一、传感器是机电一体化系统的首脑

传感器是信息采集系统的前端单元，能够感受到测量对象按照一定规律转换成可以测量的信号、信息。传感器的产品品种多，采用的科学原理也多，属于密集型技术，同时具有边缘性、多样性、综合性等特点。随着信息产业的发展，信息产业还具有数字化、智能化、微型化、网络化的特点。人类信息技术、电子技术、机械技术不断发展，机电的信息处理能力要求越来越高，信息采集—传感技术也日益繁荣发展，传感器也运用到各个行业之中。现在传感器广泛应用于机电一体化中，它在机电一体化中的应用主要是测量模块。机电一体化系统通过测量模块输入一定的参数，比如位移、速度、压力、强度等以后，按照一定的规律，输出能够反映机电物理参数的时间变化曲线，工作人员可以通过时间曲线进行调试。没有这些传感器对系统状态和信息精确可靠的自动检测，机电一体化就无法实现高效率工作。“传感器热”发起于20世纪80年代，那时的传感器为工业生产带来了巨大的推动力。并随着深入研究，逐渐成为现代科技的重要领域，与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱。传感器技术涉及到测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学光声、声学、精密机械等多门学科，并且错综交叉，相互融合，因而是一种高新密集型技术。

二、传感技术在机电一体化中的应用

1、传感器在机器人中的应用工业机器人能够通过内部和外部的各种传感器来感知自身、操作对象和作业环境的状态。比如触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器等。触觉传感器装置在机器人的手腕、手爪部位，通过触觉确认对象的位置，从而能够调整手爪的位置来抓住目标。特别是第3代工业机器人能够获取作业环境和操作对象的信息，经过复杂的逻辑思维，做出判断和决策。在作业环境中，完全可以独立行动。

2、传感器在工件加工中的应用 相对于刀具和机床的监视来说，

工件安装监视是应用最早的传感器。工件加工中安装辨认传感器和安装监视传感器，如基于TV或CCD的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统能够检测工件的加工质量。在传感器工作过程中，首先检测正在运行的加工工序是否是所需加工工序，其次要准确检测需要加工的毛坯，识别工件安装的位置是否是工艺规程要求的位置。最后要在工件加工后，测量工件的质量，是否有尺寸、粗糙度、形状、表面平整度存在缺陷。

3、切削进程中的传感检测技术 切削过程中的传感检测能够感知切削过程切削力度、震颤的变化，还能感知刀具和工件接触的状态。切削过程最主要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机功率等。在选择传感器的时候要分析测试环境和干扰因素，测试环境是否有磁场、电场、温度的干扰。

4、机床运转过程中的传感技术 机床运转过程主要传感器检测的目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等，能够测量机床故障、加工件表面粗糙度、功率、机床状态等。机床运转中的传感器要：1、有较高的可靠性和抗干扰性。2、能够满足机床的精度需求和速度需求。3、使用和维护方便，适合机床运行环境。5、尽量降低成本。

5、传感技术在刀具（砂轮）中的应用 刀具失效是机床故障停机的主要原因，它能够引起停机时间占NC类机床总停机时间的1/5—1/3，还有可能引起安全事故。刀具或者砂轮失效是指，刀具和砂轮磨损到一定限度或者出现破损，从而失去了切磨削的能力，不能保证加工精度。而传感器技术应用在刀具中能够对刀具磨损进行监控，当机床主轴电动机负荷增大，电动机的电流和电压会改变，电流也会改变，数控系统随之发送报警信号，此时传感器会采取相应的措施进行维护。所以刀具和砂轮的过程监视和控制技术变得尤其重要。

6、汽车控制系统中的传感技术 在汽车行业中，系自动变速器、汽车制动防抱死系统、驱动防滑系统、发动机控制系统及导航系统等，都离不开传感器。传感器技术不能能够改善汽车的各种性能，比如降低油耗、减少废气排放、反应故障等，还能为驾驶员提供更便捷、更安全的人性化服务。传感器在汽车行业中应用要使环境保持高密封、强抗蚀、耐恶劣的环境中。汽车的发动机在汽车行业种类繁多，比如温度传感器、压力传感器、旋转传感器、浓度传感器等。汽车的发动机在工作的过程中会产生电磁波和震动，所以应用在汽车发动系统的传感器要具有很强的抗干扰能力和抗震能力。汽车传感器需求量大，传感器要能够大批量生产，最好适合自动化生产。

三、传感技术的发展方向

我国传感器研究和国外相比还存在很大的差距。计算方法、设计方法、工艺设备、封装技术、可靠性研究等方面都还需要进一步提高。随着对国外经验的吸取，对未来领域的探索，传感器的发展将向着新材料、新工艺、高精度、微型化、微功耗、生物性方面发展。发现新工艺、新材料。早期除了半导体、陶瓷材料外，还有光导纤维和超导材料的开发。

1、探究新工艺和新材料。新工艺和新材料都是传感器发展的基础，每一种原理、新材料的发现都会伴随新的传感器种类的诞生。融合微电子、光电子、生物化学等各种学科能够研制出一批光敏、气敏、湿敏、力敏等新型敏感材料。

2、向高精度发展。传感器是测试系统的前沿环节，输出的值是否准确直接影响了整个系统的使用性。所以传感器一定要满足使用的精度。

3、更加自能化。传感技术在机电一体化系统中的特点就是自动控制、自动调节，不需要进行专门操作。在以后的发展过程中，不仅具有自动化特征，还需要有智能化特征，能够根据检测结果做出一系列应对措施。

4、更加微型化。微型化传感器结构简单、体积小、重量轻、易于维护，在实际生产应用中都有很大的优势。微型化一直是传感器研究的重点，光刻、扩散和各向异性腐蚀等集成电路新工艺已经运用于传感器中。从而使检查系统更加微型化、小型化。微功耗。传感器的正常工作离不开电源，研究微功耗和无源传感器将是今后的发展方向。

5、生物传感器的研究。现在的传感器主要以物理传感器。生物传感器是一个新兴领域，现在还在大理研究中。今后要对生物传感器进行大力开发，在机器人中，可以模拟人类视觉、听觉、触觉等感觉器官。