机电系毕业论文范本
机电一体化技术专业是培养以机械学和电子学为基础,熟悉现代机械制造的基本理论、技术和装备,具有机电一体化产品和技术的运用和开发能力的高等技术应用性专门人才。以下是机电系毕业论文范本,欢迎阅读。
机电系毕业论文范本1
摘要:社会发展是不断科学化的过程,机电一体化系统已经在许多领域得到应用,且其中的科学技术不断更新,传感器技术作为其基本支撑技术之一也在逐渐扩大应用范围和程度。本文中通过文献综述详细说明机电一体化技术的定义,描述传感器技术在机电一体化系统中的应用情况,并对今后的发展趋势进行了展望,希望对传感器技术在机电一体化系统中的快速发展有所裨益。
关键词:机电一体化系统 传感器技术 发展趋势 自动检测
信息电子化时代使得科学技术愈加先进,相关统计表明全球传感器市场营业额达到200亿美元以上,且年增长率达到80%,已有2万种以上的传感器产品品种供使用者选择,其涉及领域包括钢铁、能源、交通、机械、通信等,几乎涵盖所有行业,我国也已将传感器技术作为未来重点发展技术之一,因此了解其在机电一体化系统中的应用就显得尤为必要。
1传感器和机电一体化系统
传感器指工程上可以直接测量、转换输出量值的器件,一般需要按照一定的规律完成,所转换的量值可以是同种的,也可是别种的,可以将其作用类比为人体感觉器官及其延伸。
而机电一体化指的是将微电子技术引入到机械中,使其主功能、动力功能、信息功能和控制功能等更为先进,是机械装置与电子装置用相关软件的有机融合,其涉及到的技术包括机械制造、信息处理、微电子、自动控制、人工智能等,而传感器技术是基本支撑技术之一,其意义在于检测系统本身及操作对象、作业环境状态,以辅助有效控制系统运作,使其可在众多恶劣环境下完成高效获取信息工作,也就是说机电一体化代表着自动化技术的形成,传感器技术水平高低则决定了自动化程度。
而社会发展的高速性,使得我们需要获取的信息越来越多,也就需要增强信息处理能力,这也就意味着传感器技术具有广阔的发展前景。
2机电一体化系统中的传感器技术
前文中提到机电一体化系统中传感器类似于系统感觉器官,可将待测对象特征和状态信号获取,以一个典型的机电一体化系统为例,测量模块是其中的重点,由传感器、测量电路等共同组构,担负着系统状态和行为信息的收集工作,输入参数为机械结构模块性能物理参数,包括强度、位移、力矩等,输出参数为被测量特征参数,包括电压、电流、频率等,整个测量模块需展现物理参数随时间变化的曲线,包括一些系列技术指标,如分辨率、线性范围等。
而在实际的应用中,许多机电一体化系统无法达到设计要求,主要是受到检测传感技术的限制,无法同时满足高速高效获取信息并控制成本的要求,有待进一步研究。
3机电一体化系统中传感器技术的应用
3.1机械加工过程的传感检测
技术机械加工过程中无法离开检测工作,加工开始前需要自动检查坯件和加工设备,以便加工工作顺利展开,包括: 第一,通过检测自动判断、调整坯件夹持方位,对上床后装夹是否会发生变形以及夹紧力大小进行预估; 第二是加工工作结束后需通过测量评估产品合格度,测量中需要了解工件尺寸、形状、平面度等情况,一些特殊工件( 齿轮、螺纹)还需要测齿距、导程等,机电一体化系统要求自动进行这些测量并输入下道工序,将其作为选用条件; 第三,加工过程中也需要通过传感检测技术把控加工条件,包括切削速度、扭距、振动等参数,当其进行自行检测调整会使得加工处于最佳状态,达到较高的合格率; 以切削过程作为详细说明,通过传感检测使得生产率得到优化,切除率达到最佳,达到对机床的动态特性掌控,将其中影响精度的薄弱环节找到并进行优化,辅助加工的同时还能评估刀架结构和材料,国内常以应变式和压电式三向切削力传感器作为主要的工具。
3.2汽车行业的传感器技术应用
汽车已经成为我们日常生活中不可缺少的交通工具,也有越来越多的技术运用于汽车制造中,汽车行业趋向于智能化、轻型化,而其中采用的电子控制系统无法离开传感器技术,包括自动变速器、汽车制动防抱死系统、娱乐装置等,这些系统使得汽车的使用越来越舒适便捷,大大的方便了我们的出行。
机电一体化以自动控制系统替代纯机械式控制部件,将检测和控制技术覆盖整个汽车,整个过程若要完全实现,就需要高可靠度、高性能的传感器,其要求包括: 第一,有较强的适应性,汽车可能会在极度恶劣条件下运行,需要传感器具有密封性抵挡尘土风雨,需要很好的耐潮湿抗腐蚀性,确保汽车在恶劣环境也可正常工作; 第二是较好的抗干扰能力,传感器通常处于汽车发动机舱中,发动机运行时面临着高温高压、强烈震动、电磁波等干扰; 第三是稳定可靠,汽车的使用年限较长,频率也较高,相关规定说明其零部件需能运行10 × 104km以上,即使没有进行更换、调整,其技术指标也能符合运行要求; 第四是具有合适的成本,可投入大批量生产,具有较高的一致性,与自动化生产的要求相符合。
3.3数控机床上传感器技术的应用
在机床中运用数控技术代表着采用数字信号把控机床运动加工,详细地说是将加工信息以数字化代码的形式记录于程序介质,包括具移动轨迹等,输入数控系统经过译码、运算后进行指令,使其发生相对运动,做出与要求高度相符的零件,用于其中的传感器包括光电编码器、霍尔传感器、电压传感器等,作用主要在位置检测,了解直线、角位移和相关运行状态。
传统的机床由于技术限制,轴传动过位的情况很难避免,极易引发机床故障,而将光、超声波、红外等传感器用于其中,可很好的检测轴动过位情况,及时进行有效的处理,避免后续影响,解决了将人工检测中的盲点,高效的完成了数控工作,影响了加工的精度、质量等性能指标,且长远来看是对资源的合理化利用,节省了各项成本。
4传感器技术的发展趋势
传感器技术涉及到的领域众多,其特点在于可将非电量转换成电量,所有的过程均符合物理定律和物质的物理特性,而随着科学技术的进步,不断有新材料、新技术出现,将这些与传感器技术相结合,或者在现有的技术基础上,不断对传感器技术进行优化更新都是非常重要的。
第一,研发新型敏感材料,将微电子、光电子等学科技术运用其中,提高传感器的敏感程度,提高传感器的性能,使其达到可以长时间连续以及短时间瞬时检测的工作要求; 第二,新技术和新物理效应的应用,近代物理学已有造生物的感觉功能的新型传感器得到开发,其覆盖的行业领域也越来越多,通过新的技术和材料不仅可以研究新型传感器,还能优化已经开始使用的传感器,增强可使用的范围,将其更为小型化、集成化,开发更多的功能,减少其中的消耗; 第三,高精度发展,现代社会需要灵敏度、精确度、反应速度的传感器,一些超精度的在线检测可达到< 0. 1μm,还可将数学模型和计算方法运用其中,降低故障率; 第四是智能化数字化发展,目前发现传感器已可以不再输出单一模拟信号,而是输出微电脑处理后的数字信号,甚至可附带控制功能,未来可以应用自动检测系统的线上检测控制和智能化工作。
5总结
机电一体化系统与我们的生活息息相关,决定着未来发展的情况,而传感器技术作为其中的核心技术,在机械加工、汽车行业、数控机床方面都有重要的应用,未来必将迎来更为璀璨的发展前景,带动社会科技化进程,为我们的生活、工作带来更多的便利。
参考文献
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机电系毕业论文范本2
一、概述
任何带电物体的周围都存在电场,而周期变化的电场将会产生周期变化的磁场,也就存在电磁波,产生电磁辐射,如果这种辐射的量超过限定条件,那么就会对环境形成电磁污染。和无处可躲的大气污染、水污染、噪声污染一样,电磁辐射同样无处不在,这使它成为公认的“第四污染源”。
只要存在电场变化的地方就会有电磁辐射。目前,能造成大面积电磁污染的主要有高压输配电系统、发射设备、微波设备、家用电器、计算机等等。其中高压输电系统的电磁辐射强度最大,对人体的危害最明显。为了保障从业者的健康,在辐射环境下的工作时间有着严格的限定。相比之下,诸如彩电、手机、微波炉、空调机、电冰箱、计算机等等家庭必需的电气设备所影响的人群更广泛。在上述常见的电气设备中,与人们工作、生活息息相关的计算机更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网虫每天面对计算机的时间往往超过8小时。而计算机本身就是一个不可小觑的电磁辐射源:微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。计算机所产生的电磁辐射,对那些长期接触计算机的人的身心健康有巨大的危害。
二、计算机电磁辐射对人体的危害
计算机已进入现代社会的各行各业和千家万户,它给人们的工作、学习、生活带来了极大的方便。但“计算机病”也与日俱增,严重的影响了人们的身心健康。“计算机病”的症状表现为神经衰弱综合癌(头晕、头痛、疲劳、失眠或噩梦、记忆力减退、情绪低落等)、肩颈腕综合症(骨骼不适、手指麻等、感觉异常、震颤、有压痛),以及腰背酸痛、抗病能力降低、易感冒等,发病率最高的是那些每天在计算机旁敲击键盘的专业人员。这些专业人员精神压力大,大脑处于高度集中和紧张状态,这是产生神经衰弱综合症的根源。流产、面部褐斑、类似红斑或湿疹等的出现,亦与精神因素密切相关。专业人员连续注视计算机屏幕,长时间近距离盯着闪烁的荧光屏,易使眼睛充血、干燥、怕光,严重者还会使眼球视网膜的感光功能失调,晶体受损,暗适应能力降低,造成视力减退,甚至可导致微波自内障、夜盲症等。如人体受辐射还可导致人体循环系统异常,男性生殖能力下降,人体激素分泌异常等。孕妇、儿童、心脏起搏器佩戴者和老人是电磁辐射的易感人群,而心脏、眼睛和生殖系统等是电磁辐射敏感器官。近年来的畸形儿出生率和儿童的自血病增多,心脏起搏器佩戴者的死亡率增加,电磁辐射难逃其咎。
三、计算机辐射的主要来源
虽然微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量,但幸运的是,除显示器之外,这些配件都是被装在具有电磁屏蔽能力的机箱里面,阻挡了大部分电磁辐射。所以,我们通常受到的辐射一方面来自显示器,而另一方面则来自主机。倘若显示器在电磁屏蔽技术方面不够严谨,那么用户可能一周5天、每天8小时都会受到电磁辐射,对健康的危害显而易见。而机箱同样如此,设计不良的产品往往台发生电磁辐射泄漏,如果机箱与用户之间的.距离太近,外泄的电磁辐射同样会影响到用户健康。
上述表明,计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机。其中显示器又分为CRT显示器(阴极射线管显示器)和LCD显示器(液晶显示器)。CRT显示器是计算机中最严重的辐射源。CRT显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示,对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射,尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射,但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到使用者。所以,如何削弱这部分辐射至关重要。
按照物理学的定义,来自CRT显示器的辐射伤害主要可分为光辐射、低能x射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中光辐射为电子枪打在屏幕背后荧光层而发出的可见光和少量紫外线,只有少量的紫外线会对人体造成危害。X射线由电子束碰撞阴极射线管的内部前屏所产生,但因为能量极低,其辐射程度也可忽略不计。无线电场主要从CRT的控制电路部分发出,强度非常弱,经过短距离后基本上就衰减到零。静电场则是从CRT电子枪内部的加速电场所产生,最直接的体现就是会让屏幕吸附灰尘。而被认为对人体健康损害最严重的应该是低频电磁场,它主要由显示器的电源部分(高压包)和垂直/水平扫描电场所产生,电磁场频率在5Hz~400kHz之间。
LCD电磁辐射相对低很多。从原理上说,LCD显示器以液晶材料作为光线通过的开关来控制光线照射屏幕,进而获得画面输出。而这个过程并没有涉及紫外线、静电场、高压电源等容易产生辐射的部件,因此从这个方面考虑可以说LCD正面几乎是零辐射。另外,LCD和CRT显示器一样,机内同样需要一个高压电源,只是电源驱动的并不是电子枪,而是LCD背光模组中的冷阴极荧光管。此种荧光灯管其实和我们常见的日光灯一样,都需要较高的电压才能驱动,只是点亮之后电压会迅速回落到较低的水平。因此,LCD的电源只需要维持一定时间的高压状态(可达到l000V),然后转为常压甚至低压状态,而不必像CRT显示器的高压包一样始终得保持高电压状态。因此相对而言,LCD显示器电源部分对外辐射的低频电磁波会比CRT要弱很多,加上LCD的摆放位置往往贴近墙面.所以不会背对着人体,这种辐射对人的影响可减弱到零。
显示器之外,第二辐射源就是主机。众所周知,金属机箱对电磁辐射可起着屏蔽的作用,但不同材料,不同设计、不同工艺的机箱的防辐射能力并不相同,如果设计不良,主机外泄的电磁辐射仍可能超标。
首先,机箱的材料至关重要,目前大多数机箱都是使用镀锌铜板,它可起到良好的屏蔽效果。不少高档机箱采用更轻的铝合金材料,同样具有良好的防辐射能力。材料仅是防辐射要求的基本方面,更关键的地方在于机箱制造工艺,只有模具精细,制造工艺好的机箱才会具有良好的电磁屏蔽效果。这方面主要体现在机箱面板、前置接口,后侧挡板及其他所有存在任何接缝的地方,劣质机箱与优质机箱在这方面差异甚大,前者的接缝处通常很不严密,设计、制造过程中都没通过辐射实验室进行严格检测、电磁辐射外泄情况严重。尤其是在前置接口方面,电磁辐射很容易就直接影响到用户。而优质机箱在这些细节都比较严谨,基本不存在接缝不够密合的问题,样品制造出来后都必项在电磁实验室中测量辐射是否达标,选标之后方可进行大批量制造。此外,不少机箱为了制造方便都采用双面喷漆,但内部表面如果被喷漆的话,机箱板就无法直接吸收电磁坡,电磁波会出现四处散射的情况。倘若在机箱接缝处不够严密就很容易因电磁波散射而造成泄漏现象。相较之下,外表面喷漆、内部镀锌的做法更值得提倡。钢板内表面所镀的锌(防氧化需要)同样也是金属,电磁波射到表面后可以被有效屏蔽而不会出现散射现象,这对机箱整体的电磁辐射屏蔽是很有利的——从健康角度考虑,我们认为多花点预算购买品质优良的机箱还是值得提倡的。:
因此,对于广大计算机用户来说,选择LCD显示器,购买选材合理、设计优秀、屏蔽良好的机箱是非常重要的。这样可以最大限度的保证计算机用户免于受到过度的电磁辐射危害。除了在购买时选择符合电磁辐射标准的计算机外,还可以根据情况采取下列措施。①平时饮食应选择富含维生素类的食品,以降低辐射的危害②有必要选用防护产品,如防护屏、护目镜、防磁帖防护服等③长时间使用计算机,应注意间隔与调剂,孕妇操作计算机一天不宜超过2h。④人体与计算机,应保持一定的安全距离。室内办公和家用电器的设置不宜过密,不要把家用电器摆放得过于集中,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。
四、结语
随着计算机走进人们的日常生活,它给现代人的工作、学习带来了极大的便利,成为人们生产生活所必不可少的一件工具。在给人们带来便利的同时,应该注意到,计算机所产生的电磁辐射也给人们的健康带来了危害。如何有效地防止和降低计算机对人身健康的威胁,是人们生产生活中所应该关心和关注的一个问题。计算机的电磁辐射主要来源于显示器和主机,选择LCD显示器和具有良好防辐射效果的机箱是防止用户免于过度电磁辐射的关键。另外加强维生素的摄入,选择防护用具,避免长时间近距离接触计算机也是重要的防护措施。
参考文献:
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