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1、. . . . .机电工程学院（2016-2017学年第二学期） 题 目 传感器技术在机电一体化中的应用 科 目 科技论文写作 姓 名 官裕 专 业 机械电子工程 学 号 1401121005 日 期 2017年6月20日 学习好帮手科技论文写作大作业一、作业题根据科技论文写作的要求与规范，以本专业为背景，自选方向，写一篇学术性论文。论文的内容要完整，应包括题目、署名、中英文摘要、关键词、引言、正文、参考文献等内容。其中，摘要按照报道性摘要写，论文内容不少于2500字。二、写作要求在规定的时间内完成论文的写作，具体格式要求如下：1.一律用A4纸打印。页面按上边距2.5cm、下边距2.5cm、左
2、边距2.5cm、右边距2.5cm、左侧预留1cm装订线，订书时左侧装订。2.题目用黑体二号，居中；正文一级标题，用三号宋体字，加粗，左对齐；正文以下各级标题用小四号宋体，加粗，左对齐；正文部分用小四号宋体，固定行距20磅，每段开头缩进2字符。3.按照 “封皮+要求+学术性论文” 的顺序左侧装订，所有信息需要在电脑上填写完整后打印出来，不要手写。4.如有雷同，视为作弊，按零分处理。三、评分标准评分标准：90100分：题目与专业相符，内容切题，且有自己的充分理解和独到见解；语言通顺，结构严谨，条理清晰，句子结构和用词准确，符合科技论文的写作规范。8090分：题目与专业相符，内容较切题，且有自己的理
3、解或独到见解；语言较为通顺，结构完整，层次较分明，句子结构和用词无重大错误，符合科技论文的写作规范。7080分：题目与专业相符，内容基本切题，有一定的理解或一定的见解；语言较为通顺，结构较合理，层次较清楚，句子结构和用词有少量错误，基本符合科技论文的写作规范。6070分：题目与专业基本相符，内容基本切题，对问题有一定的理解；语言基本通顺，结构较乱，层次较清楚，有较多的句子结构和用词错误，基本符合科技论文的写作规范。60分及以下：题目与专业不符，中心论点不明确，偏离题意，条理不清楚，结构混乱，语句不通畅。传感器技术在机电一体化中的应用官裕（青岛黄海学院 机电工程学院，山东 青岛 266427）摘
4、 要：传感器技术作为信息技术的一脉正在越来越广泛地普及发展到我国的各行各个领域，从目前的情况来看，我国从事传感器的生产与研究，共生产热敏、力敏、湿敏、色敏、磁敏、电压敏、离子敏、生物敏、射线敏等十一种功能的传感器。为使我国从劳动密集型向技术密集型转化，必须利用信息技术，即传感器技术和计算机技术，使传感器在工业自动化，农业国防军工，能源交通，家用电器等应用领域均有它的开发市场。文章概述传感器研究现状与发展，并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。讨论了传感器在机床，汽车，机器人等系统中的应用，充分说明了传感器技术在机电一体化应用中的重要地位。关键词：传感器技术；机电一体化；自动控制The
5、application of sensor technology in electromechanical integrationGuan Yu(College of mechanical and electrical engineering, the Huang Hai university, Qingdao, Shandong, Qingdao 266427)Abstract:Sensor technology as a vein of the information technology is developing more and more widely spread to all f
6、ields of our country, from the point of the present situation, our country engaged in production and research of the sensor, a total of thermal, force sensitive, humidity sensitive, sensitive, magnetic susceptibility, voltage sensitivity, ion sensitive, sensitive, radiation sensitivity, 11 kinds of
7、function of the sensor.For the transformation of our country from the labor-intensive to have technology-intensive, must use of information technology, sensor technology and computer technology, the sensor in industrial automation, agriculture, national defense, energy, transportation, household app
8、liances, such as applications are the development of its market.This paper summarizes the current situation and development of sensors, and analyzes some problems and development directions of sensor technology in China.This paper discusses the application of sensors in machine tools, automobile, ro
9、bot, etc., and fully illustrates the importance of sensor technology in the application of mechanical and electrical integration.Keywords:sensor technology;mechanical and electrical integration;automatic control1 引言进入20世纪80年代以来，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统，机电一体
10、化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。近几年来，在我国汽车工业迅猛发展，成为世界最大产业之一的同时，随之也拉动了机电一体化的控制行业强势发展，而随着科学技术的不断更新与集成化的趋势，传感器，也就越来越成为了控制中的核心器件之一。在机电一体化系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感受器官，能快速、准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品的保证。1如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测、系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 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，相应的信息采集即传感技术
11、也将日益发展，传感器也将无所不在。从20世纪80年代起，逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”，各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、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。2 机电一体化综述机电一体化指的是在机械的主功能、动力功能、控制功能和信息功能的基础上引进微电子技术，并且将机械设备和电子设备用软件有机结合而构成的系统的总称，因此，“机电一体化技术”是机械、微电子和信息三项技术相互融合、交叉的产物，是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。2随着电子技
12、术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。3 传感器技术概述传感器是能感受规定的被测量并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与操作对象、作业环境状态，为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。3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。3.1传感器的构成与基
13、本原理传感器中从输入量到输出量的转换过程，可能经过一次变换，但大多经过一个或一个以上中间量的变换，再由中间量转换成最终形式。4其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。3.2传感器的分类 传感器有多种分类方法。按被测物理量的不同，可分为位移传感器、力传感器、温度传感器、压力传感器等；按传感器的工作原理的不同，可分为电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、半导体型传感器等；按信号变换特征也可概括分为物性型传感器与结构型传感器；根据敏感元件与被测对象之间的能量关系，也可分为能量转换型传感器与能量控制型
14、传感器；按输出信号分类，可分为模拟式传感器和数字式传感器等。他们被广泛的应用于机电一体化中，是机电一体化应用领域中不可或缺的元素。4 传感器在机电一体化系统中的应用在机电一体化下系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感官器官，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。5如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。传感器是左右机电一体化系统发展的重要技术之一，广泛用与各种自动化产品之中。4.1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
15、状态，包括其自身状态信息的获取通过内部传感器即位置、位移、速度、加速度等来完成，操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。 4.2汽车自动控制系统中的传感技术汽车的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，先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中，必不可少地使用曲轴位置传感器、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。汽车传感器大致有两类：一类是使司机了解汽车各部分状态的传感器；另一类传感器是用于控制汽车运行状态的控制传感器。4.3机械加工过程的传感器检测技术4.3.1切削过程和机床运行过程的传感技术切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或（金属）材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等，而最重要的传感参数有切削力
