在機電一體(ti) 化係統中，傳(chuan) 感器處係統之首，其作用相當於(yu) 係統感受器官，能快速、精確地獲取信息並能經受嚴(yan) 酷環境考驗，是機電一體(ti) 化係統達到高水平的保證。如缺少這些傳(chuan) 感器對係統狀態和對信息精確而可靠的自動檢測，係統的信息處理、控製決(jue) 策等功能就無法談及和實現。

　　一、傳(chuan) 感器的研究現狀與(yu) 發展

　　傳(chuan) 感器是能感受規定的被測量並按一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，主要用於(yu) 檢測機電一體(ti) 化係統自身與(yu) 操作對象、作業(ye) 環境狀態，為(wei) 有效控製機電一體(ti) 化係統的運作提供必須的相關(guan) 信息。隨著人類探知領域和空間的拓展， 電子 信息種類日益繁多，信息傳(chuan) 遞速度日益加快，信息處理能力日益增強，相應的信息采集——傳(chuan) 感技術也將日益發展，傳(chuan) 感器也將無所不在。

　　從(cong) 20世紀80年代起，逐步在世界範圍內(nei) 掀起一股“傳(chuan) 感器熱”，各先進工業(ye) 國都極為(wei) 重視傳(chuan) 感技術和傳(chuan) 感器研究、開發和生產(chan) 。傳(chuan) 感技術已成為(wei) 重要的現代科技領域，傳(chuan) 感器及其係統生產(chan) 已成為(wei) 重要的新興(xing) 行業(ye) 。

　　二、傳(chuan) 感器在機電一體(ti) 化係統中的應用

　　傳(chuan) 感器是左右機電一體(ti) 化係統（或產(chan) 品）發展的重要技術之一，廣泛應用於(yu) 各種自動化產(chan) 品之中：

　　1.機器人用傳(chuan) 感器。

工業(ye) 機器人之所以能夠準確操作，是因為(wei) 它能夠通過各種傳(chuan) 感器來準確感知自身、操作對象及作業(ye) 環境的狀態，包括：其自身狀態信息的獲取通過內(nei) 部傳(chuan) 感器（位置、位移、速度、加速度等）來完成，操作對象與(yu) 外部環境的感知通過外部傳(chuan) 感器來實現，這個(ge) 過程非常重要，足以為(wei) 機器人控製提供反饋信息。

　　2.機械加工過程的傳(chuan) 感檢測技術。

　　（1）切削過程和機床運行過程的傳(chuan) 感技術。切削過程傳(chuan) 感檢測的目的在於(yu) 優(you) 化切削過程的生產(chan) 率、製造成本或（金屬）材料的切除率等。切削過程傳(chuan) 感檢測的目標有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與(yu) 工件的接觸和切削時切屑的狀態及切削過程辨識等，而最重要的傳(chuan) 感參數有切削力、切削過程振動、切削過程聲發射、切削過程電機的功率等。對於(yu) 機床的運行來講，主要的傳(chuan) 感檢測目標有驅動係統、軸承與(yu) 回轉係統、溫度的監測與(yu) 控製及安全性等，其傳(chuan) 感參數有機床的故障停機時間、被加工件的表麵粗糙度和加工精度、功率、機床狀態與(yu) 冷卻潤滑液的流量等。

　　（2）工件的過程傳(chuan) 感。與(yu) 刀具和機床的過程監視技術相比，工件的過程監視是研究和應用最早、最多的。它們(men) 多數以工件加工質量控製為(wei) 目標。20世紀80年代以來，工件識別和工件安裝位姿監視要求也提到日程上來。粗略地講，工序識別是為(wei) 辨識所執行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規程要求的位姿。此外，還可以利用工件識別和工件安裝監視傳(chuan) 感待加工毛坯或工件的加工裕量和表麵缺陷。完成這些識別與(yu) 監視將采用或開發許多傳(chuan) 感器，如基於(yu) TV或CCD的機器視覺傳(chuan) 感器、激光表麵粗糙度傳(chuan) 感係統等。

　　（3）刀具（砂輪的檢測傳(chuan) 感。切削與(yu) 磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與(yu) 砂輪磨損到一定限度（按磨鈍標準判定）或出現破損（破損、崩刃、燒傷(shang) 、塑變或卷刀的總稱），使它們(men) 失去切（磨削能力或無法保證加工精度和加工表麵完整性時，稱為(wei) 刀具/砂輪失效。工業(ye) 統計證明，刀具失效是引起機床故障停機的首要因素，由其引起的停機時間占NC類機床的總停機時間的1/5-1/3.此外，它還可能引發設備或人身安全事故，甚至是重大事故。

　　汽車自動控製係統中的傳(chuan) 感技術。隨著傳(chuan) 感器技術和其它新技術的應用 ， 現代化汽車工業(ye) 進入了全新時期。

　　汽車的機電一體(ti) 化要求用自動控製係統取代純機械式控製部件，這不僅(jin) 體(ti) 現在發動機上，為(wei) 更全麵地改善汽車性能，增加人性化服務功能，降低油耗，減少排氣汙染，提高行駛安全性、可靠性、操作方便和舒適性，先進的檢測和控製技術已擴大到汽車全身。在其所有重點控製係統中，必不可少地使用曲軸位置傳(chuan) 感器、吸氣及冷卻水溫度傳(chuan) 感器、壓力傳(chuan) 感器、氣敏傳(chuan) 感器等各種傳(chuan) 感器。

三、我國傳(chuan) 感器技術發展的若幹問題及發展方向

　　傳(chuan) 感器技術是實現自動控製、自動調節的關(guan) 鍵環節，也是機電一體(ti) 化係統不可缺少的關(guan) 鍵技術之一，其水平高低在很大程度上 影響 和決(jue) 定著係統的功能；其水平越高，係統的自動化程度就越高。在一套完整的機電一體(ti) 化係統中，如果不能利用傳(chuan) 感檢測技術對被控對象的各項參數進行及時準確地檢測出並轉換成易於(yu) 傳(chuan) 送和處理的信號，我們(men) 所需要的用於(yu) 係統控製的信息就無法獲得，進而使整個(ge) 係統就無法正常有效的工作。

　　我國傳(chuan) 感器的研究主要集中在專(zhuan) 業(ye) 研究所和大學，始於(yu) 20世紀80年代，與(yu) 國外先進技術相比，我們(men) 還有較大差距，主要表現在：

　　（1）先進的計算、模擬和設計方法；

　　（2）先進的微機械加工技術與(yu) 設備；

　　（3）先進的封裝技術與(yu) 設備；

　　（4）可靠性技術研究等方麵。

　　因此，必須加強技術研究和引進先進設備，以提高整體(ti) 水平。傳(chuan) 感器技術今後的發展方向可有幾方麵：

　　1.加速開發新型敏感材料：通過微 電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科，各種新技術的互相滲透和綜合利用，可望研製出一批基於(yu) 新型敏感材料的先進傳(chuan) 感器。

　　2.向高精度發展：研製出靈敏度高、精確度高、響應速度快、互換性好的新型傳(chuan) 感器以確保生產(chan) 自動化的可靠性。

　　3.向微型化發展：通過發展新的材料及加工技術實現傳(chuan) 感器微型化將是近十年研究的熱點。

　　4.向微功耗及無源化發展：傳(chuan) 感器一般都是非電量向電量的轉化，工作時離不開電源，開發微功耗的傳(chuan) 感器及無源傳(chuan) 感器是必然的發展方向。

　　5.向智能化數字化發展：隨著現代化的發展，傳(chuan) 感器的功能已突破傳(chuan) 統的功能，其輸出不再是一個(ge) 單一的模擬信號（如0-10mV），而是經過微電腦處理好後的數字信號，有點甚至帶有控製功能，即智能傳(chuan) 感器。