机电工程学院在2016至2017学年的第二学期，布置了一项科技论文写作的作业。该作业要求学生依据科技论文的写作规范与标准，结合自己的专业领域，自主选择研究方向，撰写一篇具有学术价值的论文。作业题目为“传感器技术在机电一体化中的应用”。提交者姓名为官裕，专业是机械电子工程，学号为1401121005。论文提交日期为2017年6月20日。论文必须具备完整性，涵盖题目、作者姓名、中英文摘要、关键词、导言、主体部分以及参考文献等要素。摘要需采用报道式风格编写，且论文篇幅需达到2500字以上。此外，论文撰写需在规定时限内完成，并需遵循以下具体格式要求：首先，必须使用A4纸张进行打印。页面设置要求为上边距、下边距、左边距、右边距各2.5厘米，并在左侧预留1厘米作为装订线，装订时需从左侧进行。标题需使用黑体二号字，并居中排版；正文的一级标题应用三号宋体字并加粗，且左对齐；正文中的二级及以上标题应采用小四号宋体字并加粗，同样左对齐；正文内容则使用小四号宋体字，固定行距为20磅，每段起始处需缩进两个字符。请按照“封面、具体要求、学术性论文”的顺序从左至右进行装订石家庄市神兴小学，所有相关内容必须先在电脑上输入完毕并打印，切勿以手写形式呈现。若发现内容雷同，将视作舞弊行为，并给予零分处理。评分标准具体如下：得分在90至100分之间，要求题目与专业领域紧密相关，内容紧扣主题，展现出对课题的深入理解和独到的观点；同时，文章语言流畅，逻辑严密，层次分明，句子构成和用词精准，严格遵守科技论文的撰写规范。得分在80至90之间：所提交的题目与所涉专业紧密相关，内容基本紧扣主题，并展现出个人对课题的深入理解或独到见解；行文流畅，文章结构完整，逻辑层次清晰，句式和用词没有出现重大错误，整体上符合科技论文的撰写标准。该评分段表示，若得分在70至80分之间，则论文主题与专业领域相契合，内容大体符合题目要求，展现出一定的理解能力或独到见解；文字表达相对流畅，文章结构较为合理，逻辑层次分明，尽管存在少量语法或用词上的错误，但整体上仍符合科技论文的撰写标准。60至70分：该题目与所涉专业大体一致，内容与主题基本契合，对问题有较为深刻的认识；语言表达尚可，但结构较为杂乱，逻辑层次尚可辨识，存在不少句子结构和用词上的错误，总体上尚符合科技论文的撰写要求。60分以下：题目与专业不匹配，核心观点模糊不清，内容偏离主题，条理不清，结构混乱，语句表达不流畅。传感器技术在信息技术领域的一环正日益广泛地在我国各行各业中推广与应用。据当前情况分析，我国在传感器生产与研发方面已能生产出包括热敏、力敏、湿敏、色敏、磁敏、电压敏、离子敏、生物敏、射线敏等在内的十一种不同功能的传感器。为了推动我国从劳动密集型产业向技术密集型产业转变，我们需借助信息技术，特别是传感器技术和计算机技术。这些技术使得传感器在工业自动化、农业、国防军工、能源、交通以及家用电器等多个应用领域都拥有广阔的开发空间。本文对传感器的研究现状及发展趋势进行了概述，并对我国传感器技术的发展中存在的问题及未来方向进行了深入分析。传感器在机床、汽车、机器人等领域的应用得到了广泛探讨，这一讨论全面阐述了传感器技术在机电一体化领域中所占据的显著地位。传感器技术在信息技术领域如同脉络般日益广泛地渗透到我国各个领域，目前我国从事传感器生产和研究的领域涵盖了热敏、力敏、湿敏、光敏、磁导率敏、电压敏、离子敏、电导率敏、辐射敏等11种功能传感器。随着我国从劳动密集型向技术密集型转变，必须运用信息技术，包括传感器技术和计算机技术。在工业自动化、农业、国防、能源、交通、家电等领域，传感器的应用推动了其市场的拓展。本文概述了传感器技术的现状与发展，并分析了我国传感器技术发展中的一些问题及发展方向。文中探讨了传感器在机床、汽车、机器人等领域的应用，并充分阐述了传感器技术在机电一体化应用中的重要性。我国汽车工业近年来迅猛崛起，跻身全球最大产业行列，与此同时，也极大地推动了机电一体化控制行业的强劲增长。伴随着科学技术持续进步和集成化趋势的加强，传感器在控制领域中的核心地位愈发凸显。在机电一体化系统中，传感器占据核心地位，其功能类似于系统的感官，能够迅速且精确地收集信息，并且能够在恶劣环境中保持稳定，是确保机电一体化系统能够达到高水平的关键。若缺少这些传感器，系统便无法对状态进行精确可靠的自动检测，也无法进行信息处理和控制决策，这些功能便无从谈起，更无法实现。人类探索领域与空间的范围不断扩大，导致电子信息种类不断增多，信息传输速度持续提升，信息处理能力显著增强。因此，与之相关的信息采集即传感技术亦将不断进步，传感器应用将变得无处不在。自20世纪80年代以来，全球范围内逐渐兴起了一股“传感器热潮”，众多先进工业国家都高度重视传感技术以及传感器的研究、开发与生产。传感技术已经成为现代科技领域中的关键部分，而传感器及其相关系统的制造业也正迅速崛起，成为了一个新兴且至关重要的行业。机电一体化涵盖了在机械的核心功能、动力输出、控制以及信息处理等方面融入微电子技术，并通过软件将机械与电子设备紧密融合，形成了一个综合系统的概念。因此，所谓的“机电一体化技术”实际上是机械、微电子以及信息技术三者融合与交汇的结晶，它集成了机械技术、计算机信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术以及系统技术等多个学科领域的综合交叉，是一种技术密集型的系统工程。电子技术的迅猛进步使得微处理器和微型机在众多技术领域中得到了广泛的应用，并极大地促进了这些领域的发展。正是由于电子技术的快速进步，它进一步推动了机电一体化技术的成长。科技的不断进步离不开这一技术的发展，因此，它对于未来科技进步的重要性不言而喻。传感器技术的基本概念涉及一种设备或元件，它能感知特定的被测物理量，并将其按照既定的规则转化为可利用的输出信号。此类技术主要应用于检测机电一体化系统内部状态以及操作对象和作业环境的情况，从而为机电一体化系统的有效运行提供不可或缺的详细信息。人类对认知领域的不断探索和对空间的进一步开拓，使得电子信息类型日渐丰富，信息传递的速度持续提升，信息处理的能力不断增强。因此，与之相应的信息采集——传感技术亦将迎来飞速的发展，传感器将会遍布各个角落。传感器的组成及其基本工作原理涉及从输入量到输出量的转换，这一过程可能仅经历一次变化，但通常需要经过一个或多个中间量的转换，最终将这些中间量转化为所需的形式。在这些元件中，敏感元件负责直接感知或响应被测量的物理量；而转换元件则负责将敏感元件所感知或响应的物理量转化为便于传输或测量的电信号。3.2传感器的分类传感器有多种分类方法。根据所测物理量的种类，传感器可分为位移、力、温度、压力等类型；依据传感器的工作机制差异，可以分为电学、磁学、光电和半导体型等不同类别；依据信号转换的特性，还可以分为物性型和结构型传感器；根据敏感元件与被测物体间的能量交互关系，可以分为能量转换型和能量控制型传感器；而按照输出信号的类型，则可以分为模拟式和数字式传感器等。在机电一体化领域，传感器被普遍采用，成为这一领域不可或缺的关键组成部分。在机电一体化系统中，传感器占据着核心地位，其功能相当于系统的感官器官，能够迅速且精确地收集信息，同时还能在恶劣环境中保持稳定，确保了机电一体化系统能够达到较高水平。若系统缺乏此类传感器对系统状况及信息的精准、可靠自动监测，那么系统在信息处理、控制决策等方面的功能将无法被讨论和实现。传感器作为推动机电一体化系统进步的关键技术之一，已被广泛应用于各类自动化产品中。4.1工业机器人之所以能精确执行任务，关键在于其配备了多种传感器，这些传感器能精确地探测自身、操作对象以及作业环境的状况。例如，机器人通过内置的传感器获取自身状态信息，如位置、位移、速度和加速度等；而对外部环境和操作对象的感知则依赖于外部传感器。这一过程至关重要，它为机器人的控制提供了必要的反馈信息。在汽车自动控制系统中，传感技术的应用至关重要。由于机电一体化的需求，自动控制系统已取代了传统的机械式控制部件。这一变革不仅局限于发动机部分，先进的检测与控制技术已经广泛应用于汽车的全身上下。在这些关键的控制系统中，曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等多种传感器均不可或缺。汽车传感器主要分为两大类：一类是帮助驾驶员掌握汽车各个部件运行状况的传感器；另一类则是负责调节汽车运行状态的控制型传感器。在机械加工过程中，传感技术的应用尤为重要，具体包括：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中的传感技术。切削过程传感检测的主要目的是为了提升切削效率、降低制造成本，或者提高（金属）材料的切除率。切削过程传感检测主要针对切削力及其波动、切削颤振现象、刀具与工件接触情况、切削时切屑的状态以及切削过程的识别等方面。其中，关键的传感参数包括切削力大小、切削过程中的振动情况、声发射现象以及电机功率等。工件的过程传感工序识别旨在确认进行的加工步骤是否符合工件加工所需的要求；工件识别需辨别送入机床准备加工的工件或毛坯是否为需加工的特定工件或毛坯，并且还需确认工件安装的位置和姿态是否符合工艺规程的规定。除此之外，工件识别和工件安装监视传感技术还能用于检测待加工毛坯或工件的加工余量和表面瑕疵。完成这些识别与监视任务，需要使用或研发众多传感器，例如电荷耦合型机器视觉传感器、激光表面粗糙度检测系统等。刀具和砂轮的检测对于传感切削以及磨削这一关键的材料去除环节至关重要。当刀具或砂轮磨损程度达到一定程度（依据磨钝的标准进行判断）或者出现破损现象（包括破损、崩刃、烧伤、塑变和卷刀等），导致其切削或磨削功能丧失，或者无法确保加工的精度和加工表面的完整性时，我们将其称作刀具/砂轮失效。通过具体分析传感器在机床、汽车、机器人等机电一体化领域的应用案例，我认识到机电系统中传感器的种类和数量正日益增加。每一种传感器都有其特定的应用要求和感知界限，同时还能提供关于环境或对象的部分或全面信息。这一发现表明，传感器作为机电一体化的“感官”，其在系统中的作用极为关键。今日，人类社会正处于科技迅猛进步的信息时代，在这一背景下，机电一体化技术的飞速进步，对各式各样的传感器产生了强烈的需求。传感器作为机电一体化技术不可或缺的构成要素，与该技术的整体发展保持同步。目前，传感器正朝着体积更小、结构更紧凑、功能更全面以及智能化方向不断演进。而新一代具备高性能和高可靠性的传感器，将为机电一体化技术的持续进步奠定坚实基础。傅运刚与陈维健合著的《机电一体化应用技术基础》一书，由中国矿业大学出版社于1996年出版机械电子毕业论文，收录在第4期中，页码为5至6。洪钟洲撰写的《数控系统的发展现状和趋势》一文，同样发表于1996年第4期《机电一体化》杂志，内容涵盖第14至17页。杜丽在1997年第6期《机电工程》上发表的《机电一体化技术的发展趋势》一文，提供了第10至11页的相关内容。李纲的《计算机集成制造系统CIMS》一文，刊登于1995年第3期的《宁夏大学学报》，占用了第34至35页。刘杰和赵春雨的《机电一体化技术基础与产品设计》一书，由冶金工业出版社出版于2003年，第4期中第54至55页有所收录。蔡伟文在1996年第5期《厦门科技》上发表的《机电一体化的发展现状和前景》一文，占据了第3至4页。李运华的《机电控制》一书机械电子毕业论文，由北京航天航空大学出版社于2003年出版，第3期中第25至26页有所涉及。以上专业文献可供参考，如有需要，请下载查阅。