传感器的应用论文大全(20篇)

时间:2024-01-19 19:02:10 作者:纸韵 毕业论文

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传感器的应用论文范文

姓名:安班级:学号:滨。

2013级本科三班。

201315110101。

论文分析:

意义:光纤传感技术是一门新兴的应用物理技术,它在石油、通信、化工检测以及各种参量测量方面具有许多独特的优点,有广阔的应用前景。近年来,光纤技术已逐渐渗透到各研究领域,其应用范围日渐广泛。随着光纤传感系统在国防军事、航空航天、工矿企业、土木建筑、能源环保、生物医学、计算测量、自动控制等各领域的应用,对光纤传感系统的性能也不断提出新的要求。光纤温度传感器特别适用于易燃易爆的工作环境,从而弥补了传统的点温度传感器的不足。主要内容及研究思路:本文从光纤的基础入手,首先介绍了光纤的基础知识,然后结合传感器引入了光纤温度传感器的定义,分类及工作原理。本课题研究的是一种非功能性光纤温度传感器,它是利用高度敏感的双金属片作为感温元件,金属片的变化改变了光纤的通光强度。

目标:光纤温度传感器可以达到不但测温对象广,从监测相对低温的生物过程到监测高温的发动机零件,而且测量准确度、灵敏度高,抗电磁能力强,传输距离远,使用寿命长,价格相对低廉,使用更加经济。今后光纤温度传感器研究方向将会进一步提高传感器的精度、可靠性;提高抗干扰能力、稳定性,并简化器件结构,降低成本。

目录。

第1章前言。

2.4纤端光场的光强分布函数选取。

3.2实验主要设备和材料3.3实验搭建与调试第4章实验结果分析。

5.1实验结论。

5.2光纤温度传感器存在的不足和展望参考文献致谢。

第1章前言。

1.1选题背景及研究意义。

1.2光纤传感器国内外研究现状。

1.2.1国外研究现状。

1.2.2国内研究现状。

1.3光纤传感器及其组成与分类。

1.4本论文的主要内容。

本文所采用的温度变换器为u型双金属片,依据双金属片的位置随温度的变化而变化的原理,利用双金属片的纵向位置改变来调制光纤探头接收到的光强,从而实现温度对光强的间接调制。与传统的指针式双金属片温度计相比,本传感器具有快速、灵敏、便于实现与计算机接口连接等优点。研究从基本的概念入手。

第2章光纤温度传感器理论。

2.1光纤基础知识介绍。

2.1.1光纤的结构和分类。

2.1.2光纤的传输原理。

2.2热敏元件双金属片工作原理。

2.2.1双金属片弯曲机理及其选取。

2.2.2双金属片得到选取及其补偿和调制机理。

2.2.3双金属片温度变换对位移的补偿机理及其位移的计算。

2.3光纤探头的原理。

2.3.1光纤反射式调制原理及与光强分布的关系。

2.3.2光纤传输信号准共路理论。

2.4纤端光场的光强分布函数选取。

第3章光纤温度传感器系统组成与实验步骤。

3.1实验原理。

3.2实验主要设备和材料。

3.3实验搭建与调试。

3.3.1led光源i-p特性曲线测试。

3.3.2反射式光纤位移传感实验。

3.3.3光纤温度传感器实验。

第4章实验结果分析。

4.1位移光强曲线的测定及其与理论曲线的对比。

4.2温度光强曲线的测定及出现的问题和解决办法。

4.3测温曲线的选取及传感器测温范围的确定。

第5章结论与展望。

5.1实验结论。

5.2光纤温度传感器存在的不足和展望。

参考文献。

致谢。

传感器在高中物理新课程实验教学中应用与思考论文

摘要:信息技术的飞速发展带来教学的新突破,化学实验教学作为化学教学的重要部分,引入多媒体技术对于提高学生学习兴趣,增强实验可见度,降低实验的危害性,使化学概念抽象形象化,培养学生创造力以及丰富学生实验知识均起着至关重要的作用。

关键词:多媒体教学;化学实验;直观。

信息化社会是人类社会发展的必然结果,是人类文明史上的又一次飞跃。从工业生产中悄然兴起的信息技术不断潜入到教育科学领域,成为教育教学工作的又一重要手段。化学教学作为一门以实验为基础的自然科学,对现代信息技术有着更大的依赖性。电教媒体这一技术似一缕微风给化学实验教学带来新鲜气息,解决了传统教学中的种种难题,起到优化实验教学,激发学生兴趣的作用。

一、多媒体教学激发学生的学习兴趣。

兴趣是成功的基础,是推动学生自主学习的强大动力。传统的`教学方式虽然在化学实验教学中提供了一定的趣味性,但有些化学实验因其过程复杂,现象不显,安全性差使得实验操作很难执行,造成好多实验无法完成,阻碍了教学活动的进行,而此时多媒体教学的引入克服了这些缺点,使得化学实验更直观更形象更易于接受,这种教学方式因其操作灵活简便,内容丰富激发了学生的好奇心和求知欲,同时培养了学生的学习兴趣。

二、多媒体教学增强实验的可见度。

演示实验是帮助学生学会实验基本操作技能的最有效的途径,对于提高学生对化学学习的积极性和参与程度有很大的作用,因而演示实验要真正起到演示作用,提高实验的可见度至关重要。传统的教学方法一般采用放大实验仪器,抬高实验装置,增加实验药品用量以及巡回演示实验结果的方法,然而实验仪器放大是有限的,而其他操作方法浪费药品又浪费时间,且有些现象在实验瞬间难以观察,以致影响教学效果,而多媒体技术的引用克服了上述缺陷,提高了演示实验的效果,增强了实验的可见度,又能达到预期的目的。

三、多媒体教学降低实验的危害性。

许多化学实验具有危险性,如果操作不当,就有可能发生意外事故,在课堂上难以完成实验演示,因此传统化学实验教学的一些错误操作只能靠教师讲解其错误的原因,以及错误操作可能带来的危害,却不能用实际操作实验来证明,否则会造成危险。而多媒体技术的引入,既保证学生的安全又保护环境,还达到良好的教学效果。同时可以对实验中的错误操作引起的危害进行真实再现,引起学生重视,帮助学生掌握正确的实验操作步骤和操作技能。

四、多媒体教学使实验概念抽象形象化。

在中学化学阶段,有的概念是以实验为主线的。学生在课堂学习过程中,往往重视了概念的记忆轻视了概念的正确理解,因而对于以实验为主线的概念教学,教师必须把握现代教育手段的应用,利用多媒体技术变抽象为形象,在实验中做到声音,图像,模拟实验与演示的有机结合,加深理解形成概念,优化认知结构。

例如,可利用多媒体模拟烯烃或炔烃的加聚反应过程,通过动画模拟断键过程和成键方式来加深对加聚反应的掌握。再比如对于一些化工生产过程,接触法制硫酸等,用多媒体计算机可形象逼真地实现每一步生产过程,强化记忆。

五、多媒体教学培养创造力。

实验教学发展提出要加强学生的实验探究能力,让学生参与到自主设计实验的教学过程中来。而多媒体技术在化学实验中起到实验设计教学,对学生进行化学知识和操作技能的演示教学,有利于培养学生的迁移能力,解决问题的能力,相互协作的能力和创造能力。在多媒体教学“实验室”中让学生在实验室中畅游发挥各自的才能,去探索化学世界。例如:物质的鉴别,通过多媒体实验室提供学生所需的试剂,由学生选择各种方法进行实验并加以判断,计算机对各种方法所产生的各种现象都会模拟,并正确判断加以提示,有利于巩固知识,培养学生的创造力。

六、多媒体教学使实验知识丰富化。

电教媒体的大信息,大容量,省时,省力的优势是传统的教学手段所无法比拟的。化学实验知识内容丰富,学生课堂学习时间是有限的,要让学生在有效的时间尽可能地获得较多的信息,多媒体是最有效的手段。

总之,化学实验是化学教学的基础,是提高化学教学质量的重要手段,对帮助学生更好地接受和掌握化学知识有着至关重要的作用。在实验教学中引入多媒体技术丰富了化学实验内容,使原来难以操作或者无法操作的实验实现其可操作性,使化学实验更直观更形象。同时教师可以根据教学需要,对实验进行优化组合,调动学生的积极性,从而使多媒体技术在化学实验教学中发挥其作用。

传感器的应用论文范文

传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。

1前言。

传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。

按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。

3常见传感器介绍。

3.1电阻应变式传感器。

电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为:金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。它们的主要区别在于:金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化,而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。

3.2电容式传感器。

电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置,它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比,与正对面积和介质成正比,因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量,对被测系统的影响小,灵敏度高,适用于较小位移的测量,但这种传感器有非线性特性,因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极距型传感器相比,灵敏度较低,适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。

3.3电感式传感器。

电感式传感器是将被测物理量,如力、位移等,转换为电感量变换的一种装置,其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。

电感式传感器具有以下特点:结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高,能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达0.05%~0.1%。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。

3.4磁电式传感器。

磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器,又称电磁感应式或电动力式传感器。其工作原理是一个匝数为n的线圈,当穿过它的磁通量变化时,线圈产生了感应电动势。磁通量的变化可通过多种方式来实现,如磁铁与线圈做切割磁力线运动、磁路的磁阻变化、恒定磁场中线圈面积的变化,因此可制造出不同类型的传感器用于测量速度、扭矩等。

3.5压电式传感器。

压电式传感器是一种可逆传感器,是利用某些物质的压电效应进行工作的器件。最简单的压电式传感器是在压电晶片的两个工作面上进行金属蒸镀,形成金属膜,构成两个电极。当晶片受压力时,两个极板上聚集数量相等而极性相反的电荷,形成电场。因此压电传感器可以看成是电荷发生器,又可以看作电容器。

4新型传感器。

4.1生物传感器。

生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、dna、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理:待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别,发生生物学反应,产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号,再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。

4.2激光传感器。

激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器原理:激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。

5结束语。

随着科技的飞速发展,人们不断提高着自身认知世界的能力。传感器在获取自然和生产领域中发挥着巨大上的作用。目前,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面起到重要的推动作用。相信未来,传感器技术将会出现一个飞跃。

作者简介。

杨天娟(1991-),女,河北省邯郸市人。现为郑州大学本科生,主要研究方向为机械工程及自动化。

作者单位。

郑州大学机械工程学院河南省郑州市450001。

压阻传感器在真空度控制的应用论文

摘要:在我国经济总量不断提升,社会经济发展速度稳定增长时代背景下,工程机械领域技术进展突飞猛进,从传统工程机械控制方式转变为与智能控制技术相结合,具有高效、集约、环保等优势,是工程机械领域现有主体发展方向之一。本文探讨工程机械控制中智能化控制技术的发展进程,分析智能控制技术在工程机械控制领域中的应用情况。

关键词:智能控制技术;工程机械;应用情况;发展进程。

前些年,我国在工程机械领域中,跟西方发达国家的技术储备上还存在着较大差距,而近年来,随着经济水平和科学技术的不断发展,在工程机械控制领域中总体技术水平也得到了长足长进,取得了喜人成绩。在智能化领域蓬勃发展之余,工业产业中也对智能化技术与工程机械领域相结合工作进行了不断尝试,随着结合技术的逐渐成熟,智能控制技术在工程机械领域也开始发挥重要显著作用。现今,在工程机械领域整体行业中,主流观点为工程机械控制技术的未来发展方向是智能控制技术与工程机械相结合,提高机械设备自适应能力。在智能控制技术与工程机械控制技术结合后,将会构建一个完整、科学的工程机械控制体系,使得工程机械设备中各部位之间建立信息沟通渠道,相互之间灵活配合,提高工程机械设备的施工精度。智能控制技术和工程机械控制技术相结合,不但在提高机械使用效率、环保问题上有着显著作用,更有利于工程机械控制领域的智能化、精细化发展不断前进,提高我国整体工程机械控制领域水平,从而更好促进我国整体工业水平的发展。

1工程机械控制技术智能化的发展与起源。

1.1工程机械控制技术智能化的发展。

工程机械控制技术的特点为安全性高、机械精细化程度高和性能可靠程度强。在工程机械控制领域中,自动化控制系统是整体控制领域中的重要组成部分。自动化控制系统在机械设备控制过程中,起着重要作用,有效提高了机械设备的使用效率和精准度。但在前些年我国的整体技术水平偏低,由于整体时代背景因素,自动化控制系统技术还被西方先进国家的公司所管控,在我国工程机械控制领域中自动化控制系统没有得到推广。在工程机械控制技术智能化发展过程中,逐渐显露出智能控制技术的一些特点,如控制系统人性化、网络化等特点,而这些特点都是传统工程机械控制技术所不具备的。机械控制技术智能化发展的主要目的为便捷工程机械操作控制流程、提高机械设备运行效率、对机械设备严格控制,而达到以上目的首要前提为构建工程机械智能化远程网络实时通讯系统。在控制工程机械实际操作施工时,通过远距离网络通讯系统,实时下达机械设备操作指令,对机械设备运行严格控制,实现智能控制系统与工程机械设备之间的无缝对接。目前,在我国工程机械控制领域中,智能化控制技术的总体发展水平还处于起步阶段,但在具体技术发展中已经取得一些喜人成绩。例如,在三一重工中,对道路施工设备的智能化控制技术的相关技术研究工作中不断突破现有技术,实现了装载机等工程机械设备的智能化控制,有效提升了这些设备的施工效率和安全性作业操作。但是,在整体工程机械控制智能化发展过程中,还需要相关研发人员不断论证、深入分析研究,以期在整体工程机械领域中,实现智能化系统控制。

1.2工程机械设备智能控制技术的起源。

在十八世纪六十年代,蒸汽机的诞生,开创了以机械设备代替手工生产的时代,从那以后,人类社会的生产力提高方向便从扩大生产范围逐渐转为提高科技技术。而在上世纪早期,科学界开始形成一种主流观点,认为智能是可以计算的,科学界针对此观点不断研发、尝试,在1946年2月15日,在美国宾夕法尼亚大学诞生了人类历史上第一台通用电子计算机eniac。在eniac诞生二十余年后,工程机械设备的智能控制化观点在dartmouth大学的研讨会上被首次提出,直到现今,科学界对工程机械设备的智能控制系统不断深入研究、开发、创新。时至今日,工程机械设备智能控制系统在部分设备中的已经推广、实践,极大提高了人类社会的总体社会生产力。

传感器在高中物理新课程实验教学中应用与思考论文

摘要:直观教学法在各个学科都已得到一定的推广,在新课程《生物学》的教学中更是必不可少。所谓直观教学法就是在教学中以亲身实践或以具体事物、现象,以及事物现象的逼真描绘来激起学生的感性认识,获得生动表象,从而促进对知识比较全面、深刻和理解的教学过程。它主要包括:实物直观、模像直观、言语直观三方面。

关键词:实物直观,模像直观,言语直观。

在新课程《生物学》的教学中,运用直观教学法不仅可以帮助学生理解教学内容,而且还可以提高教学效率和质量。因此,每位生物教师都应根据自己在教学中的实际情况,选择运用恰当的直观教学手段,以便使直观教学法能更充分更合理的指导教学。

一、实物直观:。

利用活体进行教学的形式叫实物直观。利用活体教学能真实的反应出生物的结构,生命现象及活动规律。

例如:在学习“花的结构”这部分内容时,不妨可将学生分成若干个小组,然后让每个小组在课前准备一朵月季花。在上课时,首先让学生结合课本仔细观察,然后再归纳出花的各部分结构。

再如:在学习“单细胞生物的结构和生活”时,可提前准备一些草履虫培养液。在上课时,首先让学生在显微镜下观察草履虫的形态结构及运动情况,然后再结合课本上的插图,认识各部分的结构和功能。

通过实物直观这种教学方法,能够让学生在观察的基础上,获得比较生动具体的表象,从而提高学生接受新知识的能力。

二、模像直观:。

利用制作的教具进行教学的直观形式叫模像直观。它主要包括:挂图(或模型)和电化教学两个方面。

1、挂图(或模型):。

挂图(或模型)是生物教学中最为常见的直观教学形式。它最大的优点:能将实物“放大或缩小”,最终让学生更清楚的认识生物知识。

例如:它可以把细胞放大,还可以把巨大的生态系统缩小。最终使学生既能掌握微观的生物知识,又能掌握宏观的生物知识。

此外,挂图或模型还具有很强的典型性:它能将复杂的生物结构用最简单的形式表现出来。这样,可以使学生在学习时“少走弯路”,直接抓住事物的本质规律。

但正因为挂图或模型具有一定的典型性,又使它暴露出一定的局限性:它毕竟不是真实的`生物体。我们看到的是“理想化”、“简化”的生物模式图,在某种程度上,可以说,它已不再具有真实性。因此在教学中,一定要注意与实物的结合。

2、电化教学:。

电化教学是指运用现代化的电器设备进行教学的直观形式。它的种类比较多,主要包括:录像教学和多媒体教学。

a、录像教学:现在录像教学已在每个学校得到推广应用。运用录像教学可以增加学生的感性认识,激发学生的学习兴趣。运用录像教学还可以不受时间空间的限制,完成一些常规课堂无法完成的教学任务,并且可以重复使用。

例如:在学习“蚂蚁的通讯”时,由于内容的特殊性,学生不可能在课堂上做实验研究“蚂蚁的通讯”。因此可先播放与此有关的录像。这样可以让学生对整个实验有更为直观的认识,从而为他们在课下亲自探究奠定良好的基础。

我们在运用录像教学时,一定要注意讲授与播放录像相结合。若“只看不讲”,对学生来说,只能形成短暂的表象,只有及时地用语言来巩固,才会留下深刻的印象。

b、多媒体教学:多媒体是一种现代化的教学设备。目前,大部分学校都安装有这种设备。该设备集展台、电脑、投影等设备为一身,兼有传统教学和现代化教学的所有设备。

在过去的十几年内,运用录像进行教学也许比较时尚,但现在看起来,已经落伍了,随着科技的进步,取而代之的是一种崭新的教学设备----多媒体教学系统。运用这套系统进行教学有着无可比拟的优势。

从小的方面说,它能使教师在教学时,完全不必为“粉笔沫”烦恼,也不必为嗓子的沙哑所担忧。教师可在备课时制作一个电子课件,将板书输入微机。上课时只需用鼠标轻轻一点,即可把教学内容展示出来。另外,教师在上课时,可佩戴无线麦克风,只要用平时说话的声音,就足以让所有的学生听清楚。整个课堂不像老师在给学生讲课,倒像是师生间的亲切对话。此外屏幕上不断变化的画面及优美的伴音,更能使学生的有效注意时间增长。

从大的方面说,运用多媒体进行教学,还能完成传统教学难以完成的教学任务。例如:在学习“血液循环的途径”与“尿的形成”这些内容时,根据教学目标的要求,需要学生能够概述出血液循环的途径及尿的形成过程。要用传统的讲授法或挂图来描述这样一个动态的变化过程是十分困难的。若用多媒体进行教学,这个问题便迎刃而解。教师可将这部分内容制成动画课件。当讲的时候,可让学生反复观看这个动画,而教师只需在适当的时候补充几句就够了。从学生反应来看,其掌握的效果还是不错的。

实践证明:运用这套设备进行教学,只要教室足够大,至少可容纳100多个学生同时听课。与传统的教学相比,用一节课的时间至少可完成两倍的教学任务。

多媒体是一种先进的教学设备,在应用时,就需要教师具备一定的能力,尤其是多媒体操作及计算机应用方面的能力。此外,还要能利用powerpoint、authorware及flash等软件来制作课件。只有具备了这些能力,才能熟练应用多媒体。

三、言语直观:。

利用语言或板书进行教学的形式叫言语直观。语言或板书是生物教学中最基本的教学直观形式,也是教师的基本功。

1、语言:。

语言直观主要包括两方面的含义:一是语言的形象化;一是语言与其它教具的结合。

形象化的语言要求在保持科学性思想性统一的基础上,做到生动有趣、化浅为深、化抽象为形象。例如:在学习“心脏的结构和功能”部分内容时,需要学生去记忆心脏的四个腔的位置,部分学生往往记不清“心房”与“心室”的位置,我们就可以打比方:上面的是“房子”,下面的是“地下室”;再比如说:要描述“人每天形成的原尿约有150升”时,就可以说“大约相当于两个成年人的体重”

形象化的语言还需要辅助手势、表情等。这样会使内容更生动,更能增加直观的效果。

此外还应注意语言与教具的结合,这也是教师的基本功,在这里不再多说。

2、板书:。

板书也是一种语言文字的直观形式。板书的形式有多种多样,教学时可根据不同的情况灵活运用。其中最常用的是提纲式,这种形式适用的范围比较广,也比较容易掌握。此外还有问题式、列表式等。例如:在学习“合理营养”或“血量与输血”时可采用问题式;在学习“花的结构”或“生态系统的组成”时,可采用列表式。

在教学过程中,往往需要将几种板书形式综合应用,这样效果会更好一些。

我们在运用直观教学法时,还应注意以下几点:。

1、课前应作好充分的准备工作。

2、应根据教学目标及学生的特点,恰当地选用直观手段,防止为了直观而直观,同时避免直观的庸俗化。

3、注意直观教具与教师语言相结合,引导学生观察思考、合作探究,培养学生的抽象概括能力和语言表达能力。

4、注意避免直观可能产生的消极影响(如只重视感性认识而不重视理性认识)。

直观在新课程的生物教学中是必不可少的,其手段也是多种多样的。希望教师能根据自己的实际情况灵活运用,以便更好的指导教学。

参考文献。

1.《中学生物教学法》,周美珍等主编,高等教育出版社,1991年5月。

2.《新编教育学教程》,张筱良等主编,农村读物出版社,1994年12月。

3.义务教育课程标准教科书《生物学》(全套),朱正威、赵占良主编,人民教育出版社,6月。

传感器在高中物理新课程实验教学中应用与思考论文

摘要:物理学是一门以实验为基础的学科。物理真理和概念,都是通过反复的实验发现的。在高中物理的学习中,学生能通过物理实验,在物理学习中联系生活,从物理实验操作的实践中获得物理知识。因此,在高中物理教学中,教师需要重视实验教学,针对不同层次的学生灵活应用实验教学。

物理实验正是物理学的基础。学者们通过合理猜想、实验探究发现世界的真理。因此,在高中物理的教学中,需要培养学生的动手操作能力和实验探究能力就需要重视物理的实验教学。这样,才能培养出更具有创新能力、实践能力、动手能力的学生,促进学生的全面发展。

一、认识实验在物理教学中的重要性。

物理实验教学可以给学生强烈的视觉冲击,同时可以让学生将实验与日常生活的物理现象联系在一起,加深学生对所学知识的印象。物理实验教学,对学生以下几个方面的能力有重要影响:

1.激发兴趣,自主探究。

实验具有鲜明的现象,学生受到视觉的冲击,对于实验的结果和现象有着更为深刻的印象。同时,通过对现象的观察,发现问题,激发学生对于物理学习的兴趣,并且在学生对于自己的观察所得有所疑惑时,加以引导,便会更进一步培养学生的自主探究能力。

2.提高观察能力和动手操作能力。

教师如果一味地教授理论知识,而忽视对学生观察能力和动手能力的培养,这样不仅不利于学生对所学知识的认识,也不利于学生的全面发展。而物理实验教学,让学生通过自主的操作实验,其对自主观察到的实验结果印象更为深刻,对于实验所涉及的知识点的了解也会更加深刻,同时,学生的自主探究能力和基本实验技能也得到了提高。

3.培养学生的创新能力。

通过探究实验,学生的主观能动性得以发挥,学生通过自主学习,能够进一步激发学生的学习潜能。同时,物理实验中,某一个控制变量的变化,实验结果往往会有较大的差异,学生可以通过探究问题出现的原因,学会从多个角度思考问题,这样有利于培养学生的创新能力。

二、实验在物理教学中的.实践性应用。

目前,受物理实验室和物理实验器材的局限,学生所进行的物理实验大部分是小组实验。小组实验能培养学生的协作能力和自主探究能力,然而,在目前的物理教学中,物理小组实验的教学往往没有得到重视。因此,下面提出几点物理实验教学的建议:

1.端正学生对物理实验的态度。

许多学生认为实验与考试无关而忽视物理实验,这样,()不利于学生对所学知识的深刻认识和理解。因此,教师首先需要引导学生正确认识物理实验对于物理学习的重要意义。首先教师可以通过讲述物理知识背后的小实验,让学生认识到实验是物理学的基础。

此后,教师可以通过课堂演示实验,让学生对于物理知识有一定的感性认识,帮助学生更好地认识和了解物理实验的具体内容,让物理实验教学达到预期的教学效果。

2.帮助学生明确观察的目标。

每个物理实验都有其针对性和目的性,因此,学生在进行物理实验时,或在自主设计小组物理实验步骤的时候都应首先明确实验的目标。只有明确实验目的后,才能了解实验,而实验教学的效果也更显著。

3.针对不同阶段,教师应该采用不同的实验教学方式。

在学生动手能力和实验设计能力较低时,教师应设计合理的实验方案,引导学生进行探究式实验。学生刚刚开始接触一个新的物理实验时,往往对于实验的了解太少而无法顺利完成实验。此时,需要教师加以耐心的引导,帮助学生明确实验的目的,理清实验的步骤和思路。

学生通过小组合作,进行实验方案设计时,教师可以提出几点注意事项和要求,帮助学生明确实验的内容、要求和目标。此外,教师需要关注学生在实验中小组合作的效率,解答学生在实验设计和实验操作中的问题,同时不断吸取教学经验,改良实验教学的方法。

同时,教师可以根据学生所设计的实验方案发现学生物理学习中的盲点和易错点,让教师更好地了解学生。通过小组合作的实验设计,充分发挥学生在物理学习中的主体地位,培养学生的协作能力、自主性、积极性、探究能力以及创新精神。

5.重视实验总结。

印象。

如果学生的实验成功,学生在完成报告时,可以发现实验成功的关键要素,并且能够牢记在心。而如果学生的实验失败,学生可以在完成总结报告时,寻找失败的原因,对影响实验结果的因素有更为深入的认识。

6.教师需要重视提高自身的物理实践操作的专业水平。

学生对实验的态度和实验流程的认识、实验理念的认知都来源于教师。因此,教师需要不断进行自我完善,关注实验的细节。特别是在实验演示教学中,教师应严格要求自己,进行演示操作应更应严谨、规范,注意实验的每一个细节。教师作为示范者,应引导学生正确认识物理实验,严肃对待物理实验,并认真进行自主探究实验。

物理来源于生活,而物理的概念来源于重复性的实验。实验是物理研究的重要部分,是物理学的基础。因此学校与教师应该重视高中物理教学中的物理实验教学,认清物理教学的重要性,教师在不断完善自身的物理实验操作专业水平的同时,应帮助学生端正对物理实验的态度,培养学生的实验技能与实验设计能力,激发学生对物理学习的兴趣和探究精神。

参考文献:

[1]张玉国。浅谈实验在高中物理教学中的重要性[j]。中国校外教育,(26)。

[2]苟举强。浅谈高中物理教学方式的多样化[j]。学周刊,2013(26)。

[4]王作印。高中物理探究式实验课堂构建[j]。太原城市职业技术学院学报,2013(08)。

(作者单位甘肃省庆阳市镇原县镇原中学)。

传感器在高中物理新课程实验教学中应用与思考论文

新课程标准对信息技术与物理课程的整合提出了具体要求,尤其是将传感器列入中学物理课程。提出“了解常见传感器及其应用,体会传感器的应用给人们带来的方便”。

实验是物理的基础。要做实验就离不开测量。传统的物理实验是将各种物理量(如温度、时间、力、加速度等)转化为长度进行度量。传感器则是将各种物理量转换成电信号,人们对电信号作出进一步的分析和处理。传感器进入中学物理实验室,成为信息技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新突破口。过去实验测量工具器材是水银温度计、打点器、天平,现在则是用力的传感器、温度传感器、电磁传感器来探测物理量,显示物理实验数据,运用计算机强大的计算功能探索物理规律。学生在这样的环境下体验“做科学”的探究过程,来实现科学素质的培养。

借助数字化实验室提供的先进技术手段突破传统实验手段的限制,大幅度改进原来做不出、做不好的实验,变“不可见”为“可见”,由“抓不住”到“抓得住”,将“不好做的”转变为“好做的”。

一、变不可见为可见。

将力传感器用于超重、失重实验,使用位移传感器研究加速度。

超重、失重是生活中的常见现象,电梯升降、神舟号在太空中遨游时航天员的失重现象等,学生们都能一一列举出来。然而如何从物理学的规律出发来认识超重、失重的原因,却是一个教学难点。原因是学生看不到超重、失重过程中压力的变化。超重、失重现象发生在物体变速运动的过程中,按照传统实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化;而且在课堂中演示超重、失重所经历的时间又很短暂,学生根本看不清弹簧测力计示数,更谈不上记录数据,提供给学生作为分析的依据。而引入力的传感器,便解决了这个问题。

在学习牛顿第二运动定律时,利用传统实验器材,学生只能通过物体的运动速度、位移间接地计算出物体加速度的大小,而且也只能研究匀加速运动物体的加速度。利用力的传感器和位移传感器设计实验,直接测量出了物体运动过程受到的外力和加速度的数值,并利用计算机绘制出了力和加速度一一对应关系的图线,提高了实验的直观性和课堂教学效率。并且,由于传感器实验不受物体运动情况的限制,学生还可以研究做非匀加速运动物体的加速度,使学生很容易理解牛顿第二运动定律的瞬时性,很快突破了难点。

二、由抓不住到抓得住。

将电流传感器用于自感现象实验。

在自感现象实验教学中,闭合开关通电,出现了一个灯泡先亮,一个灯泡后亮的现象。这是由于电磁感应引起通过两个灯泡的电流不同产生的自然现象。以往教师只能通过理论分析电流的变化情况,学生无法直接观察到电流变化的情况,只能被动接受教师的分析,头脑中很难有形象的物理情景作支撑,形成了教学中的一个难点。我们引入电流传感器,将电流的变化记录为图像,使学生直观地看到了自感对电流的影响,帮助学生认识了自感现象的本质。在这个基础上,教师又启发学生从电磁感应的理论出发来分析断电时自感现象中电流的变化情况,并利用电流传感器实时记录电流变化图像,印证学生分析推理的正确与否。在这个过程中,学生由被动地听讲变成主动参与,在积极地对话交流过程中,加深了对自感现象本质的理解。这样不但解决了传统实验仪器不能直观反映出本质现象的弊端,增强了教学效果,而且还加强了学生的主动参与,大大提高了课堂教学的效率。

三、将不好做的转变为好做的。

同时使用力传感器和光电门传感器进行向心力研究。

在以往的向心力教学中,由于理论推导和实验证明都很困难,教师只能直接给出向心力公式,无法进行任何理论推导和实验证明。而利用力传感器和光电门传感器,可以直接获得一个做圆周运动物体所受到向心力、线速度的数据,进而从数据分析中得到向心力公式。

四、对传统实验进行“再挖掘”,开发其潜在的教育和教学功能。

在信息技术的支持下,探究式教学模式可以发挥更大的作用。探究式教学是以探索、研究物理规律为出发点,以实验活动为中心,以学生的可持续发展探究能力的培养为根本的一种教学方法。

传统的教学方法使学生从道理上得到了一个合法逻辑的结论,然而在实际中什么是动量,什么是冲量,什么是动能,为什么动能的.定义要有一个1/2的系数?学生是没有感性认识的。在运用传感器进行动能定理、动量定理的教学过程中,教师鼓励学生充分利用实验创设的真实情景,在实验全过程中主动地进行探索、学习,教师则加强对学生问题的了解,并加以适当的指导,尽可能调动学生的积极性;同学们在解决问题时讨论、互助、合作,通过处理实验的一系列数据,“发现”新规律,“定义”新的物理量。

这种打乱原有教材内容安排的教学过程,要求的计算量非常大,学生应用计算机已有的程序处理数据,大大提高了课堂效率,体现了信息技术对物理教学的整合。探究式教学不是以定律、公式的灌输为中心,而是以学生为主体,使学生从发现者和探索者的角度出发,从物理数据中,自己得到客观世界的规律,教师在其中并不扮演教化者的角色,而是从旁边点拨和指导,让学生在研究和归纳的过程中,感性地理解物理变化及其规律。这样学生最终不仅可以更深入地理解物理学的现象,而且可以学会物理学的一种精神――独立思考、大胆假设和严谨探索实验的科学精神。

压阻传感器在真空度控制的应用论文

对施工材料的检测在所有工程施工中均具有较高的要求,作为公路工程施工材料中占有大比例的砂石的检测,便是公路工程检测的一项重要内容,其直接决定这些材料能否应用于施工,因此需要技术人员对这些材料现场进行检测。工程用砂则需要确保砂的含泥量及级配等与施工要求相符;同时应严格控制碎石的轧制过程,确保其压碎值及密实度与要求相符;砂中的泥块含量应为0%,泥粉尘含量应小于或等于5%,砂当量应超过75%;检测氧化镁及氧化钙在石灰中的含量,确保其用量及消解率与达到工程需要的要求。

(2)施工检测。

首先,公路工程检测中的标准性试验,为检测施工过程所使用的材料及施工工艺等是否符合国家规范或者满足行业标准,需要在公路工程检测中应用标准性试验,该项检测通常位于施工之前,主要是对拟用材料及配合比进行检测,检验材料及工艺是否满足国家规定标准,如沪宁高速公路增补声屏障施工项目,在检测粒径小于38mm的路基土时,通常采取重型击实的手段对路基土含水量和密度、石灰粉煤灰稳定粒料及水泥稳定粒料进行检测,控制混凝土的最大水泥用量为500kg/m3,减水率要大于等于28%,初凝时间要超过120min;在对沥青进行试验检测时,由于其路面处在高温塑性变形状态下强度降低,在低温情况下脆性变大,所以冬季路面易出现裂缝,所以检测前需要全面了解沥青的使用标准规范,沥青的理想结构为骨架密实度结构,即将一定的粗骨料掺入混合料中作为框架,同时还掺入一定量细骨料来增加其密度。其次,对于路基及路面基层压实度检测。工地实际达到的干密度与室内标准击实试验得到的最大密度间的比值为压实度,而沥青路面的'压实度的确定包括对路面基层混合料最大干密度及最佳含水量、路基土最佳含水量及最大子密度以及沥青材料标准密度的确定等,其混合料的标准密度检测通常以马歇尔密度或者试验段密度作为取样标准,马歇尔密度的标准要高于试验段密度,2种方法均需测量试件的密度,而测密度的方法一般有表干法、体积法以及蜡封法等。

(3)施工质量跟踪检测。

应当对工程中的每一分项工程项目进行检测,并将实际检测的频率及方法作为施工质量跟踪检测的依据,如广东省某公路工程对道路中心线、桥涵等构造物轴线偏移情况的检测(测量轴线的偏移量),以及采用灌砂法及环刀法等对路基及路面压实度的检测,其中灌砂法试样最大粒径一般不得超出15mm,测定密度曾厚度为150~200mm。通常情况下,用回弹弯沉值来表示路基与路面承载能力,其中承载能力与回弹弯沉值成反比。要确保试验检测的各项内容均满足工程规范要求,同时应增加路基边部、挖方以及低填土地段的检测频率,确保加荷载速度依照水泥混凝土的抗压抗折强度试验规程进行,并且还应准确处理相应的测试值。

3加强公路工程检测工作的建议。

为了加强公路工程的质量控制,保证行车安全,除了要加强对相关检测技术的研究与应用外,还需要加强公路工程日常检测工作的力度。首先需要建立健全检测工作体系,完善各项检测制度。公路工程的建设单位,要推行质量自检的工作制度,合理安排管理工作人员,明确各个岗位职责,并要结合公路工程的实际施工进度情况,制定出详细化的检测工作计划,使其具有实践性与科学性。其次,加大投入,保证相关设备齐全。在开展公路工程的检测工作之前,需要合理布置实验室,并要加大投入,配全检测工作中所需的相关仪器设备,仪器设备优先选用自动化程度高的,减少人员操作带来的误差,从而提高检测数值的准确性。同时要对检测人员提出较高要求,使其牢固掌握检测技术,可以通过岗前培训及严格考核等环节,来逐步强化其技能,不断提高个人素养,保证相关工作人员能够持证上岗。最后,需要精细化公路工程的检测工作,对各项检测数值进行准确分析。在开展检测工作时,需要对各个工程环节进行详细划分,并要实行一一负责制,当完成检测工作时,需要对各项检测结果及时进行处理,减小误差,保证检测结果的精确性,及时对收集上来的数据通过数理统计分析施工水平,找出施工存在的问题,及时纠正施工中存在的问题。

4结语。

社会经济的快速发展,使得我国公路工程建设呈现出了跨越式的发展趋势,公路建设在快速发展的同时,所承受的通行压力也在不断增加,因而质量问题也日益严重。我们需要对公路工程的检测工作有足够重视,通过全面检查及现代化的检测技术的应用来对公路施工进行控制,保证公路施工质量,促进我国家交通运输业的发展。

参考文献:。

[2]张颖.公路工程检测在公路工程质量控制中的应用.交通标准化,(15).。

传感器在高中物理新课程实验教学中应用与思考论文

时代在进步,教育在改革,网络时代的覆盖,为了跟上时代的变迁,培养创新性人才,教学模式也在不断改变。微课的出现就是对传统教学模式的转变,它是将学习内容引进视频,通过视频的方式完成教与学的过程,可谓是对传统教学模式的颠覆,不过其中也包括了重难点的解析及课后反思等。

2微课的概念及特点。

微课是教师在课堂内外教育教学中围绕重要知识点,视频教学是微课的核心组成内容。与传统教学的视频资料不同,微课还包涵与教学主题有关的教学设计、素材、课件、反思、测试、评价等辅助性教学资源。所以微课既是区别于传统教学资源的教学模式,又是在其基础上继承发展起的新型教学模式。微课所具有的特点是教学时间短,教学内容少,符合学生的认知特点,能提高学习效率。相对于传统的课堂来说,微课采用的视频为主的教学模式,教师不再只担任讲授的角色,更多转变为引导角色;学生也由被动接受转变为主动探究。微课的主体突出、内容具体,研究的问题来源于教育教学实践的具体问题,每堂课都会根据其知识点和核心内容教学,主题明确,教学目标单一,内容精简,知识点针对性强,研究内容易表达,也易理解。

实验教学是对理论教学的补充,实验也是很好检验学生的动手能力和实际操作能力,基础实验教学也是医学中的关键,医学实验的发展对医学的进步起着重要作用,实验的教学的目的除了进一步加深学生对已掌握的理论知识的理解,对实验教学的强化,也是对学生动手能力的锻炼。实验教学在医学学习中占重要地位,医学教育质量也跟基础医学实验教学挂钩,所以在对实验的.教学中要深化实验教育改革,创新实验教学模式。目前我国的传统医学教育存在着一些问题,在教学中都是以传授知识为主,没有传授获取的方法,通常都是以教师灌输的方式,学生在学习中比较被动,缺少自己思考创新。特别是实验教学中,如果一昧的重复验证性实验只会使学生觉得枯燥,所以要注意对实验的合理安排。医学实验教学为了使学生对已学知识的深入理解,并且能够学习基本技能和实际操作方法。

传感器论文

传感器应用极其广泛,而且种类繁多,涉及的学科也很多,通过对传感器的学习让我基本了解了传感器的基本概念及传感器的静、动态特性电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、磁敏式、光电式传感器与光纤传感器的结构、工作原理及应用。传感器的特性主要是指输出入输入之间的关系。当输入量为常量或变化很慢时,其关系为静态特性。当输入量随时间变换较快时,其关系为动态特性。

前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量,并按一定规律将其转换成有用输出,特别是完成非电量到电量的转换。传感器的组成并无严格的规定。一般说来,可以把传感器看做由敏感元件(有时又称为预变换器)和变换元件(有时又称为变换器)两部分组成,。

敏感元件。

在具体实现非电量到电量的变换时,并非所有的非电量都能利用现有的技术手段直接变换为电量,有些必须进行预变换,即先将待测的非电量变为易于转换成电量的另一种非电量。这种能完成预变换的器件称为敏感元件。

变换器。

能将感受到的非电量变换为电量的器件称为变换器,例如,可以将位移量直接变换为电容、电阻及电感的电容变换器、电阻变换器及电感变换器,能直接把温度变换为电势的热电偶变换器。显然,变换器是传感器不可缺少的重要组成部分。

在实际情况中,由于有一些敏感元件直接就可以输出变换后的电信号,而一些传感器又不包括敏感元件在内,因此常常无法将敏感元件与变换器加以严格区别。

通过本学期的学习让我了解在实际使用中对传感器的选择的要。

求如下:1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。

要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定.因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制.

在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指针.

2、灵敏度的选择。

量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理.但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度.因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽员减少从外界引入的厂扰信号.

传感器的灵敏度是有方向性的.当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好.

3、频率响应特性。

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好.

传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低.

在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差.

4、线性范围。

文档为doc格式。

传感器的应用教学设计

1、传感器:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断的元件。

2、传感器的优点:把非电学量转换为电学量,很方便地进行测量、传输、处理和控制。

4、认识一些制作传感器的元器件。

(1)、光敏电阻:光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小。作用:光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

(2)、热敏电阻:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且阻值随温度变化非常明显。作用:半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。

(3)、霍尔元件:霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。

十.【教学反思】。

本节课依据学生的认知规律组织教学,引入新课从生活实例入手,设置悬念,提出问题,激发学生兴趣,增强学生的求知欲;在进行“什么是传感器”的教学中注重实验探究,引导学生从两个实验的探究中加以归纳,并通过dislab系统显示传感器的优越性,让学生了解把非电学量转化为电学量的技术意义;在对光敏电阻、热敏电阻和热电阻、霍尔元件这些制作传感器的元器件教学中,注重将教师演示实验与学生动手实验相结合,注重理论与实践相结合。整个教学过程符合新课程的三维目标,体现新课程的理念,注意培养学生的自主、合作、探究能力,注意从生活走向物理,从物理走向生活,以此增进学生的学习能力和科学素养。

无线传感器网络的特点与应用

无线传感器网络简称wsn,它综合了现代无线网络通信技术、传感器技术、计算机技术等,其应用十分广泛。下面是小编为大家搜索整理的关于无线传感器网络的特点与应用,欢迎参考阅读,希望对大家有所帮助!想了解更多相关信息请持续关注我们应届毕业生培训网!

无线传感器网络是一种新型的传感器网络,其主要是由大量的传感器节点组成,利用无线网络组成一个自动配置的网络系统,并将感知和收集到的信息发给管理部门。目前无线传感器网络在军事、生态环境、医疗和家居方面都有一定应用,未来无线传感器网络的发展前景将是不可估量的。

在监测区通常都会安置许多传感器节点,并通过分布式处理信息,这样就能够提高监测的准确性,有效获取更加精确的信息,并降低对节点传感器的精度要求。此外,由于节点数量多,因此存在许多冗余节点,这样就能使系统的容错能力较强,并且节点数量多还能够覆盖到更广阔的监测区域,有效减少监测盲区。

无线传感器网络属于动态网络,其节点并非固定的。当某个节电出现故障或是耗尽电池后,将会退出网络,此外,还可能由于需要而被转移添加到其他的网络当中。

无线传感器的节点位置并不能进行精确预先设定。节点之间的`相互位置也无法预知,例如通过使用飞机播散节点或随意放置在无人或危险的区域内。在这种情况下,就要求传感器节点自身能够具有一定的组织能力,能够自动进行相关管理和配置。

无线传感网络中,节点之间的距离通常都在几十到几百米,因此节点只能与其相邻的节点进行直接通信。如果需要与范围外的节点进行通信,就需要经过中间节点进行路由。无线传感网络中的多跳路由并不是专门的路由设备,所有传输工作都是由普通的节点完成的。

无线传感网络中的节点均利用编号标识。由于节点是随机分布的,因此节点的编号和位置之间并没有联系。用户在查询事件时,只需要将事件报告给网络,并不需要告知节点编号。因此这是一种以数据为中心进行查询、传输的方式。

通常都是用电池对节点进行供电,而每个节点的能源都是有限的,因此一旦电池的能量消耗完,就是造成节点无法再进行正常工作。

无线传感器可以用于进行气象研究、检测洪水和火灾等,在生态环境监测中具有明显优势。随着我国市场经济的不断发展,生态环境污染问题也越来越严重。我国是一个幅员辽阔、资源丰富的农业大国,因此在进行农业生产时利用无线传感器进行对生产环境变化进行监测能够为农业生产带来许多好处,这对我国市场经济的不断发展有着重要意义。

无线传感器网络通过使用互联网络将收集到的信息传送到接受端口,例如一些病人身上会有一些用于监测心率、血压等的传感器节点,这样医生就可以随时了解病人的病情,一旦病人出现问题就能够及时进行临时处理和救治。在医疗领域内传感器已经有了一些成功案例,例如芬兰的技术人员设计出了一种可以穿在身上的无线传感器系统,还有ssim(smart sensors and integrated microsystems)等。

文物保护单位的一个重要工作就是要对具有意义的古老建筑实行保护措施。利用无线传感器网络的节点对古老建筑内的温度是、湿度、关照等进行监测,这样就能够对建筑物进行长期有效的监控。对于一些珍贵文物的保存,对保护地的位置、温度和湿度等提前进行检测,可以提高展览品或文物的保存品质。例如,英国一个博物馆基于无线传感器网络设计了一个警报系统,利用放在温度底部的节点检测灯光、振动等信息,以此来保障文物的安全[5]。

目前我国基础建设处在高速发展期,建设单位对各种建设工程的安全施工监测越来越关注。利用无线传感器网络使建筑能够检测到自身状况并将检测数据发送给管理部门,这样管理部门就能够及时掌握建筑状况并根据优先等级来处理建筑修复工作。

另外,在家具或家电汇中设置无线传感器节点,利用无线网络与互联网络,将家居环境打造成一个更加舒适方便的空间,为人们提供更加人性化和智能化的生活环境。通过实时监测屋内温度、湿度、光照等,对房间内的细微变化进行监测和感知,进而对空调、门窗等进行智能控制,这样就能够为人们提供一个更加舒适的生活环境。

无线传感器网络具有低能耗、小体积、高抗毁等特性,且其具有高隐蔽性和高度的自组织能力,这为军事侦察提供有效手段。美国在20世纪90年代就开始在军事研究中应用无线传感器网络。无线传感器网络在恶劣的战场内能够实时监控区域内敌军的装备,并对战场上的状况进行监控,对攻击目标进行定位并能够检测生化武器。

目前无线传感器网络在全球许多国家的军事、研究、工业部门都得到了广泛的关注,尤其受到美国国防部和军事部门的重视,美国基于c4isr又提出了c4kisr的计划,对战场情报的感知和信息综合能力又提出新的要求,并开设了如nsof系统等的一系列军事无线传感器网络研究。

总之,随着无线传感器网络的研究不断深入和扩展,人们对无线传感器的认识也越来越清晰,然而目前无线传感器网络的在技术上还存在一定问题需要解决,例如存储能力、传输能力、覆盖率等。尽管无线传感器网络还有许多技术问题待解决使得现在无法广泛推广和运用,但相信其未来发展前景不可估量。

传感器论文

1微型化(micro)。

为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。

目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(cad)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。

对于微机电系统(mems)的研究工作始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科,是一个极具前景的新兴研究领域。mems的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。经过几十年的发展,尤其最近十多年的研究与发展,mems技术已经显示出了巨大的生命力,此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。在当前技术水平下,微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3d微型结构,从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件,象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1],[2]。目前,这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。

2智能化(smart)。

智能化传感器(smartsensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用领域,如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。

2.1智能化传感器的特点。

智能化传感器是指那些装有微处理器的,不但能够执行信息处理和信息存储,而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样,其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。如智能化压力传感器,主传感器为压力传感器,用来探测压力参数,辅助传感器通常为温度传感器和环境压力传感器。采用这种技术时可以方便地调节和校正由于温度的变化而导致的测量误差,而环境压力传感器测量工作环境的压力变化并对测定结果进行校正;而硬件系统除了能够对传感器的弱输出信号进行放大、处理和存储外,还执行与计算机之间的通信联络。

通常情况下,一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量,其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的;但智能化传感器却能够实现所有的功能,而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。与传统的传感器相比,智能化传感器具有以下优点:

1.智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节,能够对所测的数值及其误差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理,借助于软件滤波器滤波数字信号。此外,还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿,以改进测量精度。

2.智能化传感器具有自诊断和自校准功能,可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时,它将发出告警信号,并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时,它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。

3.智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量,从而进一步拓宽了其探测与应用领域,而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。此外,其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能,也能够使它们适合于各不相同的工作环境。

5.智能化传感器备有一个数字式通信接口,通过此接口可以直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。此外,智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便,譬如,可以对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作,也可以将所测的数据发送给远程用户等。

2.2智能化传感器的发展与应用现状。

目前,智能化传感器技术正处于蓬勃发展时期,具有代表意义的典型产品是美国霍尼韦尔公司的st-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器,以及另外一些含有微处理器(mcu)的单片集成压力传感器、具有多维检测能力的智能传感器和固体图像传感器(ssis)等。与此同时,基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中的重要作用也日益受到了相关研究人员的极大重视。

指出的一点是:目前的智能化传感器系统本身尽管全都是数字式的,但其通信协议却仍需借助于4~20ma的标准模拟信号来实现。一些国际性标准化研究机构目前正在积极研究推出相关的通用现场总线数字信号传输标准;不过,在眼下过渡阶段仍大多采用远距离总线寻址传感器(hart)协议,即highwayaddressableremotetransducer。这是一种适用于智能化传感器的通信协议,与目前使用4~20ma模拟信号的系统完全兼容,模拟信号和数字信号可以同时进行通信,从而使不同生产厂家的产品具有通用性。

能化传感器多用于压力、力、振动冲击加速度、流量、温湿度的测量,如美国霍尼韦尔公司的st3000系列全智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器就属于这一类传感器。另外,智能化传感器在空间技术研究领域亦有比较成功的应用实例[6]。

发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。可以预见,新兴的智能化传感器将会在关系到全人类国民生的各个领域发挥越来越大作用。

3多功能传感器(multifunction)。

如前所述,通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。

3.1多功能传感器的执行规则和结构模式。

概括来讲,多功能传感器系统主要的执行规则和结构模式包括:

(1)多功能传感器系统由若干种各不相同的敏感元件组成,可以用来同时测量多种参数。譬如,可以将一个温度探测器和一个湿度探测器配置在一起(即将热敏元件和湿敏元件分别配置在同一个传感器承载体上)制造成一种新的传感器,这样,这种新的传感器就能够同时测量温度和湿度。

(2)将若干种不同的敏感元件精巧地制作在单独的一块硅片中,从而构成一种高度综合化和小型化的多功能传感器。由于这些敏感元件是被综装在同一块硅片中的,它们无论何时都工作在同一种条件下,所以很容易对系统误差进行补偿和校正。

(3)借助于同一个传感器的不同效应可以获得不同的信息。以线圈为例,它所表现出来的电容和电感是各不相同的。

(4)在不同的激励条件下,同一个敏感元件将表现出来不同的特征。而在电压、电流或温度等激励条件均不相同的情况下,由若干种敏感元件组成的一个多功能传感器的特征可想而知将会是多么的`千差万别!有时候简直就相当于是若干个不同的传感器一样,其多功能特征可谓名副其实。

3.2多功能传感器的研制与应用现状。

多功能传感器无疑是当前传感器技术发展中一个全新的研究方向,日前有许多学者正在积极从事于该领域的研究工作。如将某些类型的传感器进行适当组合而使之成为新的传感器,如用来测量流体压力和互异压力的组合传感器。又如,为了能够以较高的灵敏度和较小的粒度同时探测多种信号,微型数字式三端口传感器可以同时采用热敏元件、光敏元件和磁敏元件;这种组配方式的传感器不但能够输出模拟信号,而且还能够输出频率信号和数字信号.

从目前的发展现状来看,最热门的研究领域也许是各种类型的仿生传感器了,而且在感触、刺激以及视听辨别等方面已有最新研究成果问世。从实用的角度考虑,多功能传感器中应用较多的是各种类型的多功能触觉传感器,譬如人造皮肤触觉传感器就是其中之一,这种传感器系统由pvdf材料、无触点皮肤敏感系统以及具有压力敏感传导功能的橡胶触觉传感器等组成。据悉,美国merritt公司研制开发的无触点皮肤敏感系统获得了较大的成功,其无触点超声波传感器、红外辐射引导传感器、薄膜式电容传感器、以及温度、气体传感器等在美国本土应用甚广。

与其它方面的研究成果相比,目前在人工嗅觉方面的研究还似乎远远不尽人意。由于嗅觉元件接收到的判别信号是非常复杂的,其中总是混合着成千上万种化学物质,这就使得嗅觉系统处理起这些信号来异常错综复杂。

人工嗅觉传感系统的典型产品是功能各异的electronicnose(电子鼻),近10多年来,该技术的发展很快,目前已有数种商品化的产品在国际市场流通,美、法、德、英等国家均有比较先进的电子鼻产品问世。

“电子鼻”系统通常由一个交叉选择式气体传感器阵列和相关的数据处理技术组成,并配以恰当的模式识别系统,具有识别简单和复杂气味的能力,主要用来解决一般情况下的气味探测问题。根据应用对象的不同,“电子鼻”系统传感器阵列中传感器的构成材料及配置数量亦有所不同,其中,构成材料包括金属氧化物半导体、导电聚合物、石英晶振等,配置数量则从几个到数十个不等。总之,“电子鼻”系统是气体传感器技术和信息处理技术进行有效结合的高科技产物,其气体传感器的体积很小,功耗也很低,能够方便地捕获并处理气味信号。气流经过气体传感器阵列进入到“电子鼻”系统的信号预处理元件中,最后由阵列响应模式来确定其所测气体的特征。阵列响应模式采用关联法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法对所测气体进行定性和定量鉴别。美国cyranosciences公司生产的cyranose320电子鼻是目前技术较为先进、适用范围也比较广的嗅觉传感系统之一,该系统主要由传感器阵列和数据分析算法两部分组成,其基本技术是将若干个独特的薄膜式碳-黑聚合物复合材料化学电阻器配置成一个传感器阵列,然后采用标准的数据分析技术,通过分析由此传感器阵列所收集到的输出值的办法来识别未知分析物。据称,cyranose320电子鼻的适用范围包括食品与饮料的生产与保鲜、环境保护、化学品分析与鉴定、疾病诊断与医药分析以及工业生产过程控制与消费品的监控与管理等。

4无线网络化(wirelessnetworked)。

无线网络对我们来说并不陌生,比如手机,无线上网,电视机。传感器对我们来说也不陌生,比如温度传感器、压力传感器,还有比较新颖的气味传感器。但是,把二者结合在起来,提出无线传感器网络(wirelesssensornetworks)这个概念,却是近几年才发生的事情。

传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域。传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现“无处不在的计算”理念。传感器网络的研究采用系统发展模式,因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术、系统soc(system-on-chip)芯片设计技术、纳米材料与技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合,以实现其微型化、集成化、多功能化及系统化、网络化,特别是实现传感器网络特有的超低功耗系统设计。传感器网络具有十分广阔的应用前景,在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值,已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,并成为进入年以来公认的新兴前沿热点研究领域,被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。

4.2传感器网络研究热点问题和关键技术。

传感器网络以应用为目标,其构建是一个庞大的系统工程,涉及到的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都很多。对无线传感器网络系统结构及界面接口技术的研究意义重大。如果我们把传感器网络按其功能抽象成五个层次的话,将会包括基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。

其中,基础层以研究新型传感器和传感系统为核心,包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等,以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。

传感器网络有着巨大的应用前景,被认为是将对21世纪产生巨大影响力的技术之一。已有和潜在的传感器应用领域包括:军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等等。随着传感器技术、无线通信技术、计算技术的不断发展和完善,各种传感器网络将遍布我们生活环境,从而真正实现“无处不在的计算”。以下简要介绍传感器网络的一些应用。

(1)军事应用。

传感器网络研究最早起源于军事领域,实验系统有海洋声纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中,通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段,可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域如敌方阵地内,收集到有用的微观数据;在一部分传感器因为遭破坏等原因失效时,传感器网络作为整传感器网络体仍能完成观察任务。传感器网络的上述特点使得它具有重大军事价值,可以应用于如下一些场景中:

监测人员、装备等情况以及单兵系统:通过在人员、装备上附带各种传感器,可以让各级指挥员比较准确、及时地掌握己方的保存状态。通过在敌方阵地部署各种传感器,可以了解敌方武器部署情况,为己方确定进攻目标和进攻路线提供依据。

监测敌军进攻:在敌军驻地和可能的进攻路线上部署大量传感器,从而及时发现敌军的进攻行动、争取宝贵的应对时间。并可根据战况快速调整和部署新的传感器网络。

评估战果:在进攻前后,在攻击目标附近部署传感器网络,从而收集目标被破坏程度的数据。

核能、生物、化学攻击的侦察:借助于传感器网络可以及早发现己方阵地上的生、化污染,提供快速反应时间从而减少损失。不派人员就可以获取一些核、生、化爆炸现场的详细数据。

(2)环境应用。

洪灾的预警:通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器,可以在洪灾到来之前发布预警信息,从而及时排除险情或者减少损失。

农田管理:通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器,可以更好地对农田管理微观调控,促进农作物生长。

(3)家庭应用。

建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内,获取室内环境参数,从而为居室环境控制和危险报警提供依据。

智能家居:通过布置于房间内的温度、湿度、光照、空气成分等无线传感器,感知居室不同部分的微观状况,从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制,提供给人们智能、舒适的居住环境[16]。

建筑安全:通过布置于建筑物内的图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器,发现异常事件及时报警,自动启动应急措施。

智能交通:通过布置于道路上的速度、识别传感器,监测交通流量等信息,为出行者提供信息服务,发现违章能及时报警和记录[17]。反恐和公共安全通过特殊用途的传感器,特别是生物化学传感器监测有害物、危险物的信息,最大限度地减少其对人民群众生命安全造成的伤害。

(4)结论。

无线传感器网络有着十分广泛的应用前景,它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值,在未来还将在许多新兴领域体现其优越性,如家用、保健、交通等领域。我们可以大胆的预见,将来无线传感器网络将无处不在,将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连,实现远距离跟踪,家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。但是,我们还应该清楚的认识到,无线传感器网络才刚刚开始发展,它的技术、应用都还还远谈不上成熟,国内企业应该抓住商机,加大投入力度,推动整个行业的发展。

无线传感器网络是新兴的通信应用网络,其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此,无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,需要各种技术支撑。目前,成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展,应用到无线传感器网络中,形成新的市场增长点,创造无线通信的新天地。

5结语。

当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后,随着cad技术、mems技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展,未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会,作为现代科学“耳目”的传感器系统,作为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础,必将进一步得到社会各界的普遍关注。

微波传感器依靠微波的很多优点,将广泛地用于微波通讯、卫星发送等无线通讯,和雷达、导弹诱导、遥感、射电望远镜中。并且在一些非接触式的监测和控制中也有很好的应用。

智能传感器的应用心得体会

智能传感器是当今智能化发展的重要组成部分之一,它能够通过各种方式感受周围环境变化,并提供数据供相关机器设备运转、决策及改善生产效率之用,如智能家居、工业能效、智慧城市等领域都广泛应用。我在实践应用智能传感器的工作中,深感其重要性和实用性,在此,我将就智能传感器的几个方面体会和心得进行分享。

一、赋能于智慧城市建设。

对于智慧城市而言,规模较大、数据、资源较为丰富,智能传感器作为信息发布、数据收集兼具的利器,有助于各领域信息共享和拓展。依扫、红外传感器等智能检测设备可以自动感知实时交通情况,通过无线网络传输,数据处理产生最优路线方案,从而帮助人们规避交通堵塞;而在其他智慧应用场景中,智能传感器还可以通过数据分析,提前预防或解决问题,以更高效的方式解决民生难题。

二、在行业中优化生产流程。

施乐(XEROX)生产线上的智能传感器可以在区域感知温度、气压等因素,从而优化设备的协同动作和流程。智能传感器可以实现设备间的自动协同操作,不再需要人为干预。该方案的实现可以大幅提高生产效率并降低人工干预带来的安全隐患,对于企业而言,这样的应用极具可行性和较高的投资回报率。智能传感器的应用不仅简化了生产流程,也大大提高了企业的生产效率和工作效率。

三、实现更智能的智能家居。

智能家居方案的普及使得人们可以更加便捷地进行家用电器的控制和管理。智能传感器可以自动感知周围环境,依据感知情况,进行智能匹配和控制。例如,用户通过语音控制智能家居变得日趋便利,用户只需进行命令操作,便可以进行灯光亮度、电颜色、温度、窗帘等多种设备的控制,从而实现一个智能化、高效的家居环境。

四、提高现有产品的附加值。

智能传感器还可以为市场带来更好的用户体验和增加产品的附加值。光线、声音、温度、气压等实体模拟信号可以转换成数字信号,并通过数据网络或信号线传输至后台,形成大量的数据,但大量数据的价值在于其组合分析与使用,在这个过程中智慧传感器扮演了重要角色。从而使得现有的产品不仅具有原产品的常规功能,还提供了更加智能化的用户体验,以及更优秀的数据支撑,方便更好地为市场、客户提供更体现价值的解决方案。

五、开发新的物联网应用场景。

虽然智能传感器在各个领域都有了相对完整的经验积累,但是新的不同实践场景的不断拓展需要不断提高智能传感器的可靠性、灵活性和实用性。智能传感器以其功能强大、便捷灵活的特点,将成为新型的物联网底层通信环节,支撑着不断变革和拓展的物联网方案。未来,智能传感器凭借强大的数据处理能力,将不断迎来更广泛和更复杂的应用场景,让物联网更快地发展更加蓬勃。

总之,智能传感器的应用是构建物联网的重要组成部分,因其便捷、实用、智能的特点在各个行业中都有较好的应用前景。我们需要在实践和探索过程中不断学习和提高,不断提升其在各个行业中的应用价值,进一步为社会发展做出更大的贡献。

压电传感器原理及其应用

2.闭磁路变隙式单线圈电感传感器的3.电涡流式传感器工作时,要求线圈距被测物无关的金属物体至少有一个线圈的距离,否则会使降低和非线性误差加大。

5.电位器的种类繁多,按工作特性可分为性两种。

6.差动螺线管式电感传感器主要由两个。

7.电涡流传感器的主体是。因而它的性能对整个测量系统的性能产生重要影响。

8.电容式传感器中,变面积式常用于较大的9.光敏三极管可以看成普通三极管的集电结用替代的结果。通常基极不引出,只有两个电极。

10.光电管由一个光电阴极和一个阳极封装在真空的玻璃壳内组成,其技术性能主要取决于。

11.振弦式传感器是经被拉紧的钢弦作为传感元件,其与弦的张紧力的平方根成正比。

12.振筒式传感器用薄壁圆筒将被测气体或密度的变化转换成频率的变化。

13.所谓光栅,从它的功能上看,就是刻线间距很小的14.振弦式传感器的原理结构中,振弦的一端用夹紧块固定在上,另一端用夹紧块固定在上。

15.对某种物体产生有一个的限制,称为红限。

16.光敏二极管的结构与普通二极管相似,其管芯是一个具有pn结。它是在电压下工作的。

17.振筒式传感器中,激励器与拾振器通过加上放大器和反馈网络组成一个振荡系统,所以振筒是由材料制成的。

二、选择题(5题为多选)。

1.当一定波长入射光照射物体时,反映该物体光电灵敏度的物理量是()。

a.红限b.量子效率。

c.逸出功d.普朗克常数。

2.光敏三极管工作时()。

a.基极开路、集电结反偏、发射结正偏。

b.基极开路、集电结正偏、发射结反偏。

c.基极接电信号、集电结正偏、发射结反偏。

3.在光线作用下,半导体电导率增加的现象属于()。

a.外光电效应b.内光电效应。

d.光电发射。

4.振弦式传感器中,把被测量转换成频率的关键部件是()。

a.激励器b.拾振器。

c.永久磁铁d.振弦。

5.计量光栅上出现莫尔条纹的条件有()。

a.两块栅距相等的光栅叠在一起。

b.两块光栅的刻线之间有较大的夹角。

c.两块光栅的刻线之间有较小的夹角。

d.两块光栅的刻线之间必须平行。

智能传感器的应用心得体会

随着科技的进步和智能化的不断发展,我们已经进入了数字化时代。现在,智能传感器已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。智能传感器具有广泛的应用,可以用于远程监测、控制和诊断。本文作者将分享一些采用智能传感器的工作和生活经验,并谈论其在现代社会中的重要性。

智能传感器是由微处理器、变送器、传感器和其他元件组成的。它的作用是将物理量转换为可读取的数字信号。传感器部分测量所需的参数,例如温度、压力、湿度和风速等。这些数据传输到微处理器,随后为转换成易于解读的信号。传感器可以通过有线或无线网络连接到主机机构实时读取数据。最终,数据可以被用于采取行动,如更改输送量、发出警报或优化维护计划。

许多制造业和工业生产已经从传统的手动监测方式转变为智能化的自动化控制方式。智能传感器可以确保生产系统的高效性和可靠性,使工人可以更快地诊断问题,减少生产停机时间。此外,利用智能传感器进行预测性维护可以减少维护成本,延长设备寿命,并改善设备的可靠性。智能传感器甚至可以用于优化供应链,并保持库存水平。

智能传感器被广泛应用于家庭自动化系统,如智能家居系统,可用于控制室内温度、照明和安全系统。可以通过智能手机应用或语音控制操作系统,让用户更轻松地管理家庭环境。另外,智能传感器技术还可以应用于医疗保健系统,例如,生理和生命体征监测等。通过智能传感器的帮助,医生可以得到实时数据,对医疗状况进行实时监测和跟踪,从而提高了治疗的效果和准确性。

第五段:结论。

总之,随着科技的进步,智能传感器已经广泛运用于工业、医疗、安保等众多领域,并能够促进现代社会高效地运作。智能传感器所提供的数据不仅可以帮助企业更好的进行高效生产,也可以方便日常生活并且提高医疗和安全保障的质量。因此,在未来,智能传感器的应用将不断拓展,并不断发挥更多更广泛的作用。

智能传感器的应用心得体会

智能传感器是近年来非常热门的一个领域。智能传感器是一种高科技产品,它将物理、化学、生物等各种信息转换成电信号或其他形式的信号,再对这些信号进行放大、滤波、调理等处理,最终实现对于环境变化的检测和监控。在众多领域,智能传感器的应用已经越来越广泛了。

智能传感器可以应用在环境监测方面,例如水质监测、空气质量监测。例如,在华南地区,农业盛行,因此水质监测对于大家来说非常重要。我在一家公司实习期间,我们开发了一种能够监测水质的智能传感器,这种传感器的特点是采用物联网技术,能自动采集、监测水质的信息,非常有效地保障了水质的安全。

智能传感器在医疗领域也有广泛的应用。例如,我所在公司开发的一种心率传感器。这种传感器价格非常低廉,但是准确性和灵敏度却非常高,能够有效地监测用户的心率,提供精准的信息,非常有帮助。

智能传感器在工业生产方面也有广泛的应用。例如,工业制造过程中,需要对设备、物料等进行监测,以确保制造产品的质量。这时,智能传感器就可以发挥重要作用。我们所在公司的智能传感器,采用了无线连接技术,能够将数据传输到云平台,同时可以实现远程监控,非常方便。

第五段:结论。

智能传感器是一种非常重要的高科技产品,可以应用在众多领域,例如环境监测、医疗领域、工业生产等。可以提供精准、准确、可靠的信息,有助于用户快速、有效地做出决策。因此,智能传感器的研发和应用,对于推动科技进步和服务用户,都起到了重要的作用。

传感器论文

根据上面的原理可知,基于stewart结构的六维力传感每一个支路如果只受到拉压方向的力,则测量的结果将比较准确,如果有耦合力进入该支路传感器,则由于耦合的影响,传感器的精度会降低,并且耦合因素是降低传感器精度的一个重要原因,因此,就需要设计合理的结构将耦合应力影响降到最小,从而提高测量精度。本文在结构解耦设计上,主要在2个方面进行改进:一是尽量减少耦合力的引入;另一方面是尽量提高结构的抗耦合能力。

1.1支路去耦结构优化设计。

传感器维间耦合的产生是在主测量载荷作用时会伴随着非测量方向载荷的干扰影响。根据stewart六维力传感器的特点与工作原理,传感器耦合形式主要是各支路传感器会受到额外的弯曲和沿轴线的扭转作用。对此,本文设计了一种支路传感器去耦结构可以很好地减小耦合扭曲、弯曲的影响。它由球头球窝组件、十字槽链接杆部件等部分构成,如图2所示。设计思路如下:1)将传统的球铰面接触改为锥头球窝的点接触,连接杆一端为锥状半球型,套入在半球形的窝中,基本实现点接触,这样,在对传感器施加力时,力比较集中,大大减小了杂散力的影响,提高了载荷传递的稳定性,并且通过接触面的减小降低了耦合影响。2)在连接杆上加工可等效为弹性铰链的正交十字槽结构,当有弯曲力矩施加到支路传感器上时,由于有弹性铰链效应,弯曲力矩的影响将会大大减小,使得力传递基本上按照设计的方向进行,力的传递越集中,传感器的精度就越高。

传感器论文

[4]许荣荣.光纤环形腔光谱技术与传感应用的研究[d].华中科技大学。

[5]张磊.基于光子晶体光纤非线性效应的超宽带可调谐光源[d].清华大学。

[9]许艳.基于飞秒光频梳的绝对距离测量技术研究[d].华中科技大学2012。

[10]单模光纤高速拉丝工艺与光纤性能研究[d].华中科技大学2009。

[11]刘国华.高功率光纤激光器的理论研究[d].华中科技大学2007。

[13]张雅婷.基于光子晶体光纤的表面等离子体传感技术研究[d].华中科技大学。

[16]吴广生.无源光网络与电网络复合接入技术研究[d].华中科技大学2009。

[18]张利.以太无源光网络安全性与增强技术研究[d].华中科技大学2009。

[21]孙琪真.分布式光纤传感与信息处理技术的研究及应用[d].华中科技大学。

传感器的开题报告范文传感器原理及应用题目

题目:院系:自动化系。

班级:测控1003班。

小组成员:

指导教师:仝卫国。

实验周数:1周。

成绩:

日期:20xx年7月7日

目录。

2、电涡流式传感器的工作原理·························3。

3、金属箔式应变片传感器工作原理·····················3。

(一)电容式传感器特性分析··························3。

(二)电涡流传感器特性分析··························8。

(二)电涡流式传感器测质量(用于验证)···············12。

1

一、实验目的。

1、了解各种传感器的工作原理与工作特性。

2、掌握多种传感器应用于电子称的原理。

3、根据不同传感器的特性,选择不同的传感器测给定物体的重量。

4、能根据原理特性分析结果,加深对传感器的认识与应用。

5、测量精度要求达到1%。

二、实验设备、器材。

1、金属箔式应变片传感器用到的设备:

直流稳压电源、双平行梁、测微器、金属箔式应变片、标准电阻、差动放大器、直流数字电压表。

2、电容式传感器用到的设备:

电容传感器、电容变换器、差动放大器、低通滤波器、电压表、示波器。

3、电涡流式传感器用到的设备:

电涡流式传感器、测微器、铝测片、铁测片、铜测片、电压表、示波器。

电容器的电容量c是的函数,当被测量变化使s、d或?任意一个参数发生变化时,电容量也随之而变,从而可实现由被测量到电容量的转换。电容式传感器的工作原理就是建立在上述关系上的,若保持两个参数不变,仅改变另一参数,就可以把该参数的变化转换为电容量的变化,通过测量电路再转换为电量输出。

差动平行变面积式传感器是由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置,与两组静片之间的相对面积发生变化,极间电容也发生相应变化,成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为cx1,下层定片与动片形成的电容定为cx2,当将cx1和cx2接入双t型桥路作为相邻两臂时,桥路的输出电压与电容量的变化有关,即与振动台的位移有关。依据该原理,在振动台上加上砝码可测定重量与桥路输出电压的对应关系,称未知重量物体时只要测得桥路的输出电压即可得出该重物的重量。

电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成,当线圈中通以高频交变电流后,与其平行的金属片上感应产生电涡流,电涡流的大小影响线圈的阻抗z,而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离x有关。当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源已确定,并保持环境温度不变,阻抗z只与x距离有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压v输出,则输出电压是距离x的单值函数。依据该原理可制成电涡流式传感器电子称。

3、金属箔式应变片传感器工作原理:

应变片应用于测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路,转换成电信号输出显示。

成正比。当e和电阻相对变化一定时,电桥输出电压及其电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。

(一)电容式传感器特性分析:

按以下步骤进行实验:

(1)按图接线,电容变换器和差放的增益均调至最大。

(2)测微器带动振动台移动至系统输出为零,此时动片位于两静片组之间。

3c。

电容变换器低通差放电压表。

旋动测微器,每次0.5mm,记下位移x与电压输出u值,直至动片与静片覆盖面积最大为止。然后向相反方向做上述实验,记下实验数据。

特性分析数据记录分析如下:

i第一次特性测试。

1、电容传感器特性曲线。

实验所得数据如下:

根据试验段数据绘的电容式传感器的特性曲线如下:

从特性曲线可以看出,电容式传感器的输出电压与位移之间几乎是线性的,非线性误差非常小,线性特性很好。

2、传感器特性曲线拟合直线。

根据实验所得数据利用最小二乘法对电容式传感器的特性曲线进行拟合:

4