1、传感器在机电一体化系统中的作用及地位
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、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。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（或产品）发展的重要技术之一，广泛应用于各种自动化产品之中。
1.1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，包括：其自身状态信息的获取通过内部传感器（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。
1.2机械加工过程的传感检测技术
1.2.1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、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。
对于机床的运行来讲，主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度
的监测与控制及安全性等，其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面
粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。
1.2.2工件的过程传感
与刀具和机床的过程监视技术相比，工件的过程监视是研究和应用最早、最
多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来，工件识别和
工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲，工序识别是为辨识所执行的
加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件识别是辨识送入机床待加工的
工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同时还要求辨识工件安装的位姿是
否是工艺规程要求的位姿。此外，还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加
工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传
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等。
1.2.3刀具,砂轮的检测传感
切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度（按磨
钝标准判定）或出现破损（破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称），使它们失
去切（磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时，称为刀具/砂轮失效。
工业统计证明，刀具失效是引起机床故障停机的首要因素，由其引起的停机时间
占NC类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外，它还可能引发设备或人身安全事故，
甚至是重大事故。
1.3汽车自动控制系统中的传感技术
随着传感器技术和其它新技术的应用，现代化汽车工业进入了全新时期。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，为更全面地改善汽车性能，增加人性化服务功能，降低油耗，减少排气污
染，提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性，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。
2、机电一体化系统中传感器的选择
传感器的应用范围广，种类繁多。如何为我们机电一体化系统选择合适的传感器呢？下面我们就以数控机床为例讲讲机电一体化系统中传感器的选择。
数控机床综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，由于高精度、高速度、高效率及安全可靠的特点，在制造业技术设备更新中，数控机床正迅速地在企业得到普及。数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器。
2.1数控机床对传感器的要求
（1）可靠性高和抗干扰性强；
（2）满足精度和速度的要求；
（3）使用维护方便，适合机床运行环境；
（4）成本低
不同种类数控机床对传感器的要求也不尽相同，一般来说，大型机床要求速度响应高，中型和高精度数控机床以要求精度为主。
3.2位移的检测
位移检测的传感器主要有脉冲编码器、直线光栅、旋转变压器、感应同步器等。
3.3位置的检测
位置传感器可以空来检测位置，反映某种状态的开关，和位移传感器不同。位置传感器有接触式和接近式两种。
3.4速度的检测
速度传感器是一种将速度转变成电信号的传感器，既可以检测直线速度，也可以检测角速度，常用的有测速发电机和脉冲编码器等。
测速发电机具有的特点是：
（1）输出电压与转速严格成线性关系；
（2）输出电压与转速比的斜率大。可分成交流和直流两类。
脉冲编码器在经过一个单位角位移时，便产生一个脉冲，配以定时器便可检 测出角速度。在数控机床中，速度传感器一般用于数控系统伺服单元的速度检测。
3.5压力的检测
压力传感器是一种将压力转变成电信号的传感器。根据工作原理，可分为压电式传感器、压阻式传感器和电容式传感器。它是检测气体、液体、固体等所有物质间作用力能量的总称，也包括测量高于大气压的压力计以及测量低于大气压的真空计。电容式压力传感器的电容量是由电极面积和两个电极间的距离决定，因灵敏度高、温度稳定性好、压力量程大等特点近来得到了迅速发展。在数控机床中，可用它对工件夹紧力进行检测，当夹紧力小于设定值时，会导致工件松动，系统发出报警，停止走刀。另外，还可用压力传感器检测车刀切削力的变化。再者，它还在润滑系统、液压系统、气压系统被用来检测油路或气路中的压力，当油路或气路中的压力低于设定值时，其触点会动作，将故障信号送给数控系统。
3.6温度的检测
温度传感器是一种将温度高低转变成电阻值大小或其它电信号的一种装置。常见的有以铂、铜为主的热电阻传感器、以半导体材料为主的热敏电阻传感器和热电偶传感器等。在数控机床上，温度传感器用来检测温度从而进行温度补偿或过热保护。
结束语
在机电一体化系统中，无论是机械电子化产品，还是机电相互融合的高级产品（如机器人），都离不开检测与传感器这个重要环节。检测传感技术的不断发展是为了适应国民经济发展的需求，取得的进展也是十分引人瞩目的，今后必将有更辉煌的飞跃。
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