技术是密切相关的。
计算机技术包括计算机硬件技术和软件技术、网络与通信技术、数据库技术等。
在机电一体化产品中,计算机与信息处理装置指挥整个产品的运行,信息处理是否正确、及时,直接影响到产品工作的质量和效率。
三、自动控制技术自动控制技术范围很广,包括自动控制理论、控制系统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。
由于被控对象种类繁多,所以控制技术的内容极其丰富,包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、示教再现、检索等控制技术,自动控制技术的难点在于自动控制理论的工程化与实用化,四、伺服驱动技术伺服驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。
执行元件有电动、气动、液压等多种类型,机电一体化产品中多采用电动式执行元件,其驱动装置主要是指各种电动机的驱动电源电路,目前多采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。
执行元件一方面通过电气接口向上与微型机相联,以接受微型机的控制指令,另一方面又通过机械接口向下与机械传动和执行机构相联,以实现规定的动作。
因此伺服驱动技术是直接执行操作的技术,对机电一体化产品的动态性能、稳态精度、控制质量等具有决定性的影响。
五、机械技术机械技术是机电一体化的基础。
机电一体化产品中的主功能和构造功能往往是以机械技术为主实现的。
在机械与电子相互结合的实践中,不断对机械技术提出更高的要求,使现代机械技术相对于传统机械技术而发生了很大变化。
一、六大机电一体化关键技术之一的发展——检测传感技术
检测传感器的检测对象有温度、压力、位移、速度、加速度、力和力矩等物理量及物品的几何参数等,其检测精度的高低直接影响到机电一体化产品的性能好坏。
因此,要求检测传感器具有高精度、高灵敏度和高可靠性。
1、检测传感技术的应用
1)检测传感技术在机器人中的应用
传感器技术的加入,使其在自动化方面得到了很大的突破。
从而使机器人能够在工作中保持高自动化程度,操作快速准确,成功率高。
在机器人运作时,传感器检测探知机器人自身以及操作对象的实时状态,通过分析后对位置、速度、加速度等信息处理.
2)检测传感技术在机械加工中的应用
传感器在切削过程中主要起到检测金属切割、切削过程效率的提高以及加工成本控制的作用;传感器在机床运行中主要通过对驱动系统、回转系统、轴承及温度和安全性的监测与控制等实时追踪检测;检测传感技术在工件的安装位置与识别上应用,即检测工件与被加工件是否同一,检测工件的安装位置与实际要求是否一致。
3)检测传感技术在汽车行业中的应用
在电子控制系统和装置上,基本每一辆现代汽车上都装了很多的传感器,如汽车安全气囊装置、ABS、安全报警装置、驱动防滑系统以及各种娱乐设备等。
同时,现代汽车的控制系统也由全自动化控制的方式代替了原来的机械式控制方式.
4)检测传感技术在数控机床中的应用
在数控加工的整个过程中,就是通过传感器检测技术对加工过程进行实时检测的。
利用数字信号控制机床工作的数控技术就是数控机床的工作过程。
2、检测传感技术的发展方向
1)研究新型传感器
研究传感器的新材料.在研究新型传感器过程中加入新型材料,如人工皮肤传感器、压电传感器等等。
未来正在研究的新型材料还有精细陶瓷、非晶半导体以及形状记忆合金等都将对传感检测技术起到巨大的推动作用。
研究传感器的新加工技术.如光刻、扩散还有各项异性腐蚀等新技术.
研究传感器的新原理.利用光导纤维的性能制造传感器,还有红外探测器、约瑟夫效应传感器以及磁敏传感器等新型传感器.
2)研究智能化的检测传感技术
传感器检测系统目前正迅速由模拟式、数字式向智能化方向发展。
3)复合传感器
这类传感器具有复合检测功能,可同时检测几种物理量,如视听复合传感器、力、力矩复合传感器等,它们融合多种信息,能准确判断客观事物的形态,大大提高机电一体化系统的功能。
4)开发仿真传感器
利用狗的嗅觉、蛇的接近觉等制作的传感器已经投入使用。
各种生物酶传感器、微生物传感器等可克服化学传感器分辨力低的缺点.
二、举例说明现代机械设备的组成及其功能—-起重机
起重机由驱动装置、工作机构、取物装置、操纵控制系统和金属结构组成。
通过对控制系统的操纵,驱动装置将动力能量输入转变为机械能,将作用力和运动速度传递给取物装置,取物装置把被搬运物料与起重机联系起来,通过工作机构单独或组合运动,完成物料搬运任务。
可移动的金属结构将各组成部分连接成一个整体,并承载起重机的自重和吊重。
驱动装置:用来驱动工作机构的动力设备。
工作机构:起升机构、运行机构、变幅机构和旋转机构,被称为起重机的四大机构。
起重机通过某一机构的单独运动或多机构的组合运动,达到搬运物料的目的. 起升机构是用来进行物料垂直升降的机构,是起重机最主要、最基本的机构.只要有起升机构,该机构就可以称为起重设备. 运行机构是用来实现水平搬运物料的机构。
有些运行机构仅用来调整起重机的工作位置。
变幅机构是通过改变臂架的长度和仰角来改变作业幅度的机构。
旋转机构可使臂架绕着起重机的垂直轴线作回转运动,使起重机可以在环形空间内运移物料。
变幅机构和旋转机构是臂架起重机特有的工作机构。
取物装置:根据被吊物料不同的种类、形态、体积大小,采用不同种类的取物装置。
常用吊钩、吊环;例如粮食、矿石、化肥等散料常用抓斗、料斗抓取;液体物料使用盛筒、料罐等。
操纵机构:通过电气、液压系统,起重机司机可以控制起重机的运动,保证起重作业任务的顺利进行,防止事故发生。
金属结构:金属结构是起重机的重要组成部分。
它是整台起重机的骨架,将起重机各部分组合成一个有机的整体,并形成一定的作业空间,承受作用在起重机上的各种载荷和自重.。