引言：机电一体化在新时期获得了长足的发展，然而其在自动化控制方面还存在着一些问题亟待解决，这对于工业生产中的自动化控制过程有着一定的负面影响。在这种情形下，加强传感器技术在自动化控制中的应用已经势在必行，且经过一段时间的发展，传感器技术在生物发酵工程、机器人、无人驾驶汽车自动化控制、工业自动化控制以及交通自动化控制等方面有着具体的应用。
一、传感器技术概述
传感器技术指的是感受被测量物体的被测量，然后将其通过一定的形式转化为一定的输出信号，其是一种信息获取手段，与计算机技术、通信技术并称信息技术的基本三大支柱产业，其作用是通过生物效应、化学效应、物理效应将被测的生物量、化学量与物理量转化为所需的电量。
传感器技术在发展过程中主要经过了三个阶段，第一阶段属于传感器的第一代，其在结构型传感器范畴，其工作形式主要是通过结构参量来实现对信号的处理工作，其中最主要的应用形式为电阻应变式传感器；第二阶段，此后传感器在结构型的基础上逐渐发展出固体传感器，这种传感器相对于结构型来说在材料方面有所进步，加入了磁性材料与半导体电介质等，这使得传感器技术得到了进一步的发展；第二阶段的传感器技术具备更加先进的信息处理质量与效率，且第二阶段的传感器在结构上还配备了电荷耦合器件，也称CCD，固体传感器相对来说价格低廉且应用较为灵活；第三阶段是智能型传感器，这也是当前社会应用较广的传感器，其能够实现外界数据信息的精准快速处理，主要依靠微处理器之类的处理芯片来实现对应的功能，应用较多的系统包括模糊控制系统、专家控制系统、神经网络控制系统等，主要部分由储蓄器芯片与微计算机组成，表现出集成化与智能化的特点，并将随着科技与信息化技术的发展，具备更多的参数处理能力[1]。
二、传感器技术在自动化控制中的应用与实践
（一）传感器技术在自动化控制中的应用
传感器技术在自动化控制中的应用可从生物发酵工程与机器人两方面进行论述：
1.生物发酵工程
生物发酵工程属于生物工程的重要组成部分，微生物通过碳水化合物发酵生产多种形式的化工原料与工业溶剂，乙醇-丙酮、丁醇-丙酮、乙醇是微生物进行溶剂发酵的几种形式，以传感器在乙醇发酵中的应用为例，探究传感器在生物发酵工程中的应用。
1.1传感器在酿酒工业中的应用
在米酒、果酒、配制酒、葡萄酒、啤酒等酒精饮料的酿造过程中需要测定其中乙醇含量，在酿酒工业过程中通过传感器实现乙醇的控制与检测对提升酒品质、降低成本、强化材料利用率等方面有着较高的价值。比如依托传感器技术的自动啤酒分析仪，已经实现了在啤酒工业生产中的应用，其在3分钟内即可通过传感器技术来分析样品的重要参数指标。
1.2传感器在燃料乙醇中的应用
我国一直处于石油短缺状态。燃料乙醇有着很大的发展空间，加入一定量的乙醇作燃料，有着净化空气、节约石油、转化剩余资源等方面的功效。很多生物化工企业已经开始通过生物发酵法来进行燃料乙醇的生产工作，通过乙醇生物传感器实现对燃料乙醇的在线监测，并将监测信息实时传输到计算机进行保存与反馈，实现对乙醇浓度的全过程检测、控制，及时对生产流程进行调整与完善，使其始终保持最佳生产状态，这对降低成本、质量跟踪与保持乙醇质量等有着一定的促进作用。
2.机器人
机器人通常可以称作传感器的代表，机器人对传感器技术的应用主要表现在相关仿生技术方面。机器人在工作时，其本质是通过内部零件的组合形成对外界的有效感知，从而实现对外界的信息输出，这种工作形式属于传感器技术的范畴，并且在传感器技术中占据着重要位置。一般情况下，机器人创设的传感器分为两种：其一是外部传感器，其二是内部传感器。通过两种传感器的分工与团结协作来提供相关的服务，内部传感器的作用是实现对机器人内部的全方位监测，一方面是控制机器人遵从相关指令、从事对应的工作，另一方面是预防故障发生时快速确定故障位置、实现检修工作，利于机器人的可持续使用。外部传感器则是监视外部动态，向机器人内部输入相关动作信息[2]。
现阶段传感器技术在机器人领域的应用主要是在工业机器人方面，可分为三个方面，其一是进行视觉传感器的有效应用，协助工业机器人装设其所需的视觉系统，通过传感器技术对机械零部件进行识别，如此便能够精准地辨别零件位置，提升效率；其二是实现视觉装置的安装，能够在机器人面对危险道路情况、危险材料运输与导航工作时提供有效的技术支持；其三是机器人本身所具备的触觉传感器，充分发挥其机械手触摸功效，利用视觉与触觉的双向传感，确定对应参数，实现工业生产的精准化[3]。从近些年推出的工业机器人来看，工业机器人已经逐渐实现系统化、模块化与智能化，兼顾几大优势的机器人，在实现制造业由人工为主转向智能化为主的过程中发挥了重要的作用。传感器技术除了在工业机器人方面实现了长足的进展，未来也将逐渐实现在海洋领域与人类难以到达的空间领域的应用，其将会在一定程度上协助相关研究者探索与开发未知。
（二）传感器技术在各领域自动化控制的实践
传感器技术在各领域自动化控制的实践可从以下三个方面进行举例分析：
1.在无人驾驶汽车自动化控制的实践
在无人驾驶汽车领域，传感器技术已经实现了较为普遍的应用，主要表现在汽车驱动装置方面，如此能够在一定程度上提升汽车对所处环境的适应能力。比如在复杂环境下行驶，通过传感器技术能够帮助车主规避很多风险，并通过提前预警，给车主以充足的反应时间。此外，通过传感器技术不但可以提升汽车的耐高温性能，而且能够提升汽车的耐高压能力，这对于汽车的发展有着重大的意义。将传感器应用于发动机舱中，一方面能够在汽车制造中实现自动化控制，另一方面在汽车行驶时刻降低其震荡效应，以此来精准控制汽车运行状态，保障汽车行驶中的安全性与可持续性。而在高速收费站入口处的钢板下装设压力传感器，可精确判断汽车是否存在超载问题，这能有效地节省收费站开支。当然在汽车上还拥有着其他各式各样的传感器，对于提升汽车全方位的性能有着积极的作用[4]。
2.在工业自动化控制的实践
机械制造在工业生产中占据着重要位置，实现传感器技术在自动化生产中的应用，不但可以为企业节省大批的人力资源，而且可以进一步提升机械制造过程中的生产效率。传感器技术在工业自动化生产中，能够控制与监督自动化生产过程，将生产全过程在线反馈给相关的技术人员，实现工业制造的安全性与精细性。而当工业自动化生产中对尺寸有着较高的要求时，可预先通过传感器技术进行生产物品尺寸数据信息的收集，通过一定的数据处理技术进行分析与总结归纳之后，传输到数据控制中心，实现对制造物品尺寸的精细控制。而且通过传感器搭配扫描仪，能够对生产物品进行精细化监测，以此来剔除不合格的物品，实现整体生产物品的精细化控制。目前，制造刀具方面就充分利用了传感器技术，前期，通过收集刀具制造流程相关数据实现对刀具制造全过程的控制，后期在生产过程中通过传感器技术及时地发现其中存在的问题并及时进行微调，如此可避免刀具出现质量问题，保障工业企业的经济效益[5]。
图1 传感器技术在工业自动化生产中的应用
3.在交通自动化控制的实践
传感器在交通自动化控制过程中的实践主要是通过传感器检测感知实现，很多传感器都能实现在交通监控中的应用，并为其提供磁敏传感器、光照度、声响、震动、烟雾、湿度与温度等信息。通过这些传感器在道路上的布置，能够搜集到以上信息，并绘制出数字化的交通路况复合图，而车辆底盘中含有较多的铁质材料，比如铅、镍、钢、铁等，这些材料会造成地磁场扭曲，然后被地磁传感器检测出来[6]。地磁传感器多用于停车位管理、匝道口控制与交通数据监测。下图2是磁力线穿过车辆底盘是地球磁场的扭曲图，地球磁场强度一般在0.5高斯左右，因此需要高灵敏度与地磁场强度的磁敏传感器对磁场扭曲量进行测量。而在传感器中最适宜进行扭曲量测量的即是磁阻传感器，其能够在进行低场强度检测的同时，耗能较低，且能满足传感器网络节点体积空间[7]。
图2 车辆造成的磁力线扭曲示意图
除了地磁传感器外，还包括图像传感器、微波雷达传感器等。就图像传感器来说，其主要安装在车速较慢的路口，通过通信、计算机、视频等技术手段，实现对该区域的车辆速度、交通流量、占有率以及车辆违章等信息的采集。视频检测可有图像处理器、摄像机以及可实现信息转换的系统组成，通常建设在桥梁或者线杆上实现对连续视频图像的处理，一台摄像机可实现对多条车道的观测，一个视频检测系统能够实现多台摄像机传输数据的处理。而关于微波雷达传感器，其以多普勒效应效应为基础，传感器发射出微波后，若是碰到障碍物就会返回，物体运动状态不同，因此接收到反射波的频率也会不同，通过频率变化而掌握对应车辆的相关信息。微波雷达传感器加高速摄像机多在速度较快的高速公路安装，也可安装在红绿灯控制系统、隧道、桥梁、卡口处等区域，对移动车辆进行随机抓怕，采集车型、车辆、车流量、超速抓拍信息与占有率等。
三、传感器技术未来发展趋势
为适应社会新时期更高的要求，传感器技术也需根据时代的需求来进行不断的发展与创新，传感器技术在未来的发展趋势大概率会朝着以下三个方面进行：
其一，研发新型材料，在新型敏感材料方面传感器技术能够提供一定的技术支撑，同时新材料的开发与利用将会促进传感器技术的高速发展；其二，实现无源化与微功耗，当前传感器需借助电源进行工作，因此为节约能源、降低成本，向微功耗方向发展已成必然；其三，数字化与智能化，这将进一步丰富传感器的功能，提升传感器的自动化程度。
传感器技术也将实现在数字医疗、温湿度测量、环境检测、报警系统等方面的广泛应用。就数字医疗来说，其属于医疗行业的一大创新，主要通过在药物中置入微芯片来实现对相关病症的有效治疗，微芯片的主要结构是迷你芯片，其实质为微型传感器，患者在服用这种药物之后，将会与体内进行配合然后实现信号传输，医生手机上会得到微型传感器传输过来的数据信息，医生以此来准确把握患者的病理信息，从而展开针对性的治疗。
结语：综上所述，实现传感器技术在自动化控制过程中的应用，能够有效促进各个领域生产质量与生产效率的提升，影响人们的生产以及生活方式，使其更加地科学化、效率化与智能化，协助相关人员快速正确地获取各方面的信息。为充分发挥出传感器技术的有效应用，应全面分析其现状以及应用特点，使其能够在自动化控制过程中扮演适宜的角色，并在生产实践过程中进行不断地调整与完善，使其能够满足各个阶段的自动化控制要求，实现自动化行业的长远发展。
参考文献：
[1]牛晓玲.机电控制系统与自动化控制系统一体化设计及应用[J].自动化技术与应用，2018，37（10）：125-128.
[2]徐媛媛.传感器技术在机电自动化控制中的应用[J].价值工程,2020,（2）：195-197.
[3]章跃洪.传感器技术在机电自动化控制中的应用[J].科学技术创新,2018,(03):153-154.
[4]王霞.自动化控制系统中传感器技术的设计与应用[J].信息与电脑（理论版），2018,（4）：134-135.
[5]李培英.浅谈传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].科技致富向导，2017,（3）：83-84.
[6]李龙华 , 徐海洋.传感技术在自动控制系统中的应用[J].黑龙江科学 ,2019,(10):33.
[7]徐利锋.基于无线传感器网络技术在交通信息采集系统的应用[J].计算机应用于软件，2018,(4):13.
作者简介：周然：1988.04，男，汉族，河南省信阳市人，上海交通大学，本科学历，电气工程及其自动化专业，PMP（美国项目管理协会会员），毕业至今一直从事自动化控制领域，拥有十多年行业经验，参与开发了多款全自动包装设备和生物制造装备。
