在各个学科高度发展的今天，交叉学科领域往往会因为学科间的相互交融、取长补短迸发出强大的生命力，机械电子工程便是其中的典型。机械电子工程是机械装置和电子技术的有机结合，以机械制造为本，在制造生产的各个部分引入电子技术，将两种技术结合以达到提高生产效率和精度，减少浪费等目标。目前，在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上已经成功引入了应用电子技术。传感器是电子技术中重要的部分，已经大量使用在工业、农业生产中，甚至日常生活中也常常能看到传感器的身影。同时，将传感器入网形成的物联网是当下的热点。因此，在机械电子行业，传感器的使用和发展必然会带来机电行业进一步的发展。
在各个学科高度发展的今天，交叉学科领域往往会因为学科间的相互交融、取长补短迸发出强大的生命力，机械电子工程便是其中的典型。机械电子工程是机械装置和电子技术的有机结合，以机械制造为本，在制造生产的各个部分引入电子技术，将两种技术结合以达到提高生产效率和精度，减少浪费等目标。目前，在机械的主功能，动力功能，信息处理功能和控制功能上已经成功引入了电子技术。传感器是电子技术中重要的部分，已经大量使用在工业、农业生产中，甚至日常生活中也常常能看到传感器的身影。同时，将传感器入网形成的物联网是当下的热点。因此，在机械电子行业，传感器的使用和发展必然会带来机电行业进一步的发展。
1 机电行业发展的现状
机械电子源于日本的“Mechatronics”一词，被解释为“在机械的主动功能、信息处理功能和控制功能上引入电子技术，并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成的产品或者系统”。欧洲IRDAC认为机械电子工程是“机械工程、电气控制工程以及系统总体技术在产品设计和生产过程中的结合”。我国通常把机械电子称之为“机电一体化”。由此可见，机械电子工程确实源于机械技术和电子技术的融合。
机械电子技术发展到今天有了大量成果，设计出的产品在效率、精度上都大大超越了传统机械。数控机床和机器人就是其中的典型代表。
数控机床作为广泛使用的机械电子产品，具有适应性强、加工精度高、生产效率高、劳动强度低和可靠性高等特点。基于这些特点，数控机床适用于工业生产的各个领域，加速了各个行业的发展。
机器人作为一个蓬勃发展的机械电子产品，吸引了越来越多的眼球。它能自动识别对象并采取相应的动作，具有一定程度上的人工智能。目前在汽车生产、电子产品生产等行业已经能看到大量机器人的身影。在这些行业中，机器人的操作精度、对环境的适应性以及工作效率上相比人力具有极大的优势。与此同时，机器人智能不断提高，具有越来越多的功能，其发挥的作用也越来越大。未来，我们在医疗卫生、养老护理等服务业也会看到更多的机器人。
同时在德国的工业4.0等计划中，信息产业和传统工业的融合可以使资源得到最有效的调配，大幅度提高了传统工业的效率。机械电子是其中较为成熟并持续快速发展的典型技术。
发展机械电子工程是大势所趋，掌握其核心技术是发展的关键。这些技术包括机械技术、电子技术、自动控制技术、检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术以及系统总体技术。我们可以发现在这些技术中检测传感技术起到了类似桥梁的沟通作用，它从机械部分或外界检测到相关数据并传输到控制部分作进一步分析和决策。如果没有传感器，数控机床中控制精度的测距部分会失效，机器人也无法识别对象，后面的机电融合就无从谈起，因此传感器在现有的机械电子技术中具有重要的作用。同时在新一代的工业化中，传感器还充当着采集大数据的角色。这些生产上实时产生的数据在每一个层面都有巨大的作用，生产设备可以根据数据反馈调整操作，政府和企业可以通过分析数据，得到目前的生产状况、生产需求和生产效率，以便及时调整生产策略。
2 传感器在机电工程未来发展中的重要性
接下来我们来探讨传感器技术在机械电子行业的应用。智能化、网络化、数字化、模块化、绿色化和人性化是机械电子产业未来发展的趋势[1]，可以从这六个方面来感受传感器在机械电子工程未来发展中的重要性。
2.1 智能化
在机器人领域，智能化的体现在能根据观察到的对象，做出更加符合智能定义的行为，从而对各种情况都有良好的适应性。传感器在早期可以提供最基本的对象信息，然后通过模式识别等技术实现初步的智能化。在后期进一步发展的过程中，传感器要提供更多的对象信息，包括图像、声音、温度以及距离等，同时也要提高对象数据的精确性。通过对大量、多维度、高精度数据的特征提取，机器人不但可以进行主动学习，也可以提高识别精度。在智能化这一趋势中，传感器能起到信息采集和传输的作用。
2.2 网络化
传感器设备一般会集成网络接口，以物联网设备的形式出现。通过4G、5G、WIFI、RFID、ZIGBEE以及蓝牙等多种传输方式，传感器能接入互联网，为远程监控提供接口，操作者和监控者可以突破空间限制，远距离调控机电设备;也能在各个传感器之间连成网络，使各机电设备可以共享数据、协同工作。传感器为网络化提供了必要的接口，使机电设备成为物联网的一部分。
2.3 数字化
现实世界中不同维度的信息，通过传感器的采集，会形成统一的数据格式：视频流、温度、距离、压强等。这些数据将不可度量的感受转化为精确的数字，并进一步构建数学模型。在这一基础上，机器人、数控机床等设备可以利用模型大幅度提高生产效率及精度。传感器的进一步发展会推动数字化精度和维度的提高，构建更加切合实际的模型。
2.4 模块化
在机电设备模块化的发展中，传感器也扮演了重要的角色。传感器能既嵌入其他模块中以强化该模块的功能，提供测距、温控等功能;也能将多种传感器集成为一个模块，如机器人的感知模块，通过摄像头、温度传感器、红外线传感器等为机器人提供全方位探测周围环境的功能。传感器产业的发展为机电设备的模块化提供了助力。
2.5 人性化
机电设备在人性化上也持续发展。使用设备的方式可以采用手势、语音等途径，采集这些信息并传输给控制设备的功能由传感器实现，采用这些新的交互方式可以使设备使用突破多种限制，让人在不同的环境下都能使用。同时，设备运作的方式也有赖于传感器的数据反馈，通过传感器采集周围数据并分析，机器人能做出更加人性化的反应。
2.6 绿色化
在机电设备使用过程中，通过传感器可以获取机电设备的生产状况，包括污染物排放情况、设备的磨损情况以及原料的使用情况。根据传感器反馈的设备状况，控制模块或操作者可以对设备进行动态调节，优化资源配置。进一步的，老化严重或出错的设备可能会增加污染物排放，降低原料使用率，根据数据制定相应的维护计划或停用相应设备，有利于机电设备的绿色化。
3 结语
在机电设备的发展过程中，机械与电子两个学科始终相互交融，取长补短。以电子技术作为辅助，能在传统的机械技术中取得长足的进步。而传感器作为电子技术之一，在此发挥了比较大的作用。传感器的种类较多，能采集到外界各种信息。通过集成的各种网络接口，传感器能自组网络，也能连入互联网，将数据传输到上层或其他相关设备。上层通过对数据的分析处理可以形成数学模型，实时调节设备的运行。相关设备接收到数据后，则可以采取协调措施。总之，通过发展并使用传感器，可以在机械电子的发展中达到如下成果：
首先，传感器的发展使机电设备的“眼睛”、“耳朵”更灵敏，更加精确的数据可以使工业生产更精细化。同时，机器人等工作环境更加复杂的机电设备，通过多种传感器采集数据可以对周围环境建立复合模型，通过分析更切合真实环境的模型，做出更合理的反应。
其次，传感器的广泛使用可以将机电设备连入物联网，远程监控会节约大量的人力物力，同时，可以将发生故障或者问题的设备及时报告。将机电设备连入网络，可以在多个设备之间相互共享数据，协作生产，在全局上获得更大的收益。传感器采集的数据，通过处理和分析，可以在生产的各个层面优化资源配置，最大程度上发挥资源作用。
最后，传感器发挥的是现实世界到机电设备的桥梁作用，不管是探测周围环境，还是反馈操作效果，传感器搜集的数据都会对机电设备的运行产生极大的影响。在信息化时代，信息的获取、积累以及挖掘会带来极大的进步。
作者：蔡曦 来源：科技尚品 2016年1期
