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傳感器的應(yīng)用論文篇一
摘要:國家的繁榮富強(qiáng)離不開公路的建設(shè),經(jīng)濟(jì)越發(fā)展質(zhì)量控制越重要,公路施工中的檢測工作是控制質(zhì)量的有效保證。文章概述了公路工程試驗(yàn)檢測工作的重要意義,探討了公路工程檢測在公路工程質(zhì)量控制中的具體應(yīng)用,提出了加強(qiáng)公路工程檢測工作的建議。
關(guān)鍵詞:公路工程;工程檢測;質(zhì)量控制。
公路工程施工技術(shù)管理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是工程試驗(yàn)檢測工作,也是公路工程竣工驗(yàn)收評定和質(zhì)量控制工作中不可缺少的組成部分。試驗(yàn)檢測的數(shù)據(jù)不真實(shí)、不可靠。公路工程試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)雖然在我國已初具規(guī)模,但還存在有認(rèn)識、管理上的諸多問題。只有強(qiáng)化行業(yè)管理手段,彌補(bǔ)試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)中存在的不足,切實(shí)建立檢測行業(yè)誠信體系,才能促進(jìn)我國公路檢測市場健康有序地發(fā)展。
1公路工程試驗(yàn)檢測工作的重要意義。
(1)公路工程試驗(yàn)檢測工作有利于推廣新技術(shù),加強(qiáng)新工藝和新材料的應(yīng)用。對于某種新工藝、新技術(shù)、新材料進(jìn)行及時(shí)有效的檢測,還可以對其適用性、可行性、先進(jìn)性和有效性進(jìn)行鑒別和了解,從而積累公路工程的施工經(jīng)驗(yàn),為推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,提高公程工程試驗(yàn)檢測工作質(zhì)量作出積極的貢獻(xiàn)。(2)公路工程試驗(yàn)檢測工作有利于充分利用當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的材料,可有效降低施工成本。例如:通過對施工地點(diǎn)的砂石、填料等的檢測。可以確定這些材料是否符合施工要求,如果符合,則可進(jìn)行就地取材。(3)公路工程試驗(yàn)檢測工作有利于對施工所用到的各種原材料的質(zhì)量好壞進(jìn)行科學(xué)的鑒定。通過這套合理有效的測試手段,施工所用材料的各種性能是否符合規(guī)定就變得更加明了,對于合理應(yīng)用材料,提高工程質(zhì)量具有重要作用。
傳感器的應(yīng)用論文篇二
傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是直接作用于被測量、并能按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)化為同種或別種量值輸出的器件。目前,傳感器轉(zhuǎn)換后的信號大多是電信號,因而從狹義上講,傳感器是把外界輸入的非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。
1前言。
傳感器是測試系統(tǒng)的一部分,其作用類似于人類的感覺器官,也可以認(rèn)為是人類感官的延伸。人們借助傳感器可以去探測那些人們無法用或不便用感官直接感知的事物,如用熱電偶可以測量熾熱物體的溫度;用超聲波換能器可以測海水深度;用紅外遙感器可從高空探測地面形貌、河流狀態(tài)及植被的分布等。因此,可以說傳感器是人們認(rèn)識自然界事物的有力工具,是測量儀器與被測量物體之間的接口。通常情況下,傳感器處于測試裝置的輸入端,是測試系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié),其性能直接影響著整個(gè)測試系統(tǒng),對測試精度有很大影響。
按被測物理量的不同,可以分為位移、力、溫度、流量傳感器等;按工作的基礎(chǔ)不同,可以分為機(jī)械式傳感器、電氣式傳感器、光學(xué)式傳感器、流體式傳感器等;按信號變換特征可以分為物性型傳感器和結(jié)構(gòu)型傳感器;根據(jù)敏感元件與被測對象直接的能量關(guān)系,可以分為能量轉(zhuǎn)換型傳感器與能量控制型傳感器。
3常見傳感器介紹。
3.1電阻應(yīng)變式傳感器。
電阻應(yīng)變式傳感器又叫電阻應(yīng)變計(jì),其敏感元件是電阻應(yīng)變。應(yīng)變片是在用苯酚,環(huán)氧樹脂等絕緣材料浸泡過的玻璃基板上,粘貼直徑為0.025mm左右的金屬絲或金屬箔制成。敏感元件也叫敏感柵。其具有體積小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、測量精度高、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)。在航空、機(jī)械、建筑等各行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。電阻應(yīng)變片的工作原理是基于金屬的應(yīng)變效應(yīng),即金屬導(dǎo)體在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變,其電阻值隨機(jī)械變形的變化而變化。其可以分為:金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片式兩類。金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。它們的主要區(qū)別在于:金屬電阻應(yīng)變片式是利用導(dǎo)體形變引起電阻變化,而半導(dǎo)體應(yīng)變片式則是利用電阻率變化引起電阻的變化。
3.2電容式傳感器。
電容式傳感器是將被測物理量轉(zhuǎn)換成電容量變化的裝置,它實(shí)質(zhì)是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。由于電容與極距成反比,與正對面積和介質(zhì)成正比,因此其可以分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三類。極距變化型電容傳感器的優(yōu)點(diǎn)是可進(jìn)行動(dòng)態(tài)非接觸式測量,對被測系統(tǒng)的影響小,靈敏度高,適用于較小位移的測量,但這種傳感器有非線性特性,因此使用范圍受到一定限制。面積變化型傳感器的優(yōu)點(diǎn)是輸出與輸入成線性關(guān)系,但與極距型傳感器相比,靈敏度較低,適用于較大的直線或角位移的測量。介質(zhì)變化型則多用于測量液體的高度等場合。
3.3電感式傳感器。
電感式傳感器是將被測物理量,如力、位移等,轉(zhuǎn)換為電感量變換的一種裝置,其變換是基于電磁感應(yīng)原理。電感式傳感器種類很多,常見的有自感式,互感式和渦流式三種。
電感式傳感器具有以下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,傳感器無活動(dòng)電觸點(diǎn),因此工作可靠壽命長。靈敏度和分辨力高,能測出0.01微米的位移變化。傳感器的輸出信號強(qiáng),電壓靈敏度一般每毫米的位移可達(dá)數(shù)百毫伏的輸出。線性度和重復(fù)性都比較好,在一定位移范圍(幾十微米至數(shù)毫米)內(nèi),傳感器非線性誤差可達(dá)0.05%~0.1%。同時(shí),這種傳感器能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制,它在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛被采用。但不足的是,它有頻率響應(yīng)較低,不宜快速動(dòng)態(tài)測控等缺點(diǎn)。
3.4磁電式傳感器。
磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢的一種傳感器,又稱電磁感應(yīng)式或電動(dòng)力式傳感器。其工作原理是一個(gè)匝數(shù)為n的線圈,當(dāng)穿過它的磁通量變化時(shí),線圈產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢。磁通量的變化可通過多種方式來實(shí)現(xiàn),如磁鐵與線圈做切割磁力線運(yùn)動(dòng)、磁路的磁阻變化、恒定磁場中線圈面積的變化,因此可制造出不同類型的傳感器用于測量速度、扭矩等。
3.5壓電式傳感器。
壓電式傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅鳎抢媚承┪镔|(zhì)的壓電效應(yīng)進(jìn)行工作的器件。最簡單的壓電式傳感器是在壓電晶片的兩個(gè)工作面上進(jìn)行金屬蒸鍍,形成金屬膜,構(gòu)成兩個(gè)電極。當(dāng)晶片受壓力時(shí),兩個(gè)極板上聚集數(shù)量相等而極性相反的電荷,形成電場。因此壓電傳感器可以看成是電荷發(fā)生器,又可以看作電容器。
4新型傳感器。
4.1生物傳感器。
生物傳感器是用生物活性材料(酶、蛋白質(zhì)、dna、抗體、抗原、生物膜等)與物理化學(xué)換能器有機(jī)結(jié)合的一門交叉學(xué)科,是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測方法與監(jiān)控方法,也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu):包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表達(dá)的信號轉(zhuǎn)換為電信號的物理或化學(xué)換能器(傳感器),二者組合在一起,用現(xiàn)代微電子和自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號的再加工,構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。生物傳感器的原理:待測物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料,經(jīng)分子識別,發(fā)生生物學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號,再經(jīng)二次儀表放大并輸出,便可知道待測物濃度。
4.2激光傳感器。
激光傳感器:利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表,它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強(qiáng)等。激光傳感器原理:激光傳感器工作時(shí),先由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器,被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器,因此它能檢測極其微弱的光信號,并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。
5結(jié)束語。
隨著科技的飛速發(fā)展,人們不斷提高著自身認(rèn)知世界的能力。傳感器在獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大上的作用。目前,傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會進(jìn)步方面起到重要的推動(dòng)作用。相信未來,傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個(gè)飛躍。
作者簡介。
楊天娟(1991-),女,河北省邯鄲市人?,F(xiàn)為鄭州大學(xué)本科生,主要研究方向?yàn)闄C(jī)械工程及自動(dòng)化。
作者單位。
鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院河南省鄭州市450001。
傳感器的應(yīng)用論文篇三
傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生只能夠通過書本或者是教師的講解來獲得化學(xué)知識,對于一些物質(zhì)變化和微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)只能夠靠頭腦想象來理解,多媒體技術(shù)的應(yīng)用就使得一些微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)通過多媒體課件來變成動(dòng)態(tài)、立體、有形的物質(zhì),這樣一些抽象難懂的化學(xué)知識就變得極其容易理解,教師也可以利用多媒體技術(shù)來將金屬的冶煉過程進(jìn)行展示,尤其是對于中職的學(xué)生來說,由于課程時(shí)間較短,學(xué)生較多,導(dǎo)致了學(xué)生的注意力下降,而多媒體技術(shù)能夠集中學(xué)生的注意力,將金屬的冶煉技術(shù)和冶煉的原理呈現(xiàn)給學(xué)生,這樣學(xué)生對于整個(gè)金屬冶煉的過程就會有著清晰的認(rèn)識,從而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
1。2提高了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中,由于化學(xué)物質(zhì)的.特殊性,一旦實(shí)驗(yàn)失敗,極容易發(fā)生危險(xiǎn),在這樣的情況下,學(xué)生就會產(chǎn)生畏懼的心理,對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)失去興趣。多媒體技術(shù)的引用,學(xué)生可以在電腦上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作,對于實(shí)驗(yàn)操作有著一定的了解,對于錯(cuò)誤的地方要明確的標(biāo)出,還要掌握正確的方法,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性也能夠在一定程度上得到提升。
1。3能夠提高學(xué)生對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解和數(shù)據(jù)處理的能力。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中涉及到一些極其抽象的原理和概念,而多媒體技術(shù)能夠很好的將這些微觀的物質(zhì)展現(xiàn)出來,學(xué)生就能夠?qū)@些抽象的原理和概念進(jìn)行理解。例如電解飽和食鹽水在講解的過程中,需要制作三維動(dòng)畫來對電解過程中微觀的動(dòng)態(tài)進(jìn)行了解,這樣電解飽和食鹽水在電解的過程中所有的微觀原理學(xué)生就能夠充分的掌握。利用動(dòng)畫對電極反應(yīng)的過程進(jìn)行模擬,學(xué)生在腦海中就會留下深刻的印象,而且一些比較復(fù)雜的作圖實(shí)驗(yàn)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行,對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)軟件中的excel就能夠處理,趨勢圖也會更加的精確,直觀又簡單。
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傳感器的應(yīng)用論文篇四
摘要:在我國經(jīng)濟(jì)總量不斷提升,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度穩(wěn)定增長時(shí)代背景下,工程機(jī)械領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)展突飛猛進(jìn),從傳統(tǒng)工程機(jī)械控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)榕c智能控制技術(shù)相結(jié)合,具有高效、集約、環(huán)保等優(yōu)勢,是工程機(jī)械領(lǐng)域現(xiàn)有主體發(fā)展方向之一。本文探討工程機(jī)械控制中智能化控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,分析智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制領(lǐng)域中的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞:智能控制技術(shù);工程機(jī)械;應(yīng)用情況;發(fā)展進(jìn)程。
前些年,我國在工程機(jī)械領(lǐng)域中,跟西方發(fā)達(dá)國家的技術(shù)儲備上還存在著較大差距,而近年來,隨著經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在工程機(jī)械控制領(lǐng)域中總體技術(shù)水平也得到了長足長進(jìn),取得了喜人成績。在智能化領(lǐng)域蓬勃發(fā)展之余,工業(yè)產(chǎn)業(yè)中也對智能化技術(shù)與工程機(jī)械領(lǐng)域相結(jié)合工作進(jìn)行了不斷嘗試,隨著結(jié)合技術(shù)的逐漸成熟,智能控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域也開始發(fā)揮重要顯著作用?,F(xiàn)今,在工程機(jī)械領(lǐng)域整體行業(yè)中,主流觀點(diǎn)為工程機(jī)械控制技術(shù)的未來發(fā)展方向是智能控制技術(shù)與工程機(jī)械相結(jié)合,提高機(jī)械設(shè)備自適應(yīng)能力。在智能控制技術(shù)與工程機(jī)械控制技術(shù)結(jié)合后,將會構(gòu)建一個(gè)完整、科學(xué)的工程機(jī)械控制體系,使得工程機(jī)械設(shè)備中各部位之間建立信息溝通渠道,相互之間靈活配合,提高工程機(jī)械設(shè)備的施工精度。智能控制技術(shù)和工程機(jī)械控制技術(shù)相結(jié)合,不但在提高機(jī)械使用效率、環(huán)保問題上有著顯著作用,更有利于工程機(jī)械控制領(lǐng)域的智能化、精細(xì)化發(fā)展不斷前進(jìn),提高我國整體工程機(jī)械控制領(lǐng)域水平,從而更好促進(jìn)我國整體工業(yè)水平的發(fā)展。
1工程機(jī)械控制技術(shù)智能化的發(fā)展與起源。
1.1工程機(jī)械控制技術(shù)智能化的發(fā)展。
工程機(jī)械控制技術(shù)的特點(diǎn)為安全性高、機(jī)械精細(xì)化程度高和性能可靠程度強(qiáng)。在工程機(jī)械控制領(lǐng)域中,自動(dòng)化控制系統(tǒng)是整體控制領(lǐng)域中的重要組成部分。自動(dòng)化控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)備控制過程中,起著重要作用,有效提高了機(jī)械設(shè)備的使用效率和精準(zhǔn)度。但在前些年我國的整體技術(shù)水平偏低,由于整體時(shí)代背景因素,自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)還被西方先進(jìn)國家的公司所管控,在我國工程機(jī)械控制領(lǐng)域中自動(dòng)化控制系統(tǒng)沒有得到推廣。在工程機(jī)械控制技術(shù)智能化發(fā)展過程中,逐漸顯露出智能控制技術(shù)的一些特點(diǎn),如控制系統(tǒng)人性化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn),而這些特點(diǎn)都是傳統(tǒng)工程機(jī)械控制技術(shù)所不具備的。機(jī)械控制技術(shù)智能化發(fā)展的主要目的為便捷工程機(jī)械操作控制流程、提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率、對機(jī)械設(shè)備嚴(yán)格控制,而達(dá)到以上目的首要前提為構(gòu)建工程機(jī)械智能化遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)。在控制工程機(jī)械實(shí)際操作施工時(shí),通過遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng),實(shí)時(shí)下達(dá)機(jī)械設(shè)備操作指令,對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行嚴(yán)格控制,實(shí)現(xiàn)智能控制系統(tǒng)與工程機(jī)械設(shè)備之間的無縫對接。目前,在我國工程機(jī)械控制領(lǐng)域中,智能化控制技術(shù)的總體發(fā)展水平還處于起步階段,但在具體技術(shù)發(fā)展中已經(jīng)取得一些喜人成績。例如,在三一重工中,對道路施工設(shè)備的智能化控制技術(shù)的相關(guān)技術(shù)研究工作中不斷突破現(xiàn)有技術(shù),實(shí)現(xiàn)了裝載機(jī)等工程機(jī)械設(shè)備的智能化控制,有效提升了這些設(shè)備的施工效率和安全性作業(yè)操作。但是,在整體工程機(jī)械控制智能化發(fā)展過程中,還需要相關(guān)研發(fā)人員不斷論證、深入分析研究,以期在整體工程機(jī)械領(lǐng)域中,實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)控制。
1.2工程機(jī)械設(shè)備智能控制技術(shù)的起源。
在十八世紀(jì)六十年代,蒸汽機(jī)的誕生,開創(chuàng)了以機(jī)械設(shè)備代替手工生產(chǎn)的時(shí)代,從那以后,人類社會的生產(chǎn)力提高方向便從擴(kuò)大生產(chǎn)范圍逐漸轉(zhuǎn)為提高科技技術(shù)。而在上世紀(jì)早期,科學(xué)界開始形成一種主流觀點(diǎn),認(rèn)為智能是可以計(jì)算的,科學(xué)界針對此觀點(diǎn)不斷研發(fā)、嘗試,在1946年2月15日,在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了人類歷史上第一臺通用電子計(jì)算機(jī)eniac。在eniac誕生二十余年后,工程機(jī)械設(shè)備的智能控制化觀點(diǎn)在dartmouth大學(xué)的研討會上被首次提出,直到現(xiàn)今,科學(xué)界對工程機(jī)械設(shè)備的智能控制系統(tǒng)不斷深入研究、開發(fā)、創(chuàng)新。時(shí)至今日,工程機(jī)械設(shè)備智能控制系統(tǒng)在部分設(shè)備中的已經(jīng)推廣、實(shí)踐,極大提高了人類社會的總體社會生產(chǎn)力。
傳感器的應(yīng)用論文篇五
時(shí)代在進(jìn)步,教育在改革,網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的覆蓋,為了跟上時(shí)代的變遷,培養(yǎng)創(chuàng)新性人才,教學(xué)模式也在不斷改變。微課的出現(xiàn)就是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,它是將學(xué)習(xí)內(nèi)容引進(jìn)視頻,通過視頻的方式完成教與學(xué)的過程,可謂是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的顛覆,不過其中也包括了重難點(diǎn)的解析及課后反思等。
2微課的概念及特點(diǎn)。
微課是教師在課堂內(nèi)外教育教學(xué)中圍繞重要知識點(diǎn),視頻教學(xué)是微課的核心組成內(nèi)容。與傳統(tǒng)教學(xué)的視頻資料不同,微課還包涵與教學(xué)主題有關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材、課件、反思、測試、評價(jià)等輔助性教學(xué)資源。所以微課既是區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)資源的教學(xué)模式,又是在其基礎(chǔ)上繼承發(fā)展起的新型教學(xué)模式。微課所具有的特點(diǎn)是教學(xué)時(shí)間短,教學(xué)內(nèi)容少,符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),能提高學(xué)習(xí)效率。相對于傳統(tǒng)的課堂來說,微課采用的視頻為主的教學(xué)模式,教師不再只擔(dān)任講授的角色,更多轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)角色;學(xué)生也由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究。微課的主體突出、內(nèi)容具體,研究的問題來源于教育教學(xué)實(shí)踐的具體問題,每堂課都會根據(jù)其知識點(diǎn)和核心內(nèi)容教學(xué),主題明確,教學(xué)目標(biāo)單一,內(nèi)容精簡,知識點(diǎn)針對性強(qiáng),研究內(nèi)容易表達(dá),也易理解。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對理論教學(xué)的補(bǔ)充,實(shí)驗(yàn)也是很好檢驗(yàn)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是醫(yī)學(xué)中的關(guān)鍵,醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展對醫(yī)學(xué)的進(jìn)步起著重要作用,實(shí)驗(yàn)的教學(xué)的目的除了進(jìn)一步加深學(xué)生對已掌握的理論知識的理解,對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的強(qiáng)化,也是對學(xué)生動(dòng)手能力的鍛煉。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)中占重要地位,醫(yī)學(xué)教育質(zhì)量也跟基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)掛鉤,所以在對實(shí)驗(yàn)的.教學(xué)中要深化實(shí)驗(yàn)教育改革,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。目前我國的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育存在著一些問題,在教學(xué)中都是以傳授知識為主,沒有傳授獲取的方法,通常都是以教師灌輸?shù)姆绞?,學(xué)生在學(xué)習(xí)中比較被動(dòng),缺少自己思考創(chuàng)新。特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,如果一昧的重復(fù)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只會使學(xué)生覺得枯燥,所以要注意對實(shí)驗(yàn)的合理安排。醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為了使學(xué)生對已學(xué)知識的深入理解,并且能夠?qū)W習(xí)基本技能和實(shí)際操作方法。
傳感器的應(yīng)用論文篇六
在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)代社會中,我們主要依靠檢測技術(shù)獲取、篩選和傳輸信息來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。光電傳感器本身具有反應(yīng)快、精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),而且其在測量速度方面較快,所以在自動(dòng)測量領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要針對光電傳感器的原理以及其應(yīng)用等相關(guān)問題進(jìn)行簡要探討。
在社會和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下,信息技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用,并在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著重要的作用。很多人在得到資料后通過一系列科學(xué)的分析,加工,處理,才能正確認(rèn)識和把握規(guī)律,促進(jìn)科技工藝的發(fā)展。通過對信息的自動(dòng)采集和過濾,獲取有效的控制信息,可以提升企業(yè)的競爭力。
光電子和微電子技術(shù)的有效結(jié)合,形成了新的光電傳感信息技術(shù),這一技術(shù)的應(yīng)用,使精度更高,響應(yīng)速度更快,是具有高可靠性和高精確度的光電傳感器,并且能對表格進(jìn)行更靈活的測量,在自動(dòng)檢測技術(shù)當(dāng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。光電傳感器的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對光學(xué)部件的有效檢測。
光電效應(yīng)分為外部和內(nèi)部光電效應(yīng)光電效應(yīng)。外部光電效應(yīng)指的是表面電子的某些對象的光照射發(fā)生逃逸的現(xiàn)象,也稱為電光效應(yīng)以外光電子效應(yīng)?;谠诠怆娫暇哂泄怆姽?,光電倍增管等光學(xué)效應(yīng)的外部光電效應(yīng)是指光對下一個(gè)對象造成影響時(shí),原子的內(nèi)部電子被釋放,但這些電子不會發(fā)生表面的逃逸現(xiàn)象,而是仍保持在所述主體的內(nèi)部,從而使所述被攝體的變化的電阻率或產(chǎn)生電動(dòng)勢。主要包括光敏電阻器,光電二極管,光電池等光電元件。在光電材料的光,電子材料吸收能量,如果電子的表面能吸收足夠的,電子將克服逃逸的束縛到空間,這是光電效應(yīng)以外的外表面。
因此,如果光電子逃逸面中,w不同的材料具有不同的功函數(shù),入射光具有一定的頻率限制,并且僅當(dāng)入射光的頻率大于該頻率的限制,將已光電子,否則力度不大,也不會有光電子,這個(gè)頻率所具有的上限我們一般把它稱為“紅色極限”。而光在電效應(yīng)當(dāng)中,價(jià)帶與正常情況下的那些半導(dǎo)體材料之間所具有的帶隙能量間隔在導(dǎo)帶之間,價(jià)帶電子不會自發(fā)如果通過轉(zhuǎn)換到導(dǎo)帶,使得導(dǎo)電半導(dǎo)體材料少得多的導(dǎo)電,但是,以某種方式與價(jià)帶電子提供能量,它可以被激發(fā)到導(dǎo)帶,形成一個(gè)載體,增加的方式的導(dǎo)電性時(shí),光對于入射光的能量的激勵(lì)。例如,價(jià)帶電子將吸收這些具有很高能量的光子,并將其過渡到導(dǎo)帶之中,從而留下一個(gè)介質(zhì)孔當(dāng)中的價(jià)帶,這樣也可以形成一對可以用來導(dǎo)電的電子――空穴對。雖然沒有相關(guān)的逃逸電子或光電子形成,但是顯然有電氣效應(yīng)是由于被光電效應(yīng)中所產(chǎn)生的光。
房間。
光電傳感器可以檢測已被廣泛應(yīng)用于光的變化量而引起的檢測技術(shù),工業(yè)自動(dòng)化和智能控制等領(lǐng)域。在這里,我們來說明這種傳感器中的應(yīng)用生產(chǎn)和生活。
所謂光隔離器一般是由一個(gè)發(fā)光的二極管或者光電晶體管在同一封套的組合物進(jìn)行安裝而成的。發(fā)光二極管的光敏電阻器,發(fā)光二極管光電晶體管。其中發(fā)光二極管的光電晶體管是被最廣泛使用的,經(jīng)常在隔離一般信號中使用;發(fā)光的光敏可控硅電源隔離的駕駛情況下使用二極管;發(fā)光二極管或在直接驅(qū)動(dòng)低功率負(fù)荷的場合中使用的達(dá)林頓復(fù)合管。
當(dāng)掃描條形碼筆尖上移動(dòng),如果遇到黑線,所述發(fā)光二極管的光就會由黑線被吸收,光電晶體管不接收反射的光,高阻抗電流干旱,在橫截面中比狀態(tài)由于當(dāng)由發(fā)光二極管發(fā)出的光,被反射到光電晶體管的基極的顏色空間滿足,光電晶體管導(dǎo)通,整個(gè)條碼掃描之后,條形碼到光電晶體管的電脈沖信號,將信號放大,脈沖列的形成后成形,然后通過計(jì)算機(jī)處理,以完成的條形碼信息的識別。
2
光電探測器在緯紗織機(jī)用檢測器,以確定是否斷裂時(shí)在噴射緯紗效果的進(jìn)步,紅外發(fā)射紅外光,經(jīng)緯線反射的接收到的光電池,如果沒有接收到電池中的光的反射信號,則緯紗已破裂,因此光電池的輸出信號,經(jīng)過隨后的電路放大,脈沖整形,并控制機(jī)器的正常操作是打開還是關(guān)閉報(bào)警。
因?yàn)榫暭喎浅1?,并向前擺動(dòng),漫射光的生成,減弱了反射光的強(qiáng)度,并伴有背景的雜散光,因此要求塞具有高的靈敏度和分辨率,為此,利用紅外線led高電流小電源脈沖占空比,它將確保發(fā)光管的壽命,而且在瞬間射的光,以提高檢測靈敏度。
一些廣泛運(yùn)用的光電傳感器仍等著我們?nèi)パ芯?,去探索,如在太陽下,還不能很好看清手機(jī)和電腦的顯示,那么我們就可以用它來更改手機(jī)的感光器件和屏幕亮度,同樣的,空調(diào)調(diào)節(jié),可以紅外線檢測自動(dòng)調(diào)整到舒適的溫度的身體,當(dāng)溫度過高或過低時(shí),打開空調(diào)即可調(diào)整到人的舒適范圍溫度,由此可見,光電傳感器將會使我們的生活更方便。
[1]張夢欣.自動(dòng)檢測與傳感器應(yīng)用[m].中國勞動(dòng)社會保障出版社.
傳感器的應(yīng)用論文篇七
信息技術(shù)是用于處理信息、管理信息所采納的科學(xué)技術(shù)的總的稱謂,簡稱it。其定義根據(jù)所應(yīng)用的領(lǐng)域、層次及目標(biāo)的不同而具有多種不同的表達(dá)。此文所指的信息技術(shù)是在教育教學(xué)過程中所應(yīng)用到的信息技術(shù),是學(xué)生及教師在獲取信息、管理信息、使用和傳播信息的過程中,為了提高學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量所用到的以各種以計(jì)算機(jī)和多媒體設(shè)備為核心的信息技術(shù)。物理是自然科學(xué)學(xué)科中最為精密的一門學(xué)科。學(xué)生對大多數(shù)物理知識規(guī)律的認(rèn)識都需要通過具體的實(shí)驗(yàn)或是借助日常生活中的經(jīng)驗(yàn)來理解,在物理教學(xué)中,讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)中去學(xué)習(xí)總結(jié)物理規(guī)律或是教師借助課堂時(shí)間演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解認(rèn)知物理規(guī)律,可以使物理知識更加容易地被學(xué)生接受;讓學(xué)生從聽實(shí)驗(yàn)方法、看實(shí)驗(yàn)過程、記實(shí)驗(yàn)結(jié)果的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變成親身體驗(yàn)、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的合作自主探究的學(xué)習(xí)方式,促使學(xué)生參與到學(xué)習(xí)中,讓學(xué)生體會到學(xué)習(xí)的樂趣,提高學(xué)習(xí)物理的積極性,并且還培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手操作實(shí)踐能力,對學(xué)生全方位素質(zhì)發(fā)展具有深刻長遠(yuǎn)的影響。
在初中階段,物理課堂教學(xué)多以演示實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生直觀地認(rèn)識物理概念和規(guī)律,并讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)規(guī)律來加深對知識的理解。對于初中生來說,他們剛接觸到物理,這一階段的學(xué)生思維活躍,好奇心求知欲強(qiáng),愛動(dòng),具有一定的抽象思維能力,但是還需要借助具體的事物支持,讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)既可激發(fā)其學(xué)習(xí)物理的積極性,又可引導(dǎo)學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的人生態(tài)度與價(jià)值觀。
《分子熱運(yùn)動(dòng)》是人教版初中三年級的物理知識,其中包含了分子的擴(kuò)散現(xiàn)象、分子動(dòng)理論、分子間的相互作用力等內(nèi)容[1]。微觀世界的分子較為抽象,而初中生的抽象思維能力又比較弱,所以在教學(xué)過程中,教師為了讓學(xué)生更深刻地了解微觀世界的分子,盡可能通過教學(xué)媒介將微觀世界中的分子直觀地表達(dá)在學(xué)生面前。課堂程序如下:
2回顧及拓展。
2.1知識回顧。
首先,課堂教學(xué)的第一個(gè)環(huán)節(jié)回顧物質(zhì)的構(gòu)成,那么分子的講解可以利用多媒體把分子以圖片的形式展示在學(xué)生面前,構(gòu)建物理模型,由抽象到具體,微觀到宏觀,幫助學(xué)生清晰的認(rèn)識到物質(zhì)是由分子組成。圖1為分子模型。
2.2創(chuàng)設(shè)情境,引入新課。
在分子的擴(kuò)散現(xiàn)象這一內(nèi)容的教學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)的方式可以讓學(xué)生更容易理解掌握。但一節(jié)課只有有限的45分鐘,那么,用多媒體播放實(shí)驗(yàn)錄像就打破了課堂上對時(shí)間的限制,增大了課堂容量,讓結(jié)論更加清晰易懂。而且運(yùn)用flash動(dòng)畫可以讓學(xué)生全方位的更加清晰的看到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,照顧到每位學(xué)生,使學(xué)生更易理解,且印象深刻,而且節(jié)約課堂有限的時(shí)間,豐富學(xué)生知識,增加課堂容量。例如講解硫酸銅和水的擴(kuò)散現(xiàn)象,如圖2所示最左邊的圖中沉在量筒下部的.是密度比水大的硫酸銅溶液,與水有一個(gè)非常清晰的界面,放置一段時(shí)間就會發(fā)現(xiàn)這兩種溶液混合均勻,這段時(shí)間比較長,若在課堂演示此實(shí)驗(yàn),在寶貴的45分鐘課堂時(shí)間肯定不能觀察出明顯的硫酸銅和水的擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。利用多媒體播放記錄硫酸銅和水的擴(kuò)散現(xiàn)象的圖片,將物理現(xiàn)象更加直觀的展現(xiàn)在學(xué)生面前,打破了課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)間的局限性。
在高中階段,有許多的實(shí)驗(yàn)原理比較抽象,理解起來較為困難,還因?yàn)楦鞣N客觀條件的限制,許多物理實(shí)驗(yàn)都無法嚴(yán)格地按照新課標(biāo)的要求來進(jìn)行,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果較差,而且高中階段學(xué)習(xí)比較緊張,傳統(tǒng)的教學(xué)中學(xué)生對于一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識,還是通過教師、課本所得,學(xué)生對物理知識的認(rèn)識并不深刻[2]。合理利用信息技術(shù)在很大程度上可以滿足這一階段的教學(xué)需求,不僅可以節(jié)約時(shí)間優(yōu)化教學(xué),還能提高教學(xué)效率,提升教學(xué)質(zhì)量。
高中物理實(shí)驗(yàn)的研究內(nèi)容范圍較廣,例如宏觀的宇宙天體,微觀的基本粒子均有涉及,而這些物理實(shí)驗(yàn)都是不能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得以實(shí)現(xiàn)的,還有一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備只有研究實(shí)驗(yàn)室才有。但運(yùn)用3dsmax和flash等軟件對難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多媒體動(dòng)畫模擬,例如地球人造衛(wèi)星運(yùn)行的場景模擬(如圖3),核裂變的動(dòng)畫模擬(如圖4),可使學(xué)生對這些物理事實(shí)有初步的了解,激發(fā)學(xué)生對宇宙的好奇心和探究宇宙奧妙的積極性。
本科階段實(shí)驗(yàn)大多為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理非常重要,需要細(xì)心,耐心,實(shí)事求是的精神;學(xué)生通過操作一些實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并加以處理分析,總結(jié)得出結(jié)論,鞏固和加深對理論知識的理解的同時(shí)又培養(yǎng)了觀察分析問題、動(dòng)手操作能力與科研能力[3]。
近代大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和科學(xué)性是實(shí)驗(yàn)是否成功的關(guān)鍵。以密里根油滴實(shí)驗(yàn)為例,其采用了反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)法測量了10個(gè)油滴分別上升下降2mm的運(yùn)動(dòng)各10次,得出大量的數(shù)據(jù),而數(shù)據(jù)的處理又非常繁瑣且易出錯(cuò)[4]。若采用人工計(jì)算,耗時(shí)又極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。為解決以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理問題,實(shí)驗(yàn)中采用visualbasic6.0編程設(shè)計(jì)的密里根油滴數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),通過vb內(nèi)部程序操縱excel應(yīng)用程序,運(yùn)用activex技術(shù)調(diào)用excel,實(shí)驗(yàn)效率得到大幅度提高。如圖5所示為密里根油滴實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理界面。系統(tǒng)通過應(yīng)用程序快速準(zhǔn)確的對錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,減少手工計(jì)算的繁瑣程序,而且節(jié)約時(shí)間降低了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。
5信息技術(shù)和物理實(shí)驗(yàn)有效結(jié)合的過程中需要注意的問題。
物理對實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、真實(shí)性都有很高的要求,信息技術(shù)的應(yīng)用的前提就是要符合物理學(xué)科精確、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn);雖然多媒體課件演示實(shí)驗(yàn)可以節(jié)省課堂時(shí)間,但是不能代替實(shí)驗(yàn)操作,要注重學(xué)生的實(shí)踐能力,盡可能讓學(xué)生動(dòng)手操作;信息技術(shù)只是用來輔導(dǎo)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工具,使實(shí)驗(yàn)進(jìn)展更加順利,不能本末倒置[5]。促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展是將信息技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的最終目的,但學(xué)生自身存在個(gè)體差異性,在課堂上,信息技術(shù)的引入要注意學(xué)生的年齡與心理特征等;每個(gè)學(xué)生的接受能力不同,所以還要注意適當(dāng)?shù)乃俣炔⑴湟灾v解,照顧到每位同學(xué)。
6總結(jié)與展望。
近年來,隨著社會的進(jìn)步,我國國力的不斷壯大,教育領(lǐng)域得到快速發(fā)展,科技的進(jìn)步使教育趨于信息化發(fā)展。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神,使課堂容量得以擴(kuò)大,現(xiàn)代信息技術(shù)豐富了教師的教學(xué)模式和信息資源,提高了教師的專業(yè)素養(yǎng),進(jìn)一步提高了教師課堂教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效率[6]。信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一定會有更加廣闊的發(fā)展前景,在不久的未來,物理教學(xué)將會全面朝著素質(zhì)教學(xué)方向前進(jìn),信息技術(shù)將會更加全面先進(jìn),將會探索出更多更有效的教學(xué)方式,優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)過程,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展,培養(yǎng)科技型人才,為國家的快速發(fā)展培養(yǎng)后備力量。
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傳感器的應(yīng)用論文篇八
1、傳感器:能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量,并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的元件。
2、傳感器的優(yōu)點(diǎn):把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量,很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制。
4、認(rèn)識一些制作傳感器的元器件。
(1)、光敏電阻:光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大,強(qiáng)光照射下電阻值很小。作用:光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。
(2)、熱敏電阻:熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,且阻值隨溫度變化非常明顯。作用:半導(dǎo)體熱敏電阻也可以用作溫度傳感器。
(3)、霍爾元件:霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。
十.【教學(xué)反思】。
本節(jié)課依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律組織教學(xué),引入新課從生活實(shí)例入手,設(shè)置懸念,提出問題,激發(fā)學(xué)生興趣,增強(qiáng)學(xué)生的求知欲;在進(jìn)行“什么是傳感器”的教學(xué)中注重實(shí)驗(yàn)探究,引導(dǎo)學(xué)生從兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究中加以歸納,并通過dislab系統(tǒng)顯示傳感器的優(yōu)越性,讓學(xué)生了解把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義;在對光敏電阻、熱敏電阻和熱電阻、霍爾元件這些制作傳感器的元器件教學(xué)中,注重將教師演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。整個(gè)教學(xué)過程符合新課程的三維目標(biāo),體現(xiàn)新課程的理念,注意培養(yǎng)學(xué)生的自主、合作、探究能力,注意從生活走向物理,從物理走向生活,以此增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)。
傳感器的應(yīng)用論文篇九
實(shí)習(xí)報(bào)告。
生產(chǎn)實(shí)習(xí)。
起止日期:20xx年9月7日至20xx年10月2日
學(xué)
班
成生姓名級績。
指導(dǎo)教師(簽字)。
控制與機(jī)械工程學(xué)院。
2015年10月2日。
目錄。
一、實(shí)習(xí)目的及要求古語有云:紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。社會實(shí)踐是一個(gè)很好的親身體驗(yàn)社會生活的機(jī)會,通過我們用自己的眼睛去看、用自己的耳朵去聽、用自己的頭腦去分析,動(dòng)手動(dòng)腦,使感性認(rèn)知增強(qiáng),通過實(shí)踐可以增長不少見識,加深對社會的了解,這些進(jìn)步不僅對思考能力有幫助,而且對今后的發(fā)展也是有利的。學(xué)校要提高教育教學(xué)質(zhì)量,在注重理論知識學(xué)習(xí)的前提下,首先要提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)管理的質(zhì)量。生產(chǎn)實(shí)習(xí)教育教學(xué)的成功與否,關(guān)系到學(xué)校的興衰及學(xué)生的就業(yè)前途,也間接地影響到現(xiàn)代化建設(shè)。它不僅是校內(nèi)教學(xué)的延續(xù),而且是校內(nèi)教學(xué)的總結(jié)??梢哉f,沒有生產(chǎn)實(shí)習(xí),就沒有完整的教育。
實(shí)習(xí)的根本目的在于:
1、使學(xué)生通過實(shí)踐了解和掌握電子產(chǎn)品及系統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié),建立電子產(chǎn)品生產(chǎn)流程概念。
2、培養(yǎng)學(xué)生掌握電子產(chǎn)品的組裝和調(diào)試方法的技能,并獲得組織和管理生產(chǎn)的初步知識。加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,觀察問題分析問題以及解決問題的能力和方法。
3、掌握常用元器件的認(rèn)識和測量,學(xué)會基本儀器、基本工具的使用,如萬用表、示波器、穩(wěn)壓電源,掃頻儀掌握焊接、調(diào)試的基本方法。
4、解一種以上電子儀器設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試流程及相關(guān)電子生產(chǎn)工藝和焊接技術(shù).
5、了解電子工廠的生產(chǎn)組織、生產(chǎn)管理、一般工藝流程、主要生產(chǎn)設(shè)備等,了解產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)的過程。
6、要求產(chǎn)品焊接前,應(yīng)對元器件、組件進(jìn)行挑選,仔細(xì)檢查電子元器件、組件和電子線路板的外觀、力學(xué)性能、電氣性能及可焊性等方面的質(zhì)量,凡有問題的部件應(yīng)剔除,不得進(jìn)入焊接工序。
二、實(shí)習(xí)任務(wù)。
1、了解傳感器的加工、制造工藝和生產(chǎn)流程,并按要求和規(guī)范進(jìn)行手動(dòng)操作。
2、要求設(shè)計(jì)出的傳感器的規(guī)格,并了解其工作原理,檢測元件的合格與否,并找出其問題所在。
三、實(shí)習(xí)內(nèi)容。
1、公司背景介紹。
天津市麗景微電子設(shè)備有限公司是一家高新技術(shù)企業(yè),座落于天津華苑新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū),專業(yè)從事多媒體電教設(shè)備的研發(fā)、銷售及服務(wù)工作。傳感器技術(shù)在當(dāng)代科技領(lǐng)域中占有十分重要的地位,是21世紀(jì)人們在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個(gè)制高點(diǎn),在國外各發(fā)達(dá)國家都將傳感器技術(shù)視為現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。從20世紀(jì)80年代起,日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高打撈技術(shù)之首,美國等西方國家也將傳感器的基本知識列為國家科技和國防技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。當(dāng)前,世界上正面臨著一場新的技術(shù)革命,這場革命的主要基礎(chǔ)就是信息技術(shù)。信息技術(shù)的發(fā)展給人類社會和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門及各個(gè)領(lǐng)域都帶來了巨大的、廣泛的、深刻的變化,是當(dāng)今人類社會發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。并且正在改變著傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)方式,帶動(dòng)著傳統(tǒng)工業(yè)和其他新興產(chǎn)業(yè)的更新和變革。在軍事國防、航空航天、海洋開發(fā)、生物工程、醫(yī)療保健、商檢質(zhì)檢、環(huán)境保護(hù)、安全范圍、家用電器等方面,幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目也都離不開傳感器技。公司在成立之初本著“以技術(shù)開發(fā)為核心,以產(chǎn)品為基礎(chǔ)?!钡慕?jīng)營理念和“適應(yīng)于市場,服務(wù)于客戶”的經(jīng)營準(zhǔn)則。依托高新技術(shù)和高素質(zhì)的研發(fā)隊(duì)伍、銷售隊(duì)伍,服務(wù)于信息產(chǎn)業(yè)教育設(shè)備領(lǐng)域。在新技術(shù),新產(chǎn)品發(fā)展的今天,我們加倍努力,不斷創(chuàng)新,把更先進(jìn)更可靠的產(chǎn)品推向市場,為用戶提供性價(jià)比的產(chǎn)品和一流的技術(shù)服務(wù)。
天津市麗景微電子設(shè)備有限公司是在中國境內(nèi)生產(chǎn)稱重傳感器,傳感器配套附件,并提供稱重、工業(yè)測量及控制完整解決方案的專業(yè)性公司之一。我們憑借自身對傳感器產(chǎn)品的專注和不懈追求,不斷進(jìn)取的研發(fā)努力,專業(yè)的生產(chǎn)技術(shù),可信賴的產(chǎn)品品質(zhì),面向多種工業(yè)部門,包括:衡器制造、冶金、石油化工、食品生產(chǎn)、機(jī)械制造、造紙、鋼鐵、交通、礦山、水泥、紡織等行業(yè)提供精確、可靠、專業(yè)的產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù)。作為稱重和工業(yè)測控核心產(chǎn)品的專業(yè)制造商,我們深感責(zé)任重大。我們深信:只有對新技術(shù)不斷追求,對產(chǎn)品及制造技術(shù)的不斷革新,才能夠給予我們的顧客更強(qiáng)有力的支撐,才能更為有效的保障合作伙伴的長期利益。
2、實(shí)習(xí)單位及崗位介紹。
學(xué)習(xí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)必然我要在電子行業(yè)實(shí)習(xí),因此此次實(shí)習(xí)所選擇的實(shí)習(xí)單位是天津市麗景微電子設(shè)備有限公司。
3、傳感器工作原理介紹。
圍之內(nèi),壓電性質(zhì)一直存在,但溫度超過這個(gè)范圍之后,壓電性質(zhì)完全消失(這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”)。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低),所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。合理進(jìn)行壓力傳感器的誤差補(bǔ)償是其應(yīng)用的關(guān)鍵。壓力傳感器主要有偏移量誤差、靈敏度誤差、線性誤差和滯后誤差,本文將介紹這四種誤差產(chǎn)生的機(jī)理和對測試結(jié)果的影響,同時(shí)將介紹為提高測量精度的壓力標(biāo)定方法以及應(yīng)用實(shí)例。
目前市場上傳感器種類豐富多樣,這使得設(shè)計(jì)工程師可以選擇系統(tǒng)所需的壓力傳感器。這些傳感器既包括最基本的變換器,也包括更為復(fù)雜的帶有片上電路的高集成度傳感器。由于存在這些差異,設(shè)計(jì)工程師必須盡可能夠補(bǔ)償壓力傳感器的測量誤差,這是保證傳感器滿足設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求的重要步驟。在某些情況下,補(bǔ)償還能提高傳感器在應(yīng)用中的整體性能。
本文以本公司的壓力傳感器為例,所涉及的概念適用于各種壓力傳感器的設(shè)計(jì)應(yīng)用。
本公司生產(chǎn)的主流壓力傳感器是一種單片壓阻器件,該器件具有3類:
1、基本的或未加補(bǔ)償標(biāo)定;
2、有標(biāo)定并進(jìn)行溫度補(bǔ)償;
3、有標(biāo)定、補(bǔ)償和放大。
偏移量、范圍標(biāo)定以及溫度補(bǔ)償均可以通過薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn),這種薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)在封裝過程中采用激光修正。
該傳感器通常與微控制器結(jié)合使用,而微控制器的嵌入軟件本身建立了傳感器數(shù)學(xué)模型。微控制器讀取了輸出電壓后,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器的變換,該模型可以將電壓量轉(zhuǎn)換為壓力測量值。
傳感器最簡單的數(shù)學(xué)模型即為傳遞函數(shù)。該模型可在整個(gè)標(biāo)定過程中進(jìn)行優(yōu)化,并且模型的成熟度將隨標(biāo)定點(diǎn)的增加而增加。
從計(jì)量學(xué)的角度看,測量誤差具有相當(dāng)嚴(yán)格的定義:它表征了測量壓力與實(shí)際壓力之間的差異。而通常無法直接得到實(shí)際壓力,但可以通過采用適當(dāng)?shù)膲毫?biāo)準(zhǔn)加以估計(jì),計(jì)量人員通常采用那些精度比被測設(shè)備高出至少10倍的儀器作為測量標(biāo)準(zhǔn)。
由于未經(jīng)標(biāo)定的系統(tǒng)只能使用典型的靈敏度和偏移值將輸出電壓轉(zhuǎn)換為壓力,測得的壓力將誤差。
傳感器的應(yīng)用論文篇十
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡稱wsn,它綜合了現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等,其應(yīng)用十分廣泛。下面是小編為大家搜索整理的關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與應(yīng)用,歡迎參考閱讀,希望對大家有所幫助!想了解更多相關(guān)信息請持續(xù)關(guān)注我們應(yīng)屆畢業(yè)生培訓(xùn)網(wǎng)!
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的傳感器網(wǎng)絡(luò),其主要是由大量的傳感器節(jié)點(diǎn)組成,利用無線網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)自動(dòng)配置的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并將感知和收集到的信息發(fā)給管理部門。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、生態(tài)環(huán)境、醫(yī)療和家居方面都有一定應(yīng)用,未來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景將是不可估量的。
在監(jiān)測區(qū)通常都會安置許多傳感器節(jié)點(diǎn),并通過分布式處理信息,這樣就能夠提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性,有效獲取更加精確的信息,并降低對節(jié)點(diǎn)傳感器的精度要求。此外,由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量多,因此存在許多冗余節(jié)點(diǎn),這樣就能使系統(tǒng)的容錯(cuò)能力較強(qiáng),并且節(jié)點(diǎn)數(shù)量多還能夠覆蓋到更廣闊的監(jiān)測區(qū)域,有效減少監(jiān)測盲區(qū)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)屬于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò),其節(jié)點(diǎn)并非固定的。當(dāng)某個(gè)節(jié)電出現(xiàn)故障或是耗盡電池后,將會退出網(wǎng)絡(luò),此外,還可能由于需要而被轉(zhuǎn)移添加到其他的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。
無線傳感器的節(jié)點(diǎn)位置并不能進(jìn)行精確預(yù)先設(shè)定。節(jié)點(diǎn)之間的`相互位置也無法預(yù)知,例如通過使用飛機(jī)播散節(jié)點(diǎn)或隨意放置在無人或危險(xiǎn)的區(qū)域內(nèi)。在這種情況下,就要求傳感器節(jié)點(diǎn)自身能夠具有一定的組織能力,能夠自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)管理和配置。
無線傳感網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)之間的距離通常都在幾十到幾百米,因此節(jié)點(diǎn)只能與其相鄰的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信。如果需要與范圍外的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信,就需要經(jīng)過中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由。無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的多跳路由并不是專門的路由設(shè)備,所有傳輸工作都是由普通的節(jié)點(diǎn)完成的。
無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)均利用編號標(biāo)識。由于節(jié)點(diǎn)是隨機(jī)分布的,因此節(jié)點(diǎn)的編號和位置之間并沒有聯(lián)系。用戶在查詢事件時(shí),只需要將事件報(bào)告給網(wǎng)絡(luò),并不需要告知節(jié)點(diǎn)編號。因此這是一種以數(shù)據(jù)為中心進(jìn)行查詢、傳輸?shù)姆绞健?BR> 通常都是用電池對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電,而每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能源都是有限的,因此一旦電池的能量消耗完,就是造成節(jié)點(diǎn)無法再進(jìn)行正常工作。
無線傳感器可以用于進(jìn)行氣象研究、檢測洪水和火災(zāi)等,在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中具有明顯優(yōu)勢。隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,生態(tài)環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重。我國是一個(gè)幅員遼闊、資源豐富的農(nóng)業(yè)大國,因此在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)利用無線傳感器進(jìn)行對生產(chǎn)環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)測能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來許多好處,這對我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展有著重要意義。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過使用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將收集到的信息傳送到接受端口,例如一些病人身上會有一些用于監(jiān)測心率、血壓等的傳感器節(jié)點(diǎn),這樣醫(yī)生就可以隨時(shí)了解病人的病情,一旦病人出現(xiàn)問題就能夠及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)處理和救治。在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)傳感器已經(jīng)有了一些成功案例,例如芬蘭的技術(shù)人員設(shè)計(jì)出了一種可以穿在身上的無線傳感器系統(tǒng),還有ssim(smart sensors and integrated microsystems)等。
文物保護(hù)單位的一個(gè)重要工作就是要對具有意義的古老建筑實(shí)行保護(hù)措施。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)對古老建筑內(nèi)的溫度是、濕度、關(guān)照等進(jìn)行監(jiān)測,這樣就能夠?qū)ㄖ镞M(jìn)行長期有效的監(jiān)控。對于一些珍貴文物的保存,對保護(hù)地的位置、溫度和濕度等提前進(jìn)行檢測,可以提高展覽品或文物的保存品質(zhì)。例如,英國一個(gè)博物館基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了一個(gè)警報(bào)系統(tǒng),利用放在溫度底部的節(jié)點(diǎn)檢測燈光、振動(dòng)等信息,以此來保障文物的安全[5]。
目前我國基礎(chǔ)建設(shè)處在高速發(fā)展期,建設(shè)單位對各種建設(shè)工程的安全施工監(jiān)測越來越關(guān)注。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使建筑能夠檢測到自身狀況并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給管理部門,這樣管理部門就能夠及時(shí)掌握建筑狀況并根據(jù)優(yōu)先等級來處理建筑修復(fù)工作。
另外,在家具或家電匯中設(shè)置無線傳感器節(jié)點(diǎn),利用無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),將家居環(huán)境打造成一個(gè)更加舒適方便的空間,為人們提供更加人性化和智能化的生活環(huán)境。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測屋內(nèi)溫度、濕度、光照等,對房間內(nèi)的細(xì)微變化進(jìn)行監(jiān)測和感知,進(jìn)而對空調(diào)、門窗等進(jìn)行智能控制,這樣就能夠?yàn)槿藗兲峁┮粋€(gè)更加舒適的生活環(huán)境。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有低能耗、小體積、高抗毀等特性,且其具有高隱蔽性和高度的自組織能力,這為軍事偵察提供有效手段。美國在20世紀(jì)90年代就開始在軍事研究中應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在惡劣的戰(zhàn)場內(nèi)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)敵軍的裝備,并對戰(zhàn)場上的狀況進(jìn)行監(jiān)控,對攻擊目標(biāo)進(jìn)行定位并能夠檢測生化武器。
目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在全球許多國家的軍事、研究、工業(yè)部門都得到了廣泛的關(guān)注,尤其受到美國國防部和軍事部門的重視,美國基于c4isr又提出了c4kisr的計(jì)劃,對戰(zhàn)場情報(bào)的感知和信息綜合能力又提出新的要求,并開設(shè)了如nsof系統(tǒng)等的一系列軍事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究。
總之,隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究不斷深入和擴(kuò)展,人們對無線傳感器的認(rèn)識也越來越清晰,然而目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的在技術(shù)上還存在一定問題需要解決,例如存儲能力、傳輸能力、覆蓋率等。盡管無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還有許多技術(shù)問題待解決使得現(xiàn)在無法廣泛推廣和運(yùn)用,但相信其未來發(fā)展前景不可估量。
傳感器的應(yīng)用論文篇十一
為了提高傳感器整體抗耦合性,各支路傳感器結(jié)構(gòu)須具有很好抗扭、抗彎曲能力。本文根據(jù)力學(xué)分析,將板環(huán)結(jié)構(gòu)改為圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu),圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu)集合了板環(huán)結(jié)構(gòu)線性好、輸出靈敏度高、剛性好的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具備工作區(qū)應(yīng)變穩(wěn)定、對稱、抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)等特性。其力學(xué)模型如圖3所示。圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu)測量的是梁上的拉/壓應(yīng)力,當(dāng)環(huán)受拉向或壓向載荷作用時(shí),垂直與水平直徑位移方向相反,在十字梁的根部(圖3(b)中1,2,3,4處)會產(chǎn)生彎曲和拉伸兩類變形,其中拉伸應(yīng)變可通過全橋接線測量,環(huán)上的彎曲應(yīng)力具有很好的對稱性,因此,傳遞到梁上的工作應(yīng)變?yōu)榧兝?壓應(yīng)變,工作應(yīng)變區(qū)如圖3(b)的1,2,3,4處。本文利用solidworks軟件為對優(yōu)化前后樣機(jī)進(jìn)行仿真受力分析,比較工作區(qū)應(yīng)變,驗(yàn)證優(yōu)化結(jié)構(gòu)的合理性。仿真時(shí)對優(yōu)化前后的傳感器都進(jìn)行裝配體受力分析,嚴(yán)格按照實(shí)際參數(shù)(材料、約束、配合、載荷)進(jìn)行仿真。載荷施加方法:在軸向載荷基礎(chǔ)上附加額外的彎矩與扭矩,測試其對工作應(yīng)變區(qū)影響。兩結(jié)構(gòu)施加載荷大小、方向、作用點(diǎn)都一致,其中對于扭矩加力,是直接施加于上端鉸座面上;對于彎矩加力,是在同一面上施加側(cè)向力荷來等效,如圖4。根據(jù)仿真的結(jié)果,得到的數(shù)據(jù)由表1所示。由仿真數(shù)據(jù)可得:1)優(yōu)化后支路傳感器的抗耦合力矩能力明顯強(qiáng)于未優(yōu)化傳感器的抗耦能力。比如:在附加100力矩時(shí),優(yōu)化后的傳感器其微應(yīng)變值增加了(1105-951)×10-6=154×10-6,而未優(yōu)化的傳感器微應(yīng)變值增加了(1510-956)×10-6=554×10-6,因此,優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)其抗扭能力大大加強(qiáng)。2)優(yōu)化后支路傳感器的抗側(cè)向力的能力明顯強(qiáng)于未優(yōu)化傳感器的抗側(cè)向能力。比如:在附加測向力為200n時(shí),優(yōu)化后的傳感器其微應(yīng)變值增加了(1215-951)×10-6=264×10-6,而未優(yōu)化的傳感器微應(yīng)變值增加了(1460-956)×10-6=504×10-6,因此,新結(jié)構(gòu)抗側(cè)向力效果明顯。2.3支路傳感器的優(yōu)化結(jié)構(gòu)根據(jù)以上的.分析結(jié)果,新的支路傳感器利用了各種去耦方式,得到的總體結(jié)構(gòu)如圖5所示。
依據(jù)要研制的傳感器量程和精度,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的標(biāo)定系統(tǒng),該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要是通過比對的方法來進(jìn)行,在施加力的路徑上串聯(lián)一個(gè)高精度的s型傳感器,精度為0.03%,滿足本系統(tǒng)要求。將優(yōu)化前后傳感器在完全相同的試驗(yàn)條件下進(jìn)行加載并記錄測量結(jié)果,利用線性解算法求解各自的映射關(guān)系矩陣,最后驗(yàn)證比對測量精度。試驗(yàn)標(biāo)定過程中對傳感器6支路通道依次進(jìn)行標(biāo)定,每路各取不少于6個(gè)標(biāo)定點(diǎn),并進(jìn)行遞增、遞減加載各3次,然后對遞增、遞減的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化處理即為最終的標(biāo)定數(shù)據(jù)。對于六維力傳感器,解耦的優(yōu)劣和傳感器的精度息息相關(guān),一個(gè)方向的加載很難對傳感器的解耦能力做出全面的評價(jià),截至目前為止,大部分的論文只是在試驗(yàn)時(shí)只是加載了一維力,只有個(gè)別的文章提及到二維加載[11],還沒有三維加載的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本文為了驗(yàn)證傳感器的耦合情況,進(jìn)行了三維復(fù)合加載,標(biāo)定數(shù)據(jù)見表2~表4。
3結(jié)束語。
本文設(shè)計(jì)了一種基于at89s52單片機(jī)和ds18b20數(shù)字溫度傳感器的溫度采集報(bào)警系統(tǒng),對軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說明。該設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),適用于糧倉、電力機(jī)房、軸瓦、空調(diào)、冰箱和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,ds18b20單總線和多點(diǎn)式測溫特點(diǎn)使其擴(kuò)展性加強(qiáng),具有廣闊的市場前景。
傳感器的應(yīng)用論文篇十二
隨著科技的進(jìn)步和智能化的不斷發(fā)展,我們已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。現(xiàn)在,智能傳感器已經(jīng)成為我們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡囊徊糠帧V悄軅鞲衅骶哂袕V泛的應(yīng)用,可以用于遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制和診斷。本文作者將分享一些采用智能傳感器的工作和生活經(jīng)驗(yàn),并談?wù)撈湓诂F(xiàn)代社會中的重要性。
智能傳感器是由微處理器、變送器、傳感器和其他元件組成的。它的作用是將物理量轉(zhuǎn)換為可讀取的數(shù)字信號。傳感器部分測量所需的參數(shù),例如溫度、壓力、濕度和風(fēng)速等。這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⑻幚砥?,隨后為轉(zhuǎn)換成易于解讀的信號。傳感器可以通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接到主機(jī)機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)。最終,數(shù)據(jù)可以被用于采取行動(dòng),如更改輸送量、發(fā)出警報(bào)或優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃。
許多制造業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)從傳統(tǒng)的手動(dòng)監(jiān)測方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑淖詣?dòng)化控制方式。智能傳感器可以確保生產(chǎn)系統(tǒng)的高效性和可靠性,使工人可以更快地診斷問題,減少生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間。此外,利用智能傳感器進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)可以減少維護(hù)成本,延長設(shè)備壽命,并改善設(shè)備的可靠性。智能傳感器甚至可以用于優(yōu)化供應(yīng)鏈,并保持庫存水平。
智能傳感器被廣泛應(yīng)用于家庭自動(dòng)化系統(tǒng),如智能家居系統(tǒng),可用于控制室內(nèi)溫度、照明和安全系統(tǒng)??梢酝ㄟ^智能手機(jī)應(yīng)用或語音控制操作系統(tǒng),讓用戶更輕松地管理家庭環(huán)境。另外,智能傳感器技術(shù)還可以應(yīng)用于醫(yī)療保健系統(tǒng),例如,生理和生命體征監(jiān)測等。通過智能傳感器的幫助,醫(yī)生可以得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),對醫(yī)療狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和跟蹤,從而提高了治療的效果和準(zhǔn)確性。
第五段:結(jié)論。
總之,隨著科技的進(jìn)步,智能傳感器已經(jīng)廣泛運(yùn)用于工業(yè)、醫(yī)療、安保等眾多領(lǐng)域,并能夠促進(jìn)現(xiàn)代社會高效地運(yùn)作。智能傳感器所提供的數(shù)據(jù)不僅可以幫助企業(yè)更好的進(jìn)行高效生產(chǎn),也可以方便日常生活并且提高醫(yī)療和安全保障的質(zhì)量。因此,在未來,智能傳感器的應(yīng)用將不斷拓展,并不斷發(fā)揮更多更廣泛的作用。
傳感器的應(yīng)用論文篇十三
1微型化(micro)。
為了能夠與信息時(shí)代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力日益增強(qiáng)的技術(shù)發(fā)展趨勢保持一致,對于傳感器性能指標(biāo)(包括精確性、可靠性、靈敏性等)的要求越來越嚴(yán)格;與此同時(shí),傳感器系統(tǒng)的操作友好性亦被提上了議事日程,因此還要求傳感器必須配有標(biāo)準(zhǔn)的輸出模式;而傳統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求,所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型傳感器所取代;后者主要由硅材料構(gòu)成,具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
目前,幾乎所有的傳感器都在由傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)向基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)的模擬式工程化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變,從而使設(shè)計(jì)者們能夠在較短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出低成本、高性能的新型系統(tǒng),這種設(shè)計(jì)手段的巨大轉(zhuǎn)變在很大程度上推動(dòng)著傳感器系統(tǒng)以更快的速度向著能夠滿足科技發(fā)展需求的微型化的方向發(fā)展。
對于微機(jī)電系統(tǒng)(mems)的研究工作始于20世紀(jì)60年代,其研究范疇涉及材料科學(xué)、機(jī)械控制、加工與封裝工藝、電子技術(shù)以及傳感器和執(zhí)行器等多種學(xué)科,是一個(gè)極具前景的新興研究領(lǐng)域。mems的核心技術(shù)是研究微電子與微機(jī)械加工與封裝技術(shù)的巧妙結(jié)合,期望能夠由此而制造出體積小巧但功能強(qiáng)大的新型系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,尤其最近十多年的研究與發(fā)展,mems技術(shù)已經(jīng)顯示出了巨大的生命力,此項(xiàng)技術(shù)的有效采用將信息系統(tǒng)的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一個(gè)新的高度。在當(dāng)前技術(shù)水平下,微切削加工技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出來具有不同層次的3d微型結(jié)構(gòu),從而可以生產(chǎn)出體積非常微小的微型傳感器敏感元件,象毒氣傳感器、離子傳感器、光電探測器這樣的以硅為主要構(gòu)成材料的傳感/探測器都裝有極好的敏感元件[1],[2]。目前,這一類元器件已作為微型傳感器的主要敏感元件被廣泛應(yīng)用于不同的研究領(lǐng)域中。
2智能化(smart)。
智能化傳感器(smartsensor)是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學(xué)科的新型傳感器系統(tǒng)。此類傳感器系統(tǒng)一經(jīng)問世即刻受到科研界的普遍重視,尤其在探測器應(yīng)用領(lǐng)域,如分布式實(shí)時(shí)探測、網(wǎng)絡(luò)探測和多信號探測方面一直頗受歡迎,產(chǎn)生的影響較大。
2.1智能化傳感器的特點(diǎn)。
智能化傳感器是指那些裝有微處理器的,不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲,而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。這一類傳感器就相當(dāng)于是微型機(jī)與傳感器的綜合體一樣,其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機(jī)的硬件設(shè)備。如智能化壓力傳感器,主傳感器為壓力傳感器,用來探測壓力參數(shù),輔助傳感器通常為溫度傳感器和環(huán)境壓力傳感器。采用這種技術(shù)時(shí)可以方便地調(diào)節(jié)和校正由于溫度的變化而導(dǎo)致的測量誤差,而環(huán)境壓力傳感器測量工作環(huán)境的壓力變化并對測定結(jié)果進(jìn)行校正;而硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯娜踺敵鲂盘栠M(jìn)行放大、處理和存儲外,還執(zhí)行與計(jì)算機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。
通常情況下,一個(gè)通用的檢測儀器只能用來探測一種物理量,其信號調(diào)節(jié)是由那些與主探測部件相連接著的模擬電路來完成的;但智能化傳感器卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能,而且其精度更高、價(jià)格更便宜、處理質(zhì)量也更好。與傳統(tǒng)的傳感器相比,智能化傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.智能化傳感器不但能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行處理、分析和調(diào)節(jié),能夠?qū)λ鶞y的數(shù)值及其誤差進(jìn)行補(bǔ)償,而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷,能夠借助于一覽表對非線性信號進(jìn)行線性化處理,借助于軟件濾波器濾波數(shù)字信號。此外,還能夠利用軟件實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償或其它更復(fù)雜的環(huán)境補(bǔ)償,以改進(jìn)測量精度。
2.智能化傳感器具有自診斷和自校準(zhǔn)功能,可以用來檢測工作環(huán)境。當(dāng)工作環(huán)境臨近其極限條件時(shí),它將發(fā)出告警信號,并根據(jù)其分析器的輸入信號給出相關(guān)的診斷信息。當(dāng)智能化傳感器由于某些內(nèi)部故障而不能正常工作時(shí),它能夠借助其內(nèi)部檢測鏈路找出異常現(xiàn)象或出了故障的部件。
3.智能化傳感器能夠完成多傳感器多參數(shù)混合測量,從而進(jìn)一步拓寬了其探測與應(yīng)用領(lǐng)域,而微處理器的介入使得智能化傳感器能夠更加方便地對多種信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。此外,其靈活的配置功能既能夠使相同類型的傳感器實(shí)現(xiàn)最佳的工作性能,也能夠使它們適合于各不相同的工作環(huán)境。
5.智能化傳感器備有一個(gè)數(shù)字式通信接口,通過此接口可以直接與其所屬計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)和交換信息。此外,智能化傳感器的信息管理程序也非常簡單方便,譬如,可以對探測系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制或者在鎖定方式下工作,也可以將所測的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程用戶等。
2.2智能化傳感器的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀。
目前,智能化傳感器技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期,具有代表意義的典型產(chǎn)品是美國霍尼韋爾公司的st-3000系列智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器,以及另外一些含有微處理器(mcu)的單片集成壓力傳感器、具有多維檢測能力的智能傳感器和固體圖像傳感器(ssis)等。與此同時(shí),基于模糊理論的新型智能傳感器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化傳感器系統(tǒng)的研究和發(fā)展中的重要作用也日益受到了相關(guān)研究人員的極大重視。
指出的一點(diǎn)是:目前的智能化傳感器系統(tǒng)本身盡管全都是數(shù)字式的,但其通信協(xié)議卻仍需借助于4~20ma的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號來實(shí)現(xiàn)。一些國際性標(biāo)準(zhǔn)化研究機(jī)構(gòu)目前正在積極研究推出相關(guān)的通用現(xiàn)場總線數(shù)字信號傳輸標(biāo)準(zhǔn);不過,在眼下過渡階段仍大多采用遠(yuǎn)距離總線尋址傳感器(hart)協(xié)議,即highwayaddressableremotetransducer。這是一種適用于智能化傳感器的通信協(xié)議,與目前使用4~20ma模擬信號的系統(tǒng)完全兼容,模擬信號和數(shù)字信號可以同時(shí)進(jìn)行通信,從而使不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品具有通用性。
能化傳感器多用于壓力、力、振動(dòng)沖擊加速度、流量、溫濕度的測量,如美國霍尼韋爾公司的st3000系列全智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器就屬于這一類傳感器。另外,智能化傳感器在空間技術(shù)研究領(lǐng)域亦有比較成功的應(yīng)用實(shí)例[6]。
發(fā)展中,智能化傳感器無疑將會進(jìn)一步擴(kuò)展到化學(xué)、電磁、光學(xué)和核物理等研究領(lǐng)域??梢灶A(yù)見,新興的智能化傳感器將會在關(guān)系到全人類國民生的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來越大作用。
3多功能傳感器(multifunction)。
如前所述,通常情況下一個(gè)傳感器只能用來探測一種物理量,但在許多應(yīng)用領(lǐng)域中,為了能夠完美而準(zhǔn)確地反映客觀事物和環(huán)境,往往需要同時(shí)測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能傳感器則是一種體積小巧而多種功能兼?zhèn)涞男乱淮綔y系統(tǒng),它可以借助于敏感元件中不同的物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)物質(zhì)及其各不相同的表征方式,用單獨(dú)一個(gè)傳感器系統(tǒng)來同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種傳感器的功能。隨著傳感器技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,目前已經(jīng)可以生產(chǎn)出來將若干種敏感元件綜裝在同一種材料或單獨(dú)一塊芯片上的一體化多功能傳感器。
3.1多功能傳感器的執(zhí)行規(guī)則和結(jié)構(gòu)模式。
概括來講,多功能傳感器系統(tǒng)主要的執(zhí)行規(guī)則和結(jié)構(gòu)模式包括:
(1)多功能傳感器系統(tǒng)由若干種各不相同的敏感元件組成,可以用來同時(shí)測量多種參數(shù)。譬如,可以將一個(gè)溫度探測器和一個(gè)濕度探測器配置在一起(即將熱敏元件和濕敏元件分別配置在同一個(gè)傳感器承載體上)制造成一種新的傳感器,這樣,這種新的傳感器就能夠同時(shí)測量溫度和濕度。
(2)將若干種不同的敏感元件精巧地制作在單獨(dú)的一塊硅片中,從而構(gòu)成一種高度綜合化和小型化的多功能傳感器。由于這些敏感元件是被綜裝在同一塊硅片中的,它們無論何時(shí)都工作在同一種條件下,所以很容易對系統(tǒng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償和校正。
(3)借助于同一個(gè)傳感器的不同效應(yīng)可以獲得不同的信息。以線圈為例,它所表現(xiàn)出來的電容和電感是各不相同的。
(4)在不同的激勵(lì)條件下,同一個(gè)敏感元件將表現(xiàn)出來不同的特征。而在電壓、電流或溫度等激勵(lì)條件均不相同的情況下,由若干種敏感元件組成的一個(gè)多功能傳感器的特征可想而知將會是多么的`千差萬別!有時(shí)候簡直就相當(dāng)于是若干個(gè)不同的傳感器一樣,其多功能特征可謂名副其實(shí)。
3.2多功能傳感器的研制與應(yīng)用現(xiàn)狀。
多功能傳感器無疑是當(dāng)前傳感器技術(shù)發(fā)展中一個(gè)全新的研究方向,日前有許多學(xué)者正在積極從事于該領(lǐng)域的研究工作。如將某些類型的傳感器進(jìn)行適當(dāng)組合而使之成為新的傳感器,如用來測量流體壓力和互異壓力的組合傳感器。又如,為了能夠以較高的靈敏度和較小的粒度同時(shí)探測多種信號,微型數(shù)字式三端口傳感器可以同時(shí)采用熱敏元件、光敏元件和磁敏元件;這種組配方式的傳感器不但能夠輸出模擬信號,而且還能夠輸出頻率信號和數(shù)字信號.
從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看,最熱門的研究領(lǐng)域也許是各種類型的仿生傳感器了,而且在感觸、刺激以及視聽辨別等方面已有最新研究成果問世。從實(shí)用的角度考慮,多功能傳感器中應(yīng)用較多的是各種類型的多功能觸覺傳感器,譬如人造皮膚觸覺傳感器就是其中之一,這種傳感器系統(tǒng)由pvdf材料、無觸點(diǎn)皮膚敏感系統(tǒng)以及具有壓力敏感傳導(dǎo)功能的橡膠觸覺傳感器等組成。據(jù)悉,美國merritt公司研制開發(fā)的無觸點(diǎn)皮膚敏感系統(tǒng)獲得了較大的成功,其無觸點(diǎn)超聲波傳感器、紅外輻射引導(dǎo)傳感器、薄膜式電容傳感器、以及溫度、氣體傳感器等在美國本土應(yīng)用甚廣。
與其它方面的研究成果相比,目前在人工嗅覺方面的研究還似乎遠(yuǎn)遠(yuǎn)不盡人意。由于嗅覺元件接收到的判別信號是非常復(fù)雜的,其中總是混合著成千上萬種化學(xué)物質(zhì),這就使得嗅覺系統(tǒng)處理起這些信號來異常錯(cuò)綜復(fù)雜。
人工嗅覺傳感系統(tǒng)的典型產(chǎn)品是功能各異的electronicnose(電子鼻),近10多年來,該技術(shù)的發(fā)展很快,目前已有數(shù)種商品化的產(chǎn)品在國際市場流通,美、法、德、英等國家均有比較先進(jìn)的電子鼻產(chǎn)品問世。
“電子鼻”系統(tǒng)通常由一個(gè)交叉選擇式氣體傳感器陣列和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)組成,并配以恰當(dāng)?shù)哪J阶R別系統(tǒng),具有識別簡單和復(fù)雜氣味的能力,主要用來解決一般情況下的氣味探測問題。根據(jù)應(yīng)用對象的不同,“電子鼻”系統(tǒng)傳感器陣列中傳感器的構(gòu)成材料及配置數(shù)量亦有所不同,其中,構(gòu)成材料包括金屬氧化物半導(dǎo)體、導(dǎo)電聚合物、石英晶振等,配置數(shù)量則從幾個(gè)到數(shù)十個(gè)不等??傊?,“電子鼻”系統(tǒng)是氣體傳感器技術(shù)和信息處理技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合的高科技產(chǎn)物,其氣體傳感器的體積很小,功耗也很低,能夠方便地捕獲并處理氣味信號。氣流經(jīng)過氣體傳感器陣列進(jìn)入到“電子鼻”系統(tǒng)的信號預(yù)處理元件中,最后由陣列響應(yīng)模式來確定其所測氣體的特征。陣列響應(yīng)模式采用關(guān)聯(lián)法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法對所測氣體進(jìn)行定性和定量鑒別。美國cyranosciences公司生產(chǎn)的cyranose320電子鼻是目前技術(shù)較為先進(jìn)、適用范圍也比較廣的嗅覺傳感系統(tǒng)之一,該系統(tǒng)主要由傳感器陣列和數(shù)據(jù)分析算法兩部分組成,其基本技術(shù)是將若干個(gè)獨(dú)特的薄膜式碳-黑聚合物復(fù)合材料化學(xué)電阻器配置成一個(gè)傳感器陣列,然后采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù),通過分析由此傳感器陣列所收集到的輸出值的辦法來識別未知分析物。據(jù)稱,cyranose320電子鼻的適用范圍包括食品與飲料的生產(chǎn)與保鮮、環(huán)境保護(hù)、化學(xué)品分析與鑒定、疾病診斷與醫(yī)藥分析以及工業(yè)生產(chǎn)過程控制與消費(fèi)品的監(jiān)控與管理等。
4無線網(wǎng)絡(luò)化(wirelessnetworked)。
無線網(wǎng)絡(luò)對我們來說并不陌生,比如手機(jī),無線上網(wǎng),電視機(jī)。傳感器對我們來說也不陌生,比如溫度傳感器、壓力傳感器,還有比較新穎的氣味傳感器。但是,把二者結(jié)合在起來,提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wirelesssensornetworks)這個(gè)概念,卻是近幾年才發(fā)生的事情。
傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前國際上備受關(guān)注的、由多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等,能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息,通過嵌入式系統(tǒng)對信息進(jìn)行處理,并通過隨機(jī)自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在的計(jì)算”理念。傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究采用系統(tǒng)發(fā)展模式,因而必須將現(xiàn)代的先進(jìn)微電子技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、系統(tǒng)soc(system-on-chip)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)、納米材料與技術(shù)、現(xiàn)代信息通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等融合,以實(shí)現(xiàn)其微型化、集成化、多功能化及系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化,特別是實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)特有的超低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。傳感器網(wǎng)絡(luò)具有十分廣闊的應(yīng)用前景,在軍事國防、工農(nóng)業(yè)、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險(xiǎn)救災(zāi)、防恐反恐、危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程控制等許多領(lǐng)域都有重要的科研價(jià)值和巨大實(shí)用價(jià)值,已經(jīng)引起了世界許多國家軍界、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視,并成為進(jìn)入年以來公認(rèn)的新興前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域,被認(rèn)為是將對二十一世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。
4.2傳感器網(wǎng)絡(luò)研究熱點(diǎn)問題和關(guān)鍵技術(shù)。
傳感器網(wǎng)絡(luò)以應(yīng)用為目標(biāo),其構(gòu)建是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,涉及到的研究工作和需要解決的問題在每一個(gè)層面上都很多。對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及界面接口技術(shù)的研究意義重大。如果我們把傳感器網(wǎng)絡(luò)按其功能抽象成五個(gè)層次的話,將會包括基礎(chǔ)層(傳感器集合)、網(wǎng)絡(luò)層(通信網(wǎng)絡(luò))、中間件層、數(shù)據(jù)處理和管理層以及應(yīng)用開發(fā)層。
其中,基礎(chǔ)層以研究新型傳感器和傳感系統(tǒng)為核心,包括應(yīng)用新的傳感原理、使用新的材料以及采用新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等,以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應(yīng)速度、動(dòng)態(tài)范圍、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性以及在惡劣環(huán)境條件下工作的能力。
傳感器網(wǎng)絡(luò)有著巨大的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是將對21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。已有和潛在的傳感器應(yīng)用領(lǐng)域包括:軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、建筑物監(jiān)測等等。隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,各種傳感器網(wǎng)絡(luò)將遍布我們生活環(huán)境,從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在的計(jì)算”。以下簡要介紹傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些應(yīng)用。
(1)軍事應(yīng)用。
傳感器網(wǎng)絡(luò)研究最早起源于軍事領(lǐng)域,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有海洋聲納監(jiān)測的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò),也有監(jiān)測地面物體的小型傳感器網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,通過飛機(jī)撒播、特種炮彈發(fā)射等手段,可以將大量便宜的傳感器密集地撒布于人員不便于到達(dá)的觀察區(qū)域如敵方陣地內(nèi),收集到有用的微觀數(shù)據(jù);在一部分傳感器因?yàn)樵馄茐牡仍蚴r(shí),傳感器網(wǎng)絡(luò)作為整傳感器網(wǎng)絡(luò)體仍能完成觀察任務(wù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的上述特點(diǎn)使得它具有重大軍事價(jià)值,可以應(yīng)用于如下一些場景中:
監(jiān)測人員、裝備等情況以及單兵系統(tǒng):通過在人員、裝備上附帶各種傳感器,可以讓各級指揮員比較準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握己方的保存狀態(tài)。通過在敵方陣地部署各種傳感器,可以了解敵方武器部署情況,為己方確定進(jìn)攻目標(biāo)和進(jìn)攻路線提供依據(jù)。
監(jiān)測敵軍進(jìn)攻:在敵軍駐地和可能的進(jìn)攻路線上部署大量傳感器,從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)敵軍的進(jìn)攻行動(dòng)、爭取寶貴的應(yīng)對時(shí)間。并可根據(jù)戰(zhàn)況快速調(diào)整和部署新的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
評估戰(zhàn)果:在進(jìn)攻前后,在攻擊目標(biāo)附近部署傳感器網(wǎng)絡(luò),從而收集目標(biāo)被破壞程度的數(shù)據(jù)。
核能、生物、化學(xué)攻擊的偵察:借助于傳感器網(wǎng)絡(luò)可以及早發(fā)現(xiàn)己方陣地上的生、化污染,提供快速反應(yīng)時(shí)間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現(xiàn)場的詳細(xì)數(shù)據(jù)。
(2)環(huán)境應(yīng)用。
洪災(zāi)的預(yù)警:通過在水壩、山區(qū)中關(guān)鍵地點(diǎn)合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器,可以在洪災(zāi)到來之前發(fā)布預(yù)警信息,從而及時(shí)排除險(xiǎn)情或者減少損失。
農(nóng)田管理:通過在農(nóng)田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強(qiáng)度、風(fēng)速等傳感器,可以更好地對農(nóng)田管理微觀調(diào)控,促進(jìn)農(nóng)作物生長。
(3)家庭應(yīng)用。
建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內(nèi),獲取室內(nèi)環(huán)境參數(shù),從而為居室環(huán)境控制和危險(xiǎn)報(bào)警提供依據(jù)。
智能家居:通過布置于房間內(nèi)的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器,感知居室不同部分的微觀狀況,從而對空調(diào)、門窗以及其他家電進(jìn)行自動(dòng)控制,提供給人們智能、舒適的居住環(huán)境[16]。
建筑安全:通過布置于建筑物內(nèi)的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器,發(fā)現(xiàn)異常事件及時(shí)報(bào)警,自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急措施。
智能交通:通過布置于道路上的速度、識別傳感器,監(jiān)測交通流量等信息,為出行者提供信息服務(wù),發(fā)現(xiàn)違章能及時(shí)報(bào)警和記錄[17]。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器,特別是生物化學(xué)傳感器監(jiān)測有害物、危險(xiǎn)物的信息,最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。
(4)結(jié)論。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著十分廣泛的應(yīng)用前景,它不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域有具有巨大的運(yùn)用價(jià)值,在未來還將在許多新興領(lǐng)域體現(xiàn)其優(yōu)越性,如家用、保健、交通等領(lǐng)域。我們可以大膽的預(yù)見,將來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將無處不在,將完全融入我們的生活。比如微型傳感器網(wǎng)最終可能將家用電器、個(gè)人電腦和其他日常用品同互聯(lián)網(wǎng)相連,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離跟蹤,家庭采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)安全調(diào)控、節(jié)電等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個(gè)無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡(luò),其應(yīng)用可以涉及到人類日常生活和社會生產(chǎn)活動(dòng)的所有領(lǐng)域。但是,我們還應(yīng)該清楚的認(rèn)識到,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)才剛剛開始發(fā)展,它的技術(shù)、應(yīng)用都還還遠(yuǎn)談不上成熟,國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該抓住商機(jī),加大投入力度,推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興的通信應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),其應(yīng)用可以涉及到人類生活和社會活動(dòng)的所有領(lǐng)域。因此,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個(gè)無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡(luò),需要各種技術(shù)支撐。目前,成熟的通信技術(shù)都可能經(jīng)過適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和進(jìn)一步發(fā)展,應(yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,形成新的市場增長點(diǎn),創(chuàng)造無線通信的新天地。
5結(jié)語。
當(dāng)前技術(shù)水平下的傳感器系統(tǒng)正向著微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。今后,隨著cad技術(shù)、mems技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)分析算法的繼續(xù)向前發(fā)展,未來的傳感器系統(tǒng)必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。在各種新興科學(xué)技術(shù)呈輻射狀廣泛滲透的當(dāng)今社會,作為現(xiàn)代科學(xué)“耳目”的傳感器系統(tǒng),作為人們快速獲取、分析和利用有效信息的基礎(chǔ),必將進(jìn)一步得到社會各界的普遍關(guān)注。
微波傳感器依靠微波的很多優(yōu)點(diǎn),將廣泛地用于微波通訊、衛(wèi)星發(fā)送等無線通訊,和雷達(dá)、導(dǎo)彈誘導(dǎo)、遙感、射電望遠(yuǎn)鏡中。并且在一些非接觸式的監(jiān)測和控制中也有很好的應(yīng)用。
傳感器的應(yīng)用論文篇一
摘要:國家的繁榮富強(qiáng)離不開公路的建設(shè),經(jīng)濟(jì)越發(fā)展質(zhì)量控制越重要,公路施工中的檢測工作是控制質(zhì)量的有效保證。文章概述了公路工程試驗(yàn)檢測工作的重要意義,探討了公路工程檢測在公路工程質(zhì)量控制中的具體應(yīng)用,提出了加強(qiáng)公路工程檢測工作的建議。
關(guān)鍵詞:公路工程;工程檢測;質(zhì)量控制。
公路工程施工技術(shù)管理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是工程試驗(yàn)檢測工作,也是公路工程竣工驗(yàn)收評定和質(zhì)量控制工作中不可缺少的組成部分。試驗(yàn)檢測的數(shù)據(jù)不真實(shí)、不可靠。公路工程試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)雖然在我國已初具規(guī)模,但還存在有認(rèn)識、管理上的諸多問題。只有強(qiáng)化行業(yè)管理手段,彌補(bǔ)試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)中存在的不足,切實(shí)建立檢測行業(yè)誠信體系,才能促進(jìn)我國公路檢測市場健康有序地發(fā)展。
1公路工程試驗(yàn)檢測工作的重要意義。
(1)公路工程試驗(yàn)檢測工作有利于推廣新技術(shù),加強(qiáng)新工藝和新材料的應(yīng)用。對于某種新工藝、新技術(shù)、新材料進(jìn)行及時(shí)有效的檢測,還可以對其適用性、可行性、先進(jìn)性和有效性進(jìn)行鑒別和了解,從而積累公路工程的施工經(jīng)驗(yàn),為推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,提高公程工程試驗(yàn)檢測工作質(zhì)量作出積極的貢獻(xiàn)。(2)公路工程試驗(yàn)檢測工作有利于充分利用當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的材料,可有效降低施工成本。例如:通過對施工地點(diǎn)的砂石、填料等的檢測。可以確定這些材料是否符合施工要求,如果符合,則可進(jìn)行就地取材。(3)公路工程試驗(yàn)檢測工作有利于對施工所用到的各種原材料的質(zhì)量好壞進(jìn)行科學(xué)的鑒定。通過這套合理有效的測試手段,施工所用材料的各種性能是否符合規(guī)定就變得更加明了,對于合理應(yīng)用材料,提高工程質(zhì)量具有重要作用。
傳感器的應(yīng)用論文篇二
傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是直接作用于被測量、并能按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)化為同種或別種量值輸出的器件。目前,傳感器轉(zhuǎn)換后的信號大多是電信號,因而從狹義上講,傳感器是把外界輸入的非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。
1前言。
傳感器是測試系統(tǒng)的一部分,其作用類似于人類的感覺器官,也可以認(rèn)為是人類感官的延伸。人們借助傳感器可以去探測那些人們無法用或不便用感官直接感知的事物,如用熱電偶可以測量熾熱物體的溫度;用超聲波換能器可以測海水深度;用紅外遙感器可從高空探測地面形貌、河流狀態(tài)及植被的分布等。因此,可以說傳感器是人們認(rèn)識自然界事物的有力工具,是測量儀器與被測量物體之間的接口。通常情況下,傳感器處于測試裝置的輸入端,是測試系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié),其性能直接影響著整個(gè)測試系統(tǒng),對測試精度有很大影響。
按被測物理量的不同,可以分為位移、力、溫度、流量傳感器等;按工作的基礎(chǔ)不同,可以分為機(jī)械式傳感器、電氣式傳感器、光學(xué)式傳感器、流體式傳感器等;按信號變換特征可以分為物性型傳感器和結(jié)構(gòu)型傳感器;根據(jù)敏感元件與被測對象直接的能量關(guān)系,可以分為能量轉(zhuǎn)換型傳感器與能量控制型傳感器。
3常見傳感器介紹。
3.1電阻應(yīng)變式傳感器。
電阻應(yīng)變式傳感器又叫電阻應(yīng)變計(jì),其敏感元件是電阻應(yīng)變。應(yīng)變片是在用苯酚,環(huán)氧樹脂等絕緣材料浸泡過的玻璃基板上,粘貼直徑為0.025mm左右的金屬絲或金屬箔制成。敏感元件也叫敏感柵。其具有體積小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、測量精度高、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)。在航空、機(jī)械、建筑等各行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。電阻應(yīng)變片的工作原理是基于金屬的應(yīng)變效應(yīng),即金屬導(dǎo)體在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變,其電阻值隨機(jī)械變形的變化而變化。其可以分為:金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片式兩類。金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。它們的主要區(qū)別在于:金屬電阻應(yīng)變片式是利用導(dǎo)體形變引起電阻變化,而半導(dǎo)體應(yīng)變片式則是利用電阻率變化引起電阻的變化。
3.2電容式傳感器。
電容式傳感器是將被測物理量轉(zhuǎn)換成電容量變化的裝置,它實(shí)質(zhì)是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。由于電容與極距成反比,與正對面積和介質(zhì)成正比,因此其可以分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三類。極距變化型電容傳感器的優(yōu)點(diǎn)是可進(jìn)行動(dòng)態(tài)非接觸式測量,對被測系統(tǒng)的影響小,靈敏度高,適用于較小位移的測量,但這種傳感器有非線性特性,因此使用范圍受到一定限制。面積變化型傳感器的優(yōu)點(diǎn)是輸出與輸入成線性關(guān)系,但與極距型傳感器相比,靈敏度較低,適用于較大的直線或角位移的測量。介質(zhì)變化型則多用于測量液體的高度等場合。
3.3電感式傳感器。
電感式傳感器是將被測物理量,如力、位移等,轉(zhuǎn)換為電感量變換的一種裝置,其變換是基于電磁感應(yīng)原理。電感式傳感器種類很多,常見的有自感式,互感式和渦流式三種。
電感式傳感器具有以下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,傳感器無活動(dòng)電觸點(diǎn),因此工作可靠壽命長。靈敏度和分辨力高,能測出0.01微米的位移變化。傳感器的輸出信號強(qiáng),電壓靈敏度一般每毫米的位移可達(dá)數(shù)百毫伏的輸出。線性度和重復(fù)性都比較好,在一定位移范圍(幾十微米至數(shù)毫米)內(nèi),傳感器非線性誤差可達(dá)0.05%~0.1%。同時(shí),這種傳感器能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制,它在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛被采用。但不足的是,它有頻率響應(yīng)較低,不宜快速動(dòng)態(tài)測控等缺點(diǎn)。
3.4磁電式傳感器。
磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢的一種傳感器,又稱電磁感應(yīng)式或電動(dòng)力式傳感器。其工作原理是一個(gè)匝數(shù)為n的線圈,當(dāng)穿過它的磁通量變化時(shí),線圈產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢。磁通量的變化可通過多種方式來實(shí)現(xiàn),如磁鐵與線圈做切割磁力線運(yùn)動(dòng)、磁路的磁阻變化、恒定磁場中線圈面積的變化,因此可制造出不同類型的傳感器用于測量速度、扭矩等。
3.5壓電式傳感器。
壓電式傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅鳎抢媚承┪镔|(zhì)的壓電效應(yīng)進(jìn)行工作的器件。最簡單的壓電式傳感器是在壓電晶片的兩個(gè)工作面上進(jìn)行金屬蒸鍍,形成金屬膜,構(gòu)成兩個(gè)電極。當(dāng)晶片受壓力時(shí),兩個(gè)極板上聚集數(shù)量相等而極性相反的電荷,形成電場。因此壓電傳感器可以看成是電荷發(fā)生器,又可以看作電容器。
4新型傳感器。
4.1生物傳感器。
生物傳感器是用生物活性材料(酶、蛋白質(zhì)、dna、抗體、抗原、生物膜等)與物理化學(xué)換能器有機(jī)結(jié)合的一門交叉學(xué)科,是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測方法與監(jiān)控方法,也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu):包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表達(dá)的信號轉(zhuǎn)換為電信號的物理或化學(xué)換能器(傳感器),二者組合在一起,用現(xiàn)代微電子和自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號的再加工,構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。生物傳感器的原理:待測物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料,經(jīng)分子識別,發(fā)生生物學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號,再經(jīng)二次儀表放大并輸出,便可知道待測物濃度。
4.2激光傳感器。
激光傳感器:利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表,它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強(qiáng)等。激光傳感器原理:激光傳感器工作時(shí),先由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器,被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器,因此它能檢測極其微弱的光信號,并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。
5結(jié)束語。
隨著科技的飛速發(fā)展,人們不斷提高著自身認(rèn)知世界的能力。傳感器在獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大上的作用。目前,傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會進(jìn)步方面起到重要的推動(dòng)作用。相信未來,傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個(gè)飛躍。
作者簡介。
楊天娟(1991-),女,河北省邯鄲市人?,F(xiàn)為鄭州大學(xué)本科生,主要研究方向?yàn)闄C(jī)械工程及自動(dòng)化。
作者單位。
鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院河南省鄭州市450001。
傳感器的應(yīng)用論文篇三
傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生只能夠通過書本或者是教師的講解來獲得化學(xué)知識,對于一些物質(zhì)變化和微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)只能夠靠頭腦想象來理解,多媒體技術(shù)的應(yīng)用就使得一些微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)通過多媒體課件來變成動(dòng)態(tài)、立體、有形的物質(zhì),這樣一些抽象難懂的化學(xué)知識就變得極其容易理解,教師也可以利用多媒體技術(shù)來將金屬的冶煉過程進(jìn)行展示,尤其是對于中職的學(xué)生來說,由于課程時(shí)間較短,學(xué)生較多,導(dǎo)致了學(xué)生的注意力下降,而多媒體技術(shù)能夠集中學(xué)生的注意力,將金屬的冶煉技術(shù)和冶煉的原理呈現(xiàn)給學(xué)生,這樣學(xué)生對于整個(gè)金屬冶煉的過程就會有著清晰的認(rèn)識,從而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
1。2提高了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中,由于化學(xué)物質(zhì)的.特殊性,一旦實(shí)驗(yàn)失敗,極容易發(fā)生危險(xiǎn),在這樣的情況下,學(xué)生就會產(chǎn)生畏懼的心理,對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)失去興趣。多媒體技術(shù)的引用,學(xué)生可以在電腦上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作,對于實(shí)驗(yàn)操作有著一定的了解,對于錯(cuò)誤的地方要明確的標(biāo)出,還要掌握正確的方法,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性也能夠在一定程度上得到提升。
1。3能夠提高學(xué)生對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解和數(shù)據(jù)處理的能力。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中涉及到一些極其抽象的原理和概念,而多媒體技術(shù)能夠很好的將這些微觀的物質(zhì)展現(xiàn)出來,學(xué)生就能夠?qū)@些抽象的原理和概念進(jìn)行理解。例如電解飽和食鹽水在講解的過程中,需要制作三維動(dòng)畫來對電解過程中微觀的動(dòng)態(tài)進(jìn)行了解,這樣電解飽和食鹽水在電解的過程中所有的微觀原理學(xué)生就能夠充分的掌握。利用動(dòng)畫對電極反應(yīng)的過程進(jìn)行模擬,學(xué)生在腦海中就會留下深刻的印象,而且一些比較復(fù)雜的作圖實(shí)驗(yàn)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行,對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)軟件中的excel就能夠處理,趨勢圖也會更加的精確,直觀又簡單。
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傳感器的應(yīng)用論文篇四
摘要:在我國經(jīng)濟(jì)總量不斷提升,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度穩(wěn)定增長時(shí)代背景下,工程機(jī)械領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)展突飛猛進(jìn),從傳統(tǒng)工程機(jī)械控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)榕c智能控制技術(shù)相結(jié)合,具有高效、集約、環(huán)保等優(yōu)勢,是工程機(jī)械領(lǐng)域現(xiàn)有主體發(fā)展方向之一。本文探討工程機(jī)械控制中智能化控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,分析智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制領(lǐng)域中的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞:智能控制技術(shù);工程機(jī)械;應(yīng)用情況;發(fā)展進(jìn)程。
前些年,我國在工程機(jī)械領(lǐng)域中,跟西方發(fā)達(dá)國家的技術(shù)儲備上還存在著較大差距,而近年來,隨著經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在工程機(jī)械控制領(lǐng)域中總體技術(shù)水平也得到了長足長進(jìn),取得了喜人成績。在智能化領(lǐng)域蓬勃發(fā)展之余,工業(yè)產(chǎn)業(yè)中也對智能化技術(shù)與工程機(jī)械領(lǐng)域相結(jié)合工作進(jìn)行了不斷嘗試,隨著結(jié)合技術(shù)的逐漸成熟,智能控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域也開始發(fā)揮重要顯著作用?,F(xiàn)今,在工程機(jī)械領(lǐng)域整體行業(yè)中,主流觀點(diǎn)為工程機(jī)械控制技術(shù)的未來發(fā)展方向是智能控制技術(shù)與工程機(jī)械相結(jié)合,提高機(jī)械設(shè)備自適應(yīng)能力。在智能控制技術(shù)與工程機(jī)械控制技術(shù)結(jié)合后,將會構(gòu)建一個(gè)完整、科學(xué)的工程機(jī)械控制體系,使得工程機(jī)械設(shè)備中各部位之間建立信息溝通渠道,相互之間靈活配合,提高工程機(jī)械設(shè)備的施工精度。智能控制技術(shù)和工程機(jī)械控制技術(shù)相結(jié)合,不但在提高機(jī)械使用效率、環(huán)保問題上有著顯著作用,更有利于工程機(jī)械控制領(lǐng)域的智能化、精細(xì)化發(fā)展不斷前進(jìn),提高我國整體工程機(jī)械控制領(lǐng)域水平,從而更好促進(jìn)我國整體工業(yè)水平的發(fā)展。
1工程機(jī)械控制技術(shù)智能化的發(fā)展與起源。
1.1工程機(jī)械控制技術(shù)智能化的發(fā)展。
工程機(jī)械控制技術(shù)的特點(diǎn)為安全性高、機(jī)械精細(xì)化程度高和性能可靠程度強(qiáng)。在工程機(jī)械控制領(lǐng)域中,自動(dòng)化控制系統(tǒng)是整體控制領(lǐng)域中的重要組成部分。自動(dòng)化控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)備控制過程中,起著重要作用,有效提高了機(jī)械設(shè)備的使用效率和精準(zhǔn)度。但在前些年我國的整體技術(shù)水平偏低,由于整體時(shí)代背景因素,自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)還被西方先進(jìn)國家的公司所管控,在我國工程機(jī)械控制領(lǐng)域中自動(dòng)化控制系統(tǒng)沒有得到推廣。在工程機(jī)械控制技術(shù)智能化發(fā)展過程中,逐漸顯露出智能控制技術(shù)的一些特點(diǎn),如控制系統(tǒng)人性化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn),而這些特點(diǎn)都是傳統(tǒng)工程機(jī)械控制技術(shù)所不具備的。機(jī)械控制技術(shù)智能化發(fā)展的主要目的為便捷工程機(jī)械操作控制流程、提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率、對機(jī)械設(shè)備嚴(yán)格控制,而達(dá)到以上目的首要前提為構(gòu)建工程機(jī)械智能化遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)。在控制工程機(jī)械實(shí)際操作施工時(shí),通過遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng),實(shí)時(shí)下達(dá)機(jī)械設(shè)備操作指令,對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行嚴(yán)格控制,實(shí)現(xiàn)智能控制系統(tǒng)與工程機(jī)械設(shè)備之間的無縫對接。目前,在我國工程機(jī)械控制領(lǐng)域中,智能化控制技術(shù)的總體發(fā)展水平還處于起步階段,但在具體技術(shù)發(fā)展中已經(jīng)取得一些喜人成績。例如,在三一重工中,對道路施工設(shè)備的智能化控制技術(shù)的相關(guān)技術(shù)研究工作中不斷突破現(xiàn)有技術(shù),實(shí)現(xiàn)了裝載機(jī)等工程機(jī)械設(shè)備的智能化控制,有效提升了這些設(shè)備的施工效率和安全性作業(yè)操作。但是,在整體工程機(jī)械控制智能化發(fā)展過程中,還需要相關(guān)研發(fā)人員不斷論證、深入分析研究,以期在整體工程機(jī)械領(lǐng)域中,實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)控制。
1.2工程機(jī)械設(shè)備智能控制技術(shù)的起源。
在十八世紀(jì)六十年代,蒸汽機(jī)的誕生,開創(chuàng)了以機(jī)械設(shè)備代替手工生產(chǎn)的時(shí)代,從那以后,人類社會的生產(chǎn)力提高方向便從擴(kuò)大生產(chǎn)范圍逐漸轉(zhuǎn)為提高科技技術(shù)。而在上世紀(jì)早期,科學(xué)界開始形成一種主流觀點(diǎn),認(rèn)為智能是可以計(jì)算的,科學(xué)界針對此觀點(diǎn)不斷研發(fā)、嘗試,在1946年2月15日,在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了人類歷史上第一臺通用電子計(jì)算機(jī)eniac。在eniac誕生二十余年后,工程機(jī)械設(shè)備的智能控制化觀點(diǎn)在dartmouth大學(xué)的研討會上被首次提出,直到現(xiàn)今,科學(xué)界對工程機(jī)械設(shè)備的智能控制系統(tǒng)不斷深入研究、開發(fā)、創(chuàng)新。時(shí)至今日,工程機(jī)械設(shè)備智能控制系統(tǒng)在部分設(shè)備中的已經(jīng)推廣、實(shí)踐,極大提高了人類社會的總體社會生產(chǎn)力。
傳感器的應(yīng)用論文篇五
時(shí)代在進(jìn)步,教育在改革,網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的覆蓋,為了跟上時(shí)代的變遷,培養(yǎng)創(chuàng)新性人才,教學(xué)模式也在不斷改變。微課的出現(xiàn)就是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,它是將學(xué)習(xí)內(nèi)容引進(jìn)視頻,通過視頻的方式完成教與學(xué)的過程,可謂是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的顛覆,不過其中也包括了重難點(diǎn)的解析及課后反思等。
2微課的概念及特點(diǎn)。
微課是教師在課堂內(nèi)外教育教學(xué)中圍繞重要知識點(diǎn),視頻教學(xué)是微課的核心組成內(nèi)容。與傳統(tǒng)教學(xué)的視頻資料不同,微課還包涵與教學(xué)主題有關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材、課件、反思、測試、評價(jià)等輔助性教學(xué)資源。所以微課既是區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)資源的教學(xué)模式,又是在其基礎(chǔ)上繼承發(fā)展起的新型教學(xué)模式。微課所具有的特點(diǎn)是教學(xué)時(shí)間短,教學(xué)內(nèi)容少,符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),能提高學(xué)習(xí)效率。相對于傳統(tǒng)的課堂來說,微課采用的視頻為主的教學(xué)模式,教師不再只擔(dān)任講授的角色,更多轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)角色;學(xué)生也由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究。微課的主體突出、內(nèi)容具體,研究的問題來源于教育教學(xué)實(shí)踐的具體問題,每堂課都會根據(jù)其知識點(diǎn)和核心內(nèi)容教學(xué),主題明確,教學(xué)目標(biāo)單一,內(nèi)容精簡,知識點(diǎn)針對性強(qiáng),研究內(nèi)容易表達(dá),也易理解。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對理論教學(xué)的補(bǔ)充,實(shí)驗(yàn)也是很好檢驗(yàn)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是醫(yī)學(xué)中的關(guān)鍵,醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展對醫(yī)學(xué)的進(jìn)步起著重要作用,實(shí)驗(yàn)的教學(xué)的目的除了進(jìn)一步加深學(xué)生對已掌握的理論知識的理解,對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的強(qiáng)化,也是對學(xué)生動(dòng)手能力的鍛煉。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)中占重要地位,醫(yī)學(xué)教育質(zhì)量也跟基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)掛鉤,所以在對實(shí)驗(yàn)的.教學(xué)中要深化實(shí)驗(yàn)教育改革,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。目前我國的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育存在著一些問題,在教學(xué)中都是以傳授知識為主,沒有傳授獲取的方法,通常都是以教師灌輸?shù)姆绞?,學(xué)生在學(xué)習(xí)中比較被動(dòng),缺少自己思考創(chuàng)新。特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,如果一昧的重復(fù)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只會使學(xué)生覺得枯燥,所以要注意對實(shí)驗(yàn)的合理安排。醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為了使學(xué)生對已學(xué)知識的深入理解,并且能夠?qū)W習(xí)基本技能和實(shí)際操作方法。
傳感器的應(yīng)用論文篇六
在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)代社會中,我們主要依靠檢測技術(shù)獲取、篩選和傳輸信息來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。光電傳感器本身具有反應(yīng)快、精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),而且其在測量速度方面較快,所以在自動(dòng)測量領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要針對光電傳感器的原理以及其應(yīng)用等相關(guān)問題進(jìn)行簡要探討。
在社會和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下,信息技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用,并在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著重要的作用。很多人在得到資料后通過一系列科學(xué)的分析,加工,處理,才能正確認(rèn)識和把握規(guī)律,促進(jìn)科技工藝的發(fā)展。通過對信息的自動(dòng)采集和過濾,獲取有效的控制信息,可以提升企業(yè)的競爭力。
光電子和微電子技術(shù)的有效結(jié)合,形成了新的光電傳感信息技術(shù),這一技術(shù)的應(yīng)用,使精度更高,響應(yīng)速度更快,是具有高可靠性和高精確度的光電傳感器,并且能對表格進(jìn)行更靈活的測量,在自動(dòng)檢測技術(shù)當(dāng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。光電傳感器的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對光學(xué)部件的有效檢測。
光電效應(yīng)分為外部和內(nèi)部光電效應(yīng)光電效應(yīng)。外部光電效應(yīng)指的是表面電子的某些對象的光照射發(fā)生逃逸的現(xiàn)象,也稱為電光效應(yīng)以外光電子效應(yīng)?;谠诠怆娫暇哂泄怆姽?,光電倍增管等光學(xué)效應(yīng)的外部光電效應(yīng)是指光對下一個(gè)對象造成影響時(shí),原子的內(nèi)部電子被釋放,但這些電子不會發(fā)生表面的逃逸現(xiàn)象,而是仍保持在所述主體的內(nèi)部,從而使所述被攝體的變化的電阻率或產(chǎn)生電動(dòng)勢。主要包括光敏電阻器,光電二極管,光電池等光電元件。在光電材料的光,電子材料吸收能量,如果電子的表面能吸收足夠的,電子將克服逃逸的束縛到空間,這是光電效應(yīng)以外的外表面。
因此,如果光電子逃逸面中,w不同的材料具有不同的功函數(shù),入射光具有一定的頻率限制,并且僅當(dāng)入射光的頻率大于該頻率的限制,將已光電子,否則力度不大,也不會有光電子,這個(gè)頻率所具有的上限我們一般把它稱為“紅色極限”。而光在電效應(yīng)當(dāng)中,價(jià)帶與正常情況下的那些半導(dǎo)體材料之間所具有的帶隙能量間隔在導(dǎo)帶之間,價(jià)帶電子不會自發(fā)如果通過轉(zhuǎn)換到導(dǎo)帶,使得導(dǎo)電半導(dǎo)體材料少得多的導(dǎo)電,但是,以某種方式與價(jià)帶電子提供能量,它可以被激發(fā)到導(dǎo)帶,形成一個(gè)載體,增加的方式的導(dǎo)電性時(shí),光對于入射光的能量的激勵(lì)。例如,價(jià)帶電子將吸收這些具有很高能量的光子,并將其過渡到導(dǎo)帶之中,從而留下一個(gè)介質(zhì)孔當(dāng)中的價(jià)帶,這樣也可以形成一對可以用來導(dǎo)電的電子――空穴對。雖然沒有相關(guān)的逃逸電子或光電子形成,但是顯然有電氣效應(yīng)是由于被光電效應(yīng)中所產(chǎn)生的光。
房間。
光電傳感器可以檢測已被廣泛應(yīng)用于光的變化量而引起的檢測技術(shù),工業(yè)自動(dòng)化和智能控制等領(lǐng)域。在這里,我們來說明這種傳感器中的應(yīng)用生產(chǎn)和生活。
所謂光隔離器一般是由一個(gè)發(fā)光的二極管或者光電晶體管在同一封套的組合物進(jìn)行安裝而成的。發(fā)光二極管的光敏電阻器,發(fā)光二極管光電晶體管。其中發(fā)光二極管的光電晶體管是被最廣泛使用的,經(jīng)常在隔離一般信號中使用;發(fā)光的光敏可控硅電源隔離的駕駛情況下使用二極管;發(fā)光二極管或在直接驅(qū)動(dòng)低功率負(fù)荷的場合中使用的達(dá)林頓復(fù)合管。
當(dāng)掃描條形碼筆尖上移動(dòng),如果遇到黑線,所述發(fā)光二極管的光就會由黑線被吸收,光電晶體管不接收反射的光,高阻抗電流干旱,在橫截面中比狀態(tài)由于當(dāng)由發(fā)光二極管發(fā)出的光,被反射到光電晶體管的基極的顏色空間滿足,光電晶體管導(dǎo)通,整個(gè)條碼掃描之后,條形碼到光電晶體管的電脈沖信號,將信號放大,脈沖列的形成后成形,然后通過計(jì)算機(jī)處理,以完成的條形碼信息的識別。
2
光電探測器在緯紗織機(jī)用檢測器,以確定是否斷裂時(shí)在噴射緯紗效果的進(jìn)步,紅外發(fā)射紅外光,經(jīng)緯線反射的接收到的光電池,如果沒有接收到電池中的光的反射信號,則緯紗已破裂,因此光電池的輸出信號,經(jīng)過隨后的電路放大,脈沖整形,并控制機(jī)器的正常操作是打開還是關(guān)閉報(bào)警。
因?yàn)榫暭喎浅1?,并向前擺動(dòng),漫射光的生成,減弱了反射光的強(qiáng)度,并伴有背景的雜散光,因此要求塞具有高的靈敏度和分辨率,為此,利用紅外線led高電流小電源脈沖占空比,它將確保發(fā)光管的壽命,而且在瞬間射的光,以提高檢測靈敏度。
一些廣泛運(yùn)用的光電傳感器仍等著我們?nèi)パ芯?,去探索,如在太陽下,還不能很好看清手機(jī)和電腦的顯示,那么我們就可以用它來更改手機(jī)的感光器件和屏幕亮度,同樣的,空調(diào)調(diào)節(jié),可以紅外線檢測自動(dòng)調(diào)整到舒適的溫度的身體,當(dāng)溫度過高或過低時(shí),打開空調(diào)即可調(diào)整到人的舒適范圍溫度,由此可見,光電傳感器將會使我們的生活更方便。
[1]張夢欣.自動(dòng)檢測與傳感器應(yīng)用[m].中國勞動(dòng)社會保障出版社.
傳感器的應(yīng)用論文篇七
信息技術(shù)是用于處理信息、管理信息所采納的科學(xué)技術(shù)的總的稱謂,簡稱it。其定義根據(jù)所應(yīng)用的領(lǐng)域、層次及目標(biāo)的不同而具有多種不同的表達(dá)。此文所指的信息技術(shù)是在教育教學(xué)過程中所應(yīng)用到的信息技術(shù),是學(xué)生及教師在獲取信息、管理信息、使用和傳播信息的過程中,為了提高學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量所用到的以各種以計(jì)算機(jī)和多媒體設(shè)備為核心的信息技術(shù)。物理是自然科學(xué)學(xué)科中最為精密的一門學(xué)科。學(xué)生對大多數(shù)物理知識規(guī)律的認(rèn)識都需要通過具體的實(shí)驗(yàn)或是借助日常生活中的經(jīng)驗(yàn)來理解,在物理教學(xué)中,讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)中去學(xué)習(xí)總結(jié)物理規(guī)律或是教師借助課堂時(shí)間演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解認(rèn)知物理規(guī)律,可以使物理知識更加容易地被學(xué)生接受;讓學(xué)生從聽實(shí)驗(yàn)方法、看實(shí)驗(yàn)過程、記實(shí)驗(yàn)結(jié)果的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變成親身體驗(yàn)、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的合作自主探究的學(xué)習(xí)方式,促使學(xué)生參與到學(xué)習(xí)中,讓學(xué)生體會到學(xué)習(xí)的樂趣,提高學(xué)習(xí)物理的積極性,并且還培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手操作實(shí)踐能力,對學(xué)生全方位素質(zhì)發(fā)展具有深刻長遠(yuǎn)的影響。
在初中階段,物理課堂教學(xué)多以演示實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生直觀地認(rèn)識物理概念和規(guī)律,并讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)規(guī)律來加深對知識的理解。對于初中生來說,他們剛接觸到物理,這一階段的學(xué)生思維活躍,好奇心求知欲強(qiáng),愛動(dòng),具有一定的抽象思維能力,但是還需要借助具體的事物支持,讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)既可激發(fā)其學(xué)習(xí)物理的積極性,又可引導(dǎo)學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的人生態(tài)度與價(jià)值觀。
《分子熱運(yùn)動(dòng)》是人教版初中三年級的物理知識,其中包含了分子的擴(kuò)散現(xiàn)象、分子動(dòng)理論、分子間的相互作用力等內(nèi)容[1]。微觀世界的分子較為抽象,而初中生的抽象思維能力又比較弱,所以在教學(xué)過程中,教師為了讓學(xué)生更深刻地了解微觀世界的分子,盡可能通過教學(xué)媒介將微觀世界中的分子直觀地表達(dá)在學(xué)生面前。課堂程序如下:
2回顧及拓展。
2.1知識回顧。
首先,課堂教學(xué)的第一個(gè)環(huán)節(jié)回顧物質(zhì)的構(gòu)成,那么分子的講解可以利用多媒體把分子以圖片的形式展示在學(xué)生面前,構(gòu)建物理模型,由抽象到具體,微觀到宏觀,幫助學(xué)生清晰的認(rèn)識到物質(zhì)是由分子組成。圖1為分子模型。
2.2創(chuàng)設(shè)情境,引入新課。
在分子的擴(kuò)散現(xiàn)象這一內(nèi)容的教學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)的方式可以讓學(xué)生更容易理解掌握。但一節(jié)課只有有限的45分鐘,那么,用多媒體播放實(shí)驗(yàn)錄像就打破了課堂上對時(shí)間的限制,增大了課堂容量,讓結(jié)論更加清晰易懂。而且運(yùn)用flash動(dòng)畫可以讓學(xué)生全方位的更加清晰的看到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,照顧到每位學(xué)生,使學(xué)生更易理解,且印象深刻,而且節(jié)約課堂有限的時(shí)間,豐富學(xué)生知識,增加課堂容量。例如講解硫酸銅和水的擴(kuò)散現(xiàn)象,如圖2所示最左邊的圖中沉在量筒下部的.是密度比水大的硫酸銅溶液,與水有一個(gè)非常清晰的界面,放置一段時(shí)間就會發(fā)現(xiàn)這兩種溶液混合均勻,這段時(shí)間比較長,若在課堂演示此實(shí)驗(yàn),在寶貴的45分鐘課堂時(shí)間肯定不能觀察出明顯的硫酸銅和水的擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。利用多媒體播放記錄硫酸銅和水的擴(kuò)散現(xiàn)象的圖片,將物理現(xiàn)象更加直觀的展現(xiàn)在學(xué)生面前,打破了課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)間的局限性。
在高中階段,有許多的實(shí)驗(yàn)原理比較抽象,理解起來較為困難,還因?yàn)楦鞣N客觀條件的限制,許多物理實(shí)驗(yàn)都無法嚴(yán)格地按照新課標(biāo)的要求來進(jìn)行,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果較差,而且高中階段學(xué)習(xí)比較緊張,傳統(tǒng)的教學(xué)中學(xué)生對于一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識,還是通過教師、課本所得,學(xué)生對物理知識的認(rèn)識并不深刻[2]。合理利用信息技術(shù)在很大程度上可以滿足這一階段的教學(xué)需求,不僅可以節(jié)約時(shí)間優(yōu)化教學(xué),還能提高教學(xué)效率,提升教學(xué)質(zhì)量。
高中物理實(shí)驗(yàn)的研究內(nèi)容范圍較廣,例如宏觀的宇宙天體,微觀的基本粒子均有涉及,而這些物理實(shí)驗(yàn)都是不能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得以實(shí)現(xiàn)的,還有一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備只有研究實(shí)驗(yàn)室才有。但運(yùn)用3dsmax和flash等軟件對難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多媒體動(dòng)畫模擬,例如地球人造衛(wèi)星運(yùn)行的場景模擬(如圖3),核裂變的動(dòng)畫模擬(如圖4),可使學(xué)生對這些物理事實(shí)有初步的了解,激發(fā)學(xué)生對宇宙的好奇心和探究宇宙奧妙的積極性。
本科階段實(shí)驗(yàn)大多為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理非常重要,需要細(xì)心,耐心,實(shí)事求是的精神;學(xué)生通過操作一些實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并加以處理分析,總結(jié)得出結(jié)論,鞏固和加深對理論知識的理解的同時(shí)又培養(yǎng)了觀察分析問題、動(dòng)手操作能力與科研能力[3]。
近代大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和科學(xué)性是實(shí)驗(yàn)是否成功的關(guān)鍵。以密里根油滴實(shí)驗(yàn)為例,其采用了反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)法測量了10個(gè)油滴分別上升下降2mm的運(yùn)動(dòng)各10次,得出大量的數(shù)據(jù),而數(shù)據(jù)的處理又非常繁瑣且易出錯(cuò)[4]。若采用人工計(jì)算,耗時(shí)又極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。為解決以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理問題,實(shí)驗(yàn)中采用visualbasic6.0編程設(shè)計(jì)的密里根油滴數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),通過vb內(nèi)部程序操縱excel應(yīng)用程序,運(yùn)用activex技術(shù)調(diào)用excel,實(shí)驗(yàn)效率得到大幅度提高。如圖5所示為密里根油滴實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理界面。系統(tǒng)通過應(yīng)用程序快速準(zhǔn)確的對錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,減少手工計(jì)算的繁瑣程序,而且節(jié)約時(shí)間降低了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。
5信息技術(shù)和物理實(shí)驗(yàn)有效結(jié)合的過程中需要注意的問題。
物理對實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、真實(shí)性都有很高的要求,信息技術(shù)的應(yīng)用的前提就是要符合物理學(xué)科精確、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn);雖然多媒體課件演示實(shí)驗(yàn)可以節(jié)省課堂時(shí)間,但是不能代替實(shí)驗(yàn)操作,要注重學(xué)生的實(shí)踐能力,盡可能讓學(xué)生動(dòng)手操作;信息技術(shù)只是用來輔導(dǎo)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工具,使實(shí)驗(yàn)進(jìn)展更加順利,不能本末倒置[5]。促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展是將信息技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的最終目的,但學(xué)生自身存在個(gè)體差異性,在課堂上,信息技術(shù)的引入要注意學(xué)生的年齡與心理特征等;每個(gè)學(xué)生的接受能力不同,所以還要注意適當(dāng)?shù)乃俣炔⑴湟灾v解,照顧到每位同學(xué)。
6總結(jié)與展望。
近年來,隨著社會的進(jìn)步,我國國力的不斷壯大,教育領(lǐng)域得到快速發(fā)展,科技的進(jìn)步使教育趨于信息化發(fā)展。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神,使課堂容量得以擴(kuò)大,現(xiàn)代信息技術(shù)豐富了教師的教學(xué)模式和信息資源,提高了教師的專業(yè)素養(yǎng),進(jìn)一步提高了教師課堂教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效率[6]。信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一定會有更加廣闊的發(fā)展前景,在不久的未來,物理教學(xué)將會全面朝著素質(zhì)教學(xué)方向前進(jìn),信息技術(shù)將會更加全面先進(jìn),將會探索出更多更有效的教學(xué)方式,優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)過程,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展,培養(yǎng)科技型人才,為國家的快速發(fā)展培養(yǎng)后備力量。
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傳感器的應(yīng)用論文篇八
1、傳感器:能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量,并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的元件。
2、傳感器的優(yōu)點(diǎn):把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量,很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制。
4、認(rèn)識一些制作傳感器的元器件。
(1)、光敏電阻:光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大,強(qiáng)光照射下電阻值很小。作用:光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。
(2)、熱敏電阻:熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,且阻值隨溫度變化非常明顯。作用:半導(dǎo)體熱敏電阻也可以用作溫度傳感器。
(3)、霍爾元件:霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。
十.【教學(xué)反思】。
本節(jié)課依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律組織教學(xué),引入新課從生活實(shí)例入手,設(shè)置懸念,提出問題,激發(fā)學(xué)生興趣,增強(qiáng)學(xué)生的求知欲;在進(jìn)行“什么是傳感器”的教學(xué)中注重實(shí)驗(yàn)探究,引導(dǎo)學(xué)生從兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究中加以歸納,并通過dislab系統(tǒng)顯示傳感器的優(yōu)越性,讓學(xué)生了解把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義;在對光敏電阻、熱敏電阻和熱電阻、霍爾元件這些制作傳感器的元器件教學(xué)中,注重將教師演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。整個(gè)教學(xué)過程符合新課程的三維目標(biāo),體現(xiàn)新課程的理念,注意培養(yǎng)學(xué)生的自主、合作、探究能力,注意從生活走向物理,從物理走向生活,以此增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)。
傳感器的應(yīng)用論文篇九
實(shí)習(xí)報(bào)告。
生產(chǎn)實(shí)習(xí)。
起止日期:20xx年9月7日至20xx年10月2日
學(xué)
班
成生姓名級績。
指導(dǎo)教師(簽字)。
控制與機(jī)械工程學(xué)院。
2015年10月2日。
目錄。
一、實(shí)習(xí)目的及要求古語有云:紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。社會實(shí)踐是一個(gè)很好的親身體驗(yàn)社會生活的機(jī)會,通過我們用自己的眼睛去看、用自己的耳朵去聽、用自己的頭腦去分析,動(dòng)手動(dòng)腦,使感性認(rèn)知增強(qiáng),通過實(shí)踐可以增長不少見識,加深對社會的了解,這些進(jìn)步不僅對思考能力有幫助,而且對今后的發(fā)展也是有利的。學(xué)校要提高教育教學(xué)質(zhì)量,在注重理論知識學(xué)習(xí)的前提下,首先要提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)管理的質(zhì)量。生產(chǎn)實(shí)習(xí)教育教學(xué)的成功與否,關(guān)系到學(xué)校的興衰及學(xué)生的就業(yè)前途,也間接地影響到現(xiàn)代化建設(shè)。它不僅是校內(nèi)教學(xué)的延續(xù),而且是校內(nèi)教學(xué)的總結(jié)??梢哉f,沒有生產(chǎn)實(shí)習(xí),就沒有完整的教育。
實(shí)習(xí)的根本目的在于:
1、使學(xué)生通過實(shí)踐了解和掌握電子產(chǎn)品及系統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié),建立電子產(chǎn)品生產(chǎn)流程概念。
2、培養(yǎng)學(xué)生掌握電子產(chǎn)品的組裝和調(diào)試方法的技能,并獲得組織和管理生產(chǎn)的初步知識。加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,觀察問題分析問題以及解決問題的能力和方法。
3、掌握常用元器件的認(rèn)識和測量,學(xué)會基本儀器、基本工具的使用,如萬用表、示波器、穩(wěn)壓電源,掃頻儀掌握焊接、調(diào)試的基本方法。
4、解一種以上電子儀器設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試流程及相關(guān)電子生產(chǎn)工藝和焊接技術(shù).
5、了解電子工廠的生產(chǎn)組織、生產(chǎn)管理、一般工藝流程、主要生產(chǎn)設(shè)備等,了解產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)的過程。
6、要求產(chǎn)品焊接前,應(yīng)對元器件、組件進(jìn)行挑選,仔細(xì)檢查電子元器件、組件和電子線路板的外觀、力學(xué)性能、電氣性能及可焊性等方面的質(zhì)量,凡有問題的部件應(yīng)剔除,不得進(jìn)入焊接工序。
二、實(shí)習(xí)任務(wù)。
1、了解傳感器的加工、制造工藝和生產(chǎn)流程,并按要求和規(guī)范進(jìn)行手動(dòng)操作。
2、要求設(shè)計(jì)出的傳感器的規(guī)格,并了解其工作原理,檢測元件的合格與否,并找出其問題所在。
三、實(shí)習(xí)內(nèi)容。
1、公司背景介紹。
天津市麗景微電子設(shè)備有限公司是一家高新技術(shù)企業(yè),座落于天津華苑新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū),專業(yè)從事多媒體電教設(shè)備的研發(fā)、銷售及服務(wù)工作。傳感器技術(shù)在當(dāng)代科技領(lǐng)域中占有十分重要的地位,是21世紀(jì)人們在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個(gè)制高點(diǎn),在國外各發(fā)達(dá)國家都將傳感器技術(shù)視為現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。從20世紀(jì)80年代起,日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高打撈技術(shù)之首,美國等西方國家也將傳感器的基本知識列為國家科技和國防技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。當(dāng)前,世界上正面臨著一場新的技術(shù)革命,這場革命的主要基礎(chǔ)就是信息技術(shù)。信息技術(shù)的發(fā)展給人類社會和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門及各個(gè)領(lǐng)域都帶來了巨大的、廣泛的、深刻的變化,是當(dāng)今人類社會發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。并且正在改變著傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)方式,帶動(dòng)著傳統(tǒng)工業(yè)和其他新興產(chǎn)業(yè)的更新和變革。在軍事國防、航空航天、海洋開發(fā)、生物工程、醫(yī)療保健、商檢質(zhì)檢、環(huán)境保護(hù)、安全范圍、家用電器等方面,幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目也都離不開傳感器技。公司在成立之初本著“以技術(shù)開發(fā)為核心,以產(chǎn)品為基礎(chǔ)?!钡慕?jīng)營理念和“適應(yīng)于市場,服務(wù)于客戶”的經(jīng)營準(zhǔn)則。依托高新技術(shù)和高素質(zhì)的研發(fā)隊(duì)伍、銷售隊(duì)伍,服務(wù)于信息產(chǎn)業(yè)教育設(shè)備領(lǐng)域。在新技術(shù),新產(chǎn)品發(fā)展的今天,我們加倍努力,不斷創(chuàng)新,把更先進(jìn)更可靠的產(chǎn)品推向市場,為用戶提供性價(jià)比的產(chǎn)品和一流的技術(shù)服務(wù)。
天津市麗景微電子設(shè)備有限公司是在中國境內(nèi)生產(chǎn)稱重傳感器,傳感器配套附件,并提供稱重、工業(yè)測量及控制完整解決方案的專業(yè)性公司之一。我們憑借自身對傳感器產(chǎn)品的專注和不懈追求,不斷進(jìn)取的研發(fā)努力,專業(yè)的生產(chǎn)技術(shù),可信賴的產(chǎn)品品質(zhì),面向多種工業(yè)部門,包括:衡器制造、冶金、石油化工、食品生產(chǎn)、機(jī)械制造、造紙、鋼鐵、交通、礦山、水泥、紡織等行業(yè)提供精確、可靠、專業(yè)的產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù)。作為稱重和工業(yè)測控核心產(chǎn)品的專業(yè)制造商,我們深感責(zé)任重大。我們深信:只有對新技術(shù)不斷追求,對產(chǎn)品及制造技術(shù)的不斷革新,才能夠給予我們的顧客更強(qiáng)有力的支撐,才能更為有效的保障合作伙伴的長期利益。
2、實(shí)習(xí)單位及崗位介紹。
學(xué)習(xí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)必然我要在電子行業(yè)實(shí)習(xí),因此此次實(shí)習(xí)所選擇的實(shí)習(xí)單位是天津市麗景微電子設(shè)備有限公司。
3、傳感器工作原理介紹。
圍之內(nèi),壓電性質(zhì)一直存在,但溫度超過這個(gè)范圍之后,壓電性質(zhì)完全消失(這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”)。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低),所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。合理進(jìn)行壓力傳感器的誤差補(bǔ)償是其應(yīng)用的關(guān)鍵。壓力傳感器主要有偏移量誤差、靈敏度誤差、線性誤差和滯后誤差,本文將介紹這四種誤差產(chǎn)生的機(jī)理和對測試結(jié)果的影響,同時(shí)將介紹為提高測量精度的壓力標(biāo)定方法以及應(yīng)用實(shí)例。
目前市場上傳感器種類豐富多樣,這使得設(shè)計(jì)工程師可以選擇系統(tǒng)所需的壓力傳感器。這些傳感器既包括最基本的變換器,也包括更為復(fù)雜的帶有片上電路的高集成度傳感器。由于存在這些差異,設(shè)計(jì)工程師必須盡可能夠補(bǔ)償壓力傳感器的測量誤差,這是保證傳感器滿足設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求的重要步驟。在某些情況下,補(bǔ)償還能提高傳感器在應(yīng)用中的整體性能。
本文以本公司的壓力傳感器為例,所涉及的概念適用于各種壓力傳感器的設(shè)計(jì)應(yīng)用。
本公司生產(chǎn)的主流壓力傳感器是一種單片壓阻器件,該器件具有3類:
1、基本的或未加補(bǔ)償標(biāo)定;
2、有標(biāo)定并進(jìn)行溫度補(bǔ)償;
3、有標(biāo)定、補(bǔ)償和放大。
偏移量、范圍標(biāo)定以及溫度補(bǔ)償均可以通過薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn),這種薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)在封裝過程中采用激光修正。
該傳感器通常與微控制器結(jié)合使用,而微控制器的嵌入軟件本身建立了傳感器數(shù)學(xué)模型。微控制器讀取了輸出電壓后,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器的變換,該模型可以將電壓量轉(zhuǎn)換為壓力測量值。
傳感器最簡單的數(shù)學(xué)模型即為傳遞函數(shù)。該模型可在整個(gè)標(biāo)定過程中進(jìn)行優(yōu)化,并且模型的成熟度將隨標(biāo)定點(diǎn)的增加而增加。
從計(jì)量學(xué)的角度看,測量誤差具有相當(dāng)嚴(yán)格的定義:它表征了測量壓力與實(shí)際壓力之間的差異。而通常無法直接得到實(shí)際壓力,但可以通過采用適當(dāng)?shù)膲毫?biāo)準(zhǔn)加以估計(jì),計(jì)量人員通常采用那些精度比被測設(shè)備高出至少10倍的儀器作為測量標(biāo)準(zhǔn)。
由于未經(jīng)標(biāo)定的系統(tǒng)只能使用典型的靈敏度和偏移值將輸出電壓轉(zhuǎn)換為壓力,測得的壓力將誤差。
傳感器的應(yīng)用論文篇十
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡稱wsn,它綜合了現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等,其應(yīng)用十分廣泛。下面是小編為大家搜索整理的關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與應(yīng)用,歡迎參考閱讀,希望對大家有所幫助!想了解更多相關(guān)信息請持續(xù)關(guān)注我們應(yīng)屆畢業(yè)生培訓(xùn)網(wǎng)!
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的傳感器網(wǎng)絡(luò),其主要是由大量的傳感器節(jié)點(diǎn)組成,利用無線網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)自動(dòng)配置的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并將感知和收集到的信息發(fā)給管理部門。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、生態(tài)環(huán)境、醫(yī)療和家居方面都有一定應(yīng)用,未來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景將是不可估量的。
在監(jiān)測區(qū)通常都會安置許多傳感器節(jié)點(diǎn),并通過分布式處理信息,這樣就能夠提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性,有效獲取更加精確的信息,并降低對節(jié)點(diǎn)傳感器的精度要求。此外,由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量多,因此存在許多冗余節(jié)點(diǎn),這樣就能使系統(tǒng)的容錯(cuò)能力較強(qiáng),并且節(jié)點(diǎn)數(shù)量多還能夠覆蓋到更廣闊的監(jiān)測區(qū)域,有效減少監(jiān)測盲區(qū)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)屬于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò),其節(jié)點(diǎn)并非固定的。當(dāng)某個(gè)節(jié)電出現(xiàn)故障或是耗盡電池后,將會退出網(wǎng)絡(luò),此外,還可能由于需要而被轉(zhuǎn)移添加到其他的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。
無線傳感器的節(jié)點(diǎn)位置并不能進(jìn)行精確預(yù)先設(shè)定。節(jié)點(diǎn)之間的`相互位置也無法預(yù)知,例如通過使用飛機(jī)播散節(jié)點(diǎn)或隨意放置在無人或危險(xiǎn)的區(qū)域內(nèi)。在這種情況下,就要求傳感器節(jié)點(diǎn)自身能夠具有一定的組織能力,能夠自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)管理和配置。
無線傳感網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)之間的距離通常都在幾十到幾百米,因此節(jié)點(diǎn)只能與其相鄰的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信。如果需要與范圍外的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信,就需要經(jīng)過中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由。無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的多跳路由并不是專門的路由設(shè)備,所有傳輸工作都是由普通的節(jié)點(diǎn)完成的。
無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)均利用編號標(biāo)識。由于節(jié)點(diǎn)是隨機(jī)分布的,因此節(jié)點(diǎn)的編號和位置之間并沒有聯(lián)系。用戶在查詢事件時(shí),只需要將事件報(bào)告給網(wǎng)絡(luò),并不需要告知節(jié)點(diǎn)編號。因此這是一種以數(shù)據(jù)為中心進(jìn)行查詢、傳輸?shù)姆绞健?BR> 通常都是用電池對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電,而每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能源都是有限的,因此一旦電池的能量消耗完,就是造成節(jié)點(diǎn)無法再進(jìn)行正常工作。
無線傳感器可以用于進(jìn)行氣象研究、檢測洪水和火災(zāi)等,在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中具有明顯優(yōu)勢。隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,生態(tài)環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重。我國是一個(gè)幅員遼闊、資源豐富的農(nóng)業(yè)大國,因此在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)利用無線傳感器進(jìn)行對生產(chǎn)環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)測能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來許多好處,這對我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展有著重要意義。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過使用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將收集到的信息傳送到接受端口,例如一些病人身上會有一些用于監(jiān)測心率、血壓等的傳感器節(jié)點(diǎn),這樣醫(yī)生就可以隨時(shí)了解病人的病情,一旦病人出現(xiàn)問題就能夠及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)處理和救治。在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)傳感器已經(jīng)有了一些成功案例,例如芬蘭的技術(shù)人員設(shè)計(jì)出了一種可以穿在身上的無線傳感器系統(tǒng),還有ssim(smart sensors and integrated microsystems)等。
文物保護(hù)單位的一個(gè)重要工作就是要對具有意義的古老建筑實(shí)行保護(hù)措施。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)對古老建筑內(nèi)的溫度是、濕度、關(guān)照等進(jìn)行監(jiān)測,這樣就能夠?qū)ㄖ镞M(jìn)行長期有效的監(jiān)控。對于一些珍貴文物的保存,對保護(hù)地的位置、溫度和濕度等提前進(jìn)行檢測,可以提高展覽品或文物的保存品質(zhì)。例如,英國一個(gè)博物館基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了一個(gè)警報(bào)系統(tǒng),利用放在溫度底部的節(jié)點(diǎn)檢測燈光、振動(dòng)等信息,以此來保障文物的安全[5]。
目前我國基礎(chǔ)建設(shè)處在高速發(fā)展期,建設(shè)單位對各種建設(shè)工程的安全施工監(jiān)測越來越關(guān)注。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使建筑能夠檢測到自身狀況并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給管理部門,這樣管理部門就能夠及時(shí)掌握建筑狀況并根據(jù)優(yōu)先等級來處理建筑修復(fù)工作。
另外,在家具或家電匯中設(shè)置無線傳感器節(jié)點(diǎn),利用無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),將家居環(huán)境打造成一個(gè)更加舒適方便的空間,為人們提供更加人性化和智能化的生活環(huán)境。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測屋內(nèi)溫度、濕度、光照等,對房間內(nèi)的細(xì)微變化進(jìn)行監(jiān)測和感知,進(jìn)而對空調(diào)、門窗等進(jìn)行智能控制,這樣就能夠?yàn)槿藗兲峁┮粋€(gè)更加舒適的生活環(huán)境。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有低能耗、小體積、高抗毀等特性,且其具有高隱蔽性和高度的自組織能力,這為軍事偵察提供有效手段。美國在20世紀(jì)90年代就開始在軍事研究中應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在惡劣的戰(zhàn)場內(nèi)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)敵軍的裝備,并對戰(zhàn)場上的狀況進(jìn)行監(jiān)控,對攻擊目標(biāo)進(jìn)行定位并能夠檢測生化武器。
目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在全球許多國家的軍事、研究、工業(yè)部門都得到了廣泛的關(guān)注,尤其受到美國國防部和軍事部門的重視,美國基于c4isr又提出了c4kisr的計(jì)劃,對戰(zhàn)場情報(bào)的感知和信息綜合能力又提出新的要求,并開設(shè)了如nsof系統(tǒng)等的一系列軍事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究。
總之,隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究不斷深入和擴(kuò)展,人們對無線傳感器的認(rèn)識也越來越清晰,然而目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的在技術(shù)上還存在一定問題需要解決,例如存儲能力、傳輸能力、覆蓋率等。盡管無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還有許多技術(shù)問題待解決使得現(xiàn)在無法廣泛推廣和運(yùn)用,但相信其未來發(fā)展前景不可估量。
傳感器的應(yīng)用論文篇十一
為了提高傳感器整體抗耦合性,各支路傳感器結(jié)構(gòu)須具有很好抗扭、抗彎曲能力。本文根據(jù)力學(xué)分析,將板環(huán)結(jié)構(gòu)改為圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu),圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu)集合了板環(huán)結(jié)構(gòu)線性好、輸出靈敏度高、剛性好的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具備工作區(qū)應(yīng)變穩(wěn)定、對稱、抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)等特性。其力學(xué)模型如圖3所示。圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu)測量的是梁上的拉/壓應(yīng)力,當(dāng)環(huán)受拉向或壓向載荷作用時(shí),垂直與水平直徑位移方向相反,在十字梁的根部(圖3(b)中1,2,3,4處)會產(chǎn)生彎曲和拉伸兩類變形,其中拉伸應(yīng)變可通過全橋接線測量,環(huán)上的彎曲應(yīng)力具有很好的對稱性,因此,傳遞到梁上的工作應(yīng)變?yōu)榧兝?壓應(yīng)變,工作應(yīng)變區(qū)如圖3(b)的1,2,3,4處。本文利用solidworks軟件為對優(yōu)化前后樣機(jī)進(jìn)行仿真受力分析,比較工作區(qū)應(yīng)變,驗(yàn)證優(yōu)化結(jié)構(gòu)的合理性。仿真時(shí)對優(yōu)化前后的傳感器都進(jìn)行裝配體受力分析,嚴(yán)格按照實(shí)際參數(shù)(材料、約束、配合、載荷)進(jìn)行仿真。載荷施加方法:在軸向載荷基礎(chǔ)上附加額外的彎矩與扭矩,測試其對工作應(yīng)變區(qū)影響。兩結(jié)構(gòu)施加載荷大小、方向、作用點(diǎn)都一致,其中對于扭矩加力,是直接施加于上端鉸座面上;對于彎矩加力,是在同一面上施加側(cè)向力荷來等效,如圖4。根據(jù)仿真的結(jié)果,得到的數(shù)據(jù)由表1所示。由仿真數(shù)據(jù)可得:1)優(yōu)化后支路傳感器的抗耦合力矩能力明顯強(qiáng)于未優(yōu)化傳感器的抗耦能力。比如:在附加100力矩時(shí),優(yōu)化后的傳感器其微應(yīng)變值增加了(1105-951)×10-6=154×10-6,而未優(yōu)化的傳感器微應(yīng)變值增加了(1510-956)×10-6=554×10-6,因此,優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)其抗扭能力大大加強(qiáng)。2)優(yōu)化后支路傳感器的抗側(cè)向力的能力明顯強(qiáng)于未優(yōu)化傳感器的抗側(cè)向能力。比如:在附加測向力為200n時(shí),優(yōu)化后的傳感器其微應(yīng)變值增加了(1215-951)×10-6=264×10-6,而未優(yōu)化的傳感器微應(yīng)變值增加了(1460-956)×10-6=504×10-6,因此,新結(jié)構(gòu)抗側(cè)向力效果明顯。2.3支路傳感器的優(yōu)化結(jié)構(gòu)根據(jù)以上的.分析結(jié)果,新的支路傳感器利用了各種去耦方式,得到的總體結(jié)構(gòu)如圖5所示。
依據(jù)要研制的傳感器量程和精度,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的標(biāo)定系統(tǒng),該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要是通過比對的方法來進(jìn)行,在施加力的路徑上串聯(lián)一個(gè)高精度的s型傳感器,精度為0.03%,滿足本系統(tǒng)要求。將優(yōu)化前后傳感器在完全相同的試驗(yàn)條件下進(jìn)行加載并記錄測量結(jié)果,利用線性解算法求解各自的映射關(guān)系矩陣,最后驗(yàn)證比對測量精度。試驗(yàn)標(biāo)定過程中對傳感器6支路通道依次進(jìn)行標(biāo)定,每路各取不少于6個(gè)標(biāo)定點(diǎn),并進(jìn)行遞增、遞減加載各3次,然后對遞增、遞減的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化處理即為最終的標(biāo)定數(shù)據(jù)。對于六維力傳感器,解耦的優(yōu)劣和傳感器的精度息息相關(guān),一個(gè)方向的加載很難對傳感器的解耦能力做出全面的評價(jià),截至目前為止,大部分的論文只是在試驗(yàn)時(shí)只是加載了一維力,只有個(gè)別的文章提及到二維加載[11],還沒有三維加載的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本文為了驗(yàn)證傳感器的耦合情況,進(jìn)行了三維復(fù)合加載,標(biāo)定數(shù)據(jù)見表2~表4。
3結(jié)束語。
本文設(shè)計(jì)了一種基于at89s52單片機(jī)和ds18b20數(shù)字溫度傳感器的溫度采集報(bào)警系統(tǒng),對軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說明。該設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),適用于糧倉、電力機(jī)房、軸瓦、空調(diào)、冰箱和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,ds18b20單總線和多點(diǎn)式測溫特點(diǎn)使其擴(kuò)展性加強(qiáng),具有廣闊的市場前景。
傳感器的應(yīng)用論文篇十二
隨著科技的進(jìn)步和智能化的不斷發(fā)展,我們已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。現(xiàn)在,智能傳感器已經(jīng)成為我們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡囊徊糠帧V悄軅鞲衅骶哂袕V泛的應(yīng)用,可以用于遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制和診斷。本文作者將分享一些采用智能傳感器的工作和生活經(jīng)驗(yàn),并談?wù)撈湓诂F(xiàn)代社會中的重要性。
智能傳感器是由微處理器、變送器、傳感器和其他元件組成的。它的作用是將物理量轉(zhuǎn)換為可讀取的數(shù)字信號。傳感器部分測量所需的參數(shù),例如溫度、壓力、濕度和風(fēng)速等。這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⑻幚砥?,隨后為轉(zhuǎn)換成易于解讀的信號。傳感器可以通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接到主機(jī)機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)。最終,數(shù)據(jù)可以被用于采取行動(dòng),如更改輸送量、發(fā)出警報(bào)或優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃。
許多制造業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)從傳統(tǒng)的手動(dòng)監(jiān)測方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑淖詣?dòng)化控制方式。智能傳感器可以確保生產(chǎn)系統(tǒng)的高效性和可靠性,使工人可以更快地診斷問題,減少生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間。此外,利用智能傳感器進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)可以減少維護(hù)成本,延長設(shè)備壽命,并改善設(shè)備的可靠性。智能傳感器甚至可以用于優(yōu)化供應(yīng)鏈,并保持庫存水平。
智能傳感器被廣泛應(yīng)用于家庭自動(dòng)化系統(tǒng),如智能家居系統(tǒng),可用于控制室內(nèi)溫度、照明和安全系統(tǒng)??梢酝ㄟ^智能手機(jī)應(yīng)用或語音控制操作系統(tǒng),讓用戶更輕松地管理家庭環(huán)境。另外,智能傳感器技術(shù)還可以應(yīng)用于醫(yī)療保健系統(tǒng),例如,生理和生命體征監(jiān)測等。通過智能傳感器的幫助,醫(yī)生可以得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),對醫(yī)療狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和跟蹤,從而提高了治療的效果和準(zhǔn)確性。
第五段:結(jié)論。
總之,隨著科技的進(jìn)步,智能傳感器已經(jīng)廣泛運(yùn)用于工業(yè)、醫(yī)療、安保等眾多領(lǐng)域,并能夠促進(jìn)現(xiàn)代社會高效地運(yùn)作。智能傳感器所提供的數(shù)據(jù)不僅可以幫助企業(yè)更好的進(jìn)行高效生產(chǎn),也可以方便日常生活并且提高醫(yī)療和安全保障的質(zhì)量。因此,在未來,智能傳感器的應(yīng)用將不斷拓展,并不斷發(fā)揮更多更廣泛的作用。
傳感器的應(yīng)用論文篇十三
1微型化(micro)。
為了能夠與信息時(shí)代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力日益增強(qiáng)的技術(shù)發(fā)展趨勢保持一致,對于傳感器性能指標(biāo)(包括精確性、可靠性、靈敏性等)的要求越來越嚴(yán)格;與此同時(shí),傳感器系統(tǒng)的操作友好性亦被提上了議事日程,因此還要求傳感器必須配有標(biāo)準(zhǔn)的輸出模式;而傳統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求,所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型傳感器所取代;后者主要由硅材料構(gòu)成,具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
目前,幾乎所有的傳感器都在由傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)向基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)的模擬式工程化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變,從而使設(shè)計(jì)者們能夠在較短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出低成本、高性能的新型系統(tǒng),這種設(shè)計(jì)手段的巨大轉(zhuǎn)變在很大程度上推動(dòng)著傳感器系統(tǒng)以更快的速度向著能夠滿足科技發(fā)展需求的微型化的方向發(fā)展。
對于微機(jī)電系統(tǒng)(mems)的研究工作始于20世紀(jì)60年代,其研究范疇涉及材料科學(xué)、機(jī)械控制、加工與封裝工藝、電子技術(shù)以及傳感器和執(zhí)行器等多種學(xué)科,是一個(gè)極具前景的新興研究領(lǐng)域。mems的核心技術(shù)是研究微電子與微機(jī)械加工與封裝技術(shù)的巧妙結(jié)合,期望能夠由此而制造出體積小巧但功能強(qiáng)大的新型系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,尤其最近十多年的研究與發(fā)展,mems技術(shù)已經(jīng)顯示出了巨大的生命力,此項(xiàng)技術(shù)的有效采用將信息系統(tǒng)的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一個(gè)新的高度。在當(dāng)前技術(shù)水平下,微切削加工技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出來具有不同層次的3d微型結(jié)構(gòu),從而可以生產(chǎn)出體積非常微小的微型傳感器敏感元件,象毒氣傳感器、離子傳感器、光電探測器這樣的以硅為主要構(gòu)成材料的傳感/探測器都裝有極好的敏感元件[1],[2]。目前,這一類元器件已作為微型傳感器的主要敏感元件被廣泛應(yīng)用于不同的研究領(lǐng)域中。
2智能化(smart)。
智能化傳感器(smartsensor)是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學(xué)科的新型傳感器系統(tǒng)。此類傳感器系統(tǒng)一經(jīng)問世即刻受到科研界的普遍重視,尤其在探測器應(yīng)用領(lǐng)域,如分布式實(shí)時(shí)探測、網(wǎng)絡(luò)探測和多信號探測方面一直頗受歡迎,產(chǎn)生的影響較大。
2.1智能化傳感器的特點(diǎn)。
智能化傳感器是指那些裝有微處理器的,不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲,而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。這一類傳感器就相當(dāng)于是微型機(jī)與傳感器的綜合體一樣,其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機(jī)的硬件設(shè)備。如智能化壓力傳感器,主傳感器為壓力傳感器,用來探測壓力參數(shù),輔助傳感器通常為溫度傳感器和環(huán)境壓力傳感器。采用這種技術(shù)時(shí)可以方便地調(diào)節(jié)和校正由于溫度的變化而導(dǎo)致的測量誤差,而環(huán)境壓力傳感器測量工作環(huán)境的壓力變化并對測定結(jié)果進(jìn)行校正;而硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯娜踺敵鲂盘栠M(jìn)行放大、處理和存儲外,還執(zhí)行與計(jì)算機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。
通常情況下,一個(gè)通用的檢測儀器只能用來探測一種物理量,其信號調(diào)節(jié)是由那些與主探測部件相連接著的模擬電路來完成的;但智能化傳感器卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能,而且其精度更高、價(jià)格更便宜、處理質(zhì)量也更好。與傳統(tǒng)的傳感器相比,智能化傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.智能化傳感器不但能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行處理、分析和調(diào)節(jié),能夠?qū)λ鶞y的數(shù)值及其誤差進(jìn)行補(bǔ)償,而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷,能夠借助于一覽表對非線性信號進(jìn)行線性化處理,借助于軟件濾波器濾波數(shù)字信號。此外,還能夠利用軟件實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償或其它更復(fù)雜的環(huán)境補(bǔ)償,以改進(jìn)測量精度。
2.智能化傳感器具有自診斷和自校準(zhǔn)功能,可以用來檢測工作環(huán)境。當(dāng)工作環(huán)境臨近其極限條件時(shí),它將發(fā)出告警信號,并根據(jù)其分析器的輸入信號給出相關(guān)的診斷信息。當(dāng)智能化傳感器由于某些內(nèi)部故障而不能正常工作時(shí),它能夠借助其內(nèi)部檢測鏈路找出異常現(xiàn)象或出了故障的部件。
3.智能化傳感器能夠完成多傳感器多參數(shù)混合測量,從而進(jìn)一步拓寬了其探測與應(yīng)用領(lǐng)域,而微處理器的介入使得智能化傳感器能夠更加方便地對多種信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。此外,其靈活的配置功能既能夠使相同類型的傳感器實(shí)現(xiàn)最佳的工作性能,也能夠使它們適合于各不相同的工作環(huán)境。
5.智能化傳感器備有一個(gè)數(shù)字式通信接口,通過此接口可以直接與其所屬計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)和交換信息。此外,智能化傳感器的信息管理程序也非常簡單方便,譬如,可以對探測系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制或者在鎖定方式下工作,也可以將所測的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程用戶等。
2.2智能化傳感器的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀。
目前,智能化傳感器技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期,具有代表意義的典型產(chǎn)品是美國霍尼韋爾公司的st-3000系列智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器,以及另外一些含有微處理器(mcu)的單片集成壓力傳感器、具有多維檢測能力的智能傳感器和固體圖像傳感器(ssis)等。與此同時(shí),基于模糊理論的新型智能傳感器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化傳感器系統(tǒng)的研究和發(fā)展中的重要作用也日益受到了相關(guān)研究人員的極大重視。
指出的一點(diǎn)是:目前的智能化傳感器系統(tǒng)本身盡管全都是數(shù)字式的,但其通信協(xié)議卻仍需借助于4~20ma的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號來實(shí)現(xiàn)。一些國際性標(biāo)準(zhǔn)化研究機(jī)構(gòu)目前正在積極研究推出相關(guān)的通用現(xiàn)場總線數(shù)字信號傳輸標(biāo)準(zhǔn);不過,在眼下過渡階段仍大多采用遠(yuǎn)距離總線尋址傳感器(hart)協(xié)議,即highwayaddressableremotetransducer。這是一種適用于智能化傳感器的通信協(xié)議,與目前使用4~20ma模擬信號的系統(tǒng)完全兼容,模擬信號和數(shù)字信號可以同時(shí)進(jìn)行通信,從而使不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品具有通用性。
能化傳感器多用于壓力、力、振動(dòng)沖擊加速度、流量、溫濕度的測量,如美國霍尼韋爾公司的st3000系列全智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器就屬于這一類傳感器。另外,智能化傳感器在空間技術(shù)研究領(lǐng)域亦有比較成功的應(yīng)用實(shí)例[6]。
發(fā)展中,智能化傳感器無疑將會進(jìn)一步擴(kuò)展到化學(xué)、電磁、光學(xué)和核物理等研究領(lǐng)域??梢灶A(yù)見,新興的智能化傳感器將會在關(guān)系到全人類國民生的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來越大作用。
3多功能傳感器(multifunction)。
如前所述,通常情況下一個(gè)傳感器只能用來探測一種物理量,但在許多應(yīng)用領(lǐng)域中,為了能夠完美而準(zhǔn)確地反映客觀事物和環(huán)境,往往需要同時(shí)測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能傳感器則是一種體積小巧而多種功能兼?zhèn)涞男乱淮綔y系統(tǒng),它可以借助于敏感元件中不同的物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)物質(zhì)及其各不相同的表征方式,用單獨(dú)一個(gè)傳感器系統(tǒng)來同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種傳感器的功能。隨著傳感器技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,目前已經(jīng)可以生產(chǎn)出來將若干種敏感元件綜裝在同一種材料或單獨(dú)一塊芯片上的一體化多功能傳感器。
3.1多功能傳感器的執(zhí)行規(guī)則和結(jié)構(gòu)模式。
概括來講,多功能傳感器系統(tǒng)主要的執(zhí)行規(guī)則和結(jié)構(gòu)模式包括:
(1)多功能傳感器系統(tǒng)由若干種各不相同的敏感元件組成,可以用來同時(shí)測量多種參數(shù)。譬如,可以將一個(gè)溫度探測器和一個(gè)濕度探測器配置在一起(即將熱敏元件和濕敏元件分別配置在同一個(gè)傳感器承載體上)制造成一種新的傳感器,這樣,這種新的傳感器就能夠同時(shí)測量溫度和濕度。
(2)將若干種不同的敏感元件精巧地制作在單獨(dú)的一塊硅片中,從而構(gòu)成一種高度綜合化和小型化的多功能傳感器。由于這些敏感元件是被綜裝在同一塊硅片中的,它們無論何時(shí)都工作在同一種條件下,所以很容易對系統(tǒng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償和校正。
(3)借助于同一個(gè)傳感器的不同效應(yīng)可以獲得不同的信息。以線圈為例,它所表現(xiàn)出來的電容和電感是各不相同的。
(4)在不同的激勵(lì)條件下,同一個(gè)敏感元件將表現(xiàn)出來不同的特征。而在電壓、電流或溫度等激勵(lì)條件均不相同的情況下,由若干種敏感元件組成的一個(gè)多功能傳感器的特征可想而知將會是多么的`千差萬別!有時(shí)候簡直就相當(dāng)于是若干個(gè)不同的傳感器一樣,其多功能特征可謂名副其實(shí)。
3.2多功能傳感器的研制與應(yīng)用現(xiàn)狀。
多功能傳感器無疑是當(dāng)前傳感器技術(shù)發(fā)展中一個(gè)全新的研究方向,日前有許多學(xué)者正在積極從事于該領(lǐng)域的研究工作。如將某些類型的傳感器進(jìn)行適當(dāng)組合而使之成為新的傳感器,如用來測量流體壓力和互異壓力的組合傳感器。又如,為了能夠以較高的靈敏度和較小的粒度同時(shí)探測多種信號,微型數(shù)字式三端口傳感器可以同時(shí)采用熱敏元件、光敏元件和磁敏元件;這種組配方式的傳感器不但能夠輸出模擬信號,而且還能夠輸出頻率信號和數(shù)字信號.
從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看,最熱門的研究領(lǐng)域也許是各種類型的仿生傳感器了,而且在感觸、刺激以及視聽辨別等方面已有最新研究成果問世。從實(shí)用的角度考慮,多功能傳感器中應(yīng)用較多的是各種類型的多功能觸覺傳感器,譬如人造皮膚觸覺傳感器就是其中之一,這種傳感器系統(tǒng)由pvdf材料、無觸點(diǎn)皮膚敏感系統(tǒng)以及具有壓力敏感傳導(dǎo)功能的橡膠觸覺傳感器等組成。據(jù)悉,美國merritt公司研制開發(fā)的無觸點(diǎn)皮膚敏感系統(tǒng)獲得了較大的成功,其無觸點(diǎn)超聲波傳感器、紅外輻射引導(dǎo)傳感器、薄膜式電容傳感器、以及溫度、氣體傳感器等在美國本土應(yīng)用甚廣。
與其它方面的研究成果相比,目前在人工嗅覺方面的研究還似乎遠(yuǎn)遠(yuǎn)不盡人意。由于嗅覺元件接收到的判別信號是非常復(fù)雜的,其中總是混合著成千上萬種化學(xué)物質(zhì),這就使得嗅覺系統(tǒng)處理起這些信號來異常錯(cuò)綜復(fù)雜。
人工嗅覺傳感系統(tǒng)的典型產(chǎn)品是功能各異的electronicnose(電子鼻),近10多年來,該技術(shù)的發(fā)展很快,目前已有數(shù)種商品化的產(chǎn)品在國際市場流通,美、法、德、英等國家均有比較先進(jìn)的電子鼻產(chǎn)品問世。
“電子鼻”系統(tǒng)通常由一個(gè)交叉選擇式氣體傳感器陣列和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)組成,并配以恰當(dāng)?shù)哪J阶R別系統(tǒng),具有識別簡單和復(fù)雜氣味的能力,主要用來解決一般情況下的氣味探測問題。根據(jù)應(yīng)用對象的不同,“電子鼻”系統(tǒng)傳感器陣列中傳感器的構(gòu)成材料及配置數(shù)量亦有所不同,其中,構(gòu)成材料包括金屬氧化物半導(dǎo)體、導(dǎo)電聚合物、石英晶振等,配置數(shù)量則從幾個(gè)到數(shù)十個(gè)不等??傊?,“電子鼻”系統(tǒng)是氣體傳感器技術(shù)和信息處理技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合的高科技產(chǎn)物,其氣體傳感器的體積很小,功耗也很低,能夠方便地捕獲并處理氣味信號。氣流經(jīng)過氣體傳感器陣列進(jìn)入到“電子鼻”系統(tǒng)的信號預(yù)處理元件中,最后由陣列響應(yīng)模式來確定其所測氣體的特征。陣列響應(yīng)模式采用關(guān)聯(lián)法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法對所測氣體進(jìn)行定性和定量鑒別。美國cyranosciences公司生產(chǎn)的cyranose320電子鼻是目前技術(shù)較為先進(jìn)、適用范圍也比較廣的嗅覺傳感系統(tǒng)之一,該系統(tǒng)主要由傳感器陣列和數(shù)據(jù)分析算法兩部分組成,其基本技術(shù)是將若干個(gè)獨(dú)特的薄膜式碳-黑聚合物復(fù)合材料化學(xué)電阻器配置成一個(gè)傳感器陣列,然后采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù),通過分析由此傳感器陣列所收集到的輸出值的辦法來識別未知分析物。據(jù)稱,cyranose320電子鼻的適用范圍包括食品與飲料的生產(chǎn)與保鮮、環(huán)境保護(hù)、化學(xué)品分析與鑒定、疾病診斷與醫(yī)藥分析以及工業(yè)生產(chǎn)過程控制與消費(fèi)品的監(jiān)控與管理等。
4無線網(wǎng)絡(luò)化(wirelessnetworked)。
無線網(wǎng)絡(luò)對我們來說并不陌生,比如手機(jī),無線上網(wǎng),電視機(jī)。傳感器對我們來說也不陌生,比如溫度傳感器、壓力傳感器,還有比較新穎的氣味傳感器。但是,把二者結(jié)合在起來,提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wirelesssensornetworks)這個(gè)概念,卻是近幾年才發(fā)生的事情。
傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前國際上備受關(guān)注的、由多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等,能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息,通過嵌入式系統(tǒng)對信息進(jìn)行處理,并通過隨機(jī)自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在的計(jì)算”理念。傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究采用系統(tǒng)發(fā)展模式,因而必須將現(xiàn)代的先進(jìn)微電子技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、系統(tǒng)soc(system-on-chip)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)、納米材料與技術(shù)、現(xiàn)代信息通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等融合,以實(shí)現(xiàn)其微型化、集成化、多功能化及系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化,特別是實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)特有的超低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。傳感器網(wǎng)絡(luò)具有十分廣闊的應(yīng)用前景,在軍事國防、工農(nóng)業(yè)、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險(xiǎn)救災(zāi)、防恐反恐、危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程控制等許多領(lǐng)域都有重要的科研價(jià)值和巨大實(shí)用價(jià)值,已經(jīng)引起了世界許多國家軍界、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視,并成為進(jìn)入年以來公認(rèn)的新興前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域,被認(rèn)為是將對二十一世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。
4.2傳感器網(wǎng)絡(luò)研究熱點(diǎn)問題和關(guān)鍵技術(shù)。
傳感器網(wǎng)絡(luò)以應(yīng)用為目標(biāo),其構(gòu)建是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,涉及到的研究工作和需要解決的問題在每一個(gè)層面上都很多。對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及界面接口技術(shù)的研究意義重大。如果我們把傳感器網(wǎng)絡(luò)按其功能抽象成五個(gè)層次的話,將會包括基礎(chǔ)層(傳感器集合)、網(wǎng)絡(luò)層(通信網(wǎng)絡(luò))、中間件層、數(shù)據(jù)處理和管理層以及應(yīng)用開發(fā)層。
其中,基礎(chǔ)層以研究新型傳感器和傳感系統(tǒng)為核心,包括應(yīng)用新的傳感原理、使用新的材料以及采用新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等,以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應(yīng)速度、動(dòng)態(tài)范圍、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性以及在惡劣環(huán)境條件下工作的能力。
傳感器網(wǎng)絡(luò)有著巨大的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是將對21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。已有和潛在的傳感器應(yīng)用領(lǐng)域包括:軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、建筑物監(jiān)測等等。隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,各種傳感器網(wǎng)絡(luò)將遍布我們生活環(huán)境,從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在的計(jì)算”。以下簡要介紹傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些應(yīng)用。
(1)軍事應(yīng)用。
傳感器網(wǎng)絡(luò)研究最早起源于軍事領(lǐng)域,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有海洋聲納監(jiān)測的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò),也有監(jiān)測地面物體的小型傳感器網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,通過飛機(jī)撒播、特種炮彈發(fā)射等手段,可以將大量便宜的傳感器密集地撒布于人員不便于到達(dá)的觀察區(qū)域如敵方陣地內(nèi),收集到有用的微觀數(shù)據(jù);在一部分傳感器因?yàn)樵馄茐牡仍蚴r(shí),傳感器網(wǎng)絡(luò)作為整傳感器網(wǎng)絡(luò)體仍能完成觀察任務(wù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的上述特點(diǎn)使得它具有重大軍事價(jià)值,可以應(yīng)用于如下一些場景中:
監(jiān)測人員、裝備等情況以及單兵系統(tǒng):通過在人員、裝備上附帶各種傳感器,可以讓各級指揮員比較準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握己方的保存狀態(tài)。通過在敵方陣地部署各種傳感器,可以了解敵方武器部署情況,為己方確定進(jìn)攻目標(biāo)和進(jìn)攻路線提供依據(jù)。
監(jiān)測敵軍進(jìn)攻:在敵軍駐地和可能的進(jìn)攻路線上部署大量傳感器,從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)敵軍的進(jìn)攻行動(dòng)、爭取寶貴的應(yīng)對時(shí)間。并可根據(jù)戰(zhàn)況快速調(diào)整和部署新的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
評估戰(zhàn)果:在進(jìn)攻前后,在攻擊目標(biāo)附近部署傳感器網(wǎng)絡(luò),從而收集目標(biāo)被破壞程度的數(shù)據(jù)。
核能、生物、化學(xué)攻擊的偵察:借助于傳感器網(wǎng)絡(luò)可以及早發(fā)現(xiàn)己方陣地上的生、化污染,提供快速反應(yīng)時(shí)間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現(xiàn)場的詳細(xì)數(shù)據(jù)。
(2)環(huán)境應(yīng)用。
洪災(zāi)的預(yù)警:通過在水壩、山區(qū)中關(guān)鍵地點(diǎn)合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器,可以在洪災(zāi)到來之前發(fā)布預(yù)警信息,從而及時(shí)排除險(xiǎn)情或者減少損失。
農(nóng)田管理:通過在農(nóng)田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強(qiáng)度、風(fēng)速等傳感器,可以更好地對農(nóng)田管理微觀調(diào)控,促進(jìn)農(nóng)作物生長。
(3)家庭應(yīng)用。
建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內(nèi),獲取室內(nèi)環(huán)境參數(shù),從而為居室環(huán)境控制和危險(xiǎn)報(bào)警提供依據(jù)。
智能家居:通過布置于房間內(nèi)的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器,感知居室不同部分的微觀狀況,從而對空調(diào)、門窗以及其他家電進(jìn)行自動(dòng)控制,提供給人們智能、舒適的居住環(huán)境[16]。
建筑安全:通過布置于建筑物內(nèi)的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器,發(fā)現(xiàn)異常事件及時(shí)報(bào)警,自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急措施。
智能交通:通過布置于道路上的速度、識別傳感器,監(jiān)測交通流量等信息,為出行者提供信息服務(wù),發(fā)現(xiàn)違章能及時(shí)報(bào)警和記錄[17]。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器,特別是生物化學(xué)傳感器監(jiān)測有害物、危險(xiǎn)物的信息,最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。
(4)結(jié)論。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著十分廣泛的應(yīng)用前景,它不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域有具有巨大的運(yùn)用價(jià)值,在未來還將在許多新興領(lǐng)域體現(xiàn)其優(yōu)越性,如家用、保健、交通等領(lǐng)域。我們可以大膽的預(yù)見,將來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將無處不在,將完全融入我們的生活。比如微型傳感器網(wǎng)最終可能將家用電器、個(gè)人電腦和其他日常用品同互聯(lián)網(wǎng)相連,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離跟蹤,家庭采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)安全調(diào)控、節(jié)電等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個(gè)無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡(luò),其應(yīng)用可以涉及到人類日常生活和社會生產(chǎn)活動(dòng)的所有領(lǐng)域。但是,我們還應(yīng)該清楚的認(rèn)識到,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)才剛剛開始發(fā)展,它的技術(shù)、應(yīng)用都還還遠(yuǎn)談不上成熟,國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該抓住商機(jī),加大投入力度,推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興的通信應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),其應(yīng)用可以涉及到人類生活和社會活動(dòng)的所有領(lǐng)域。因此,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個(gè)無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡(luò),需要各種技術(shù)支撐。目前,成熟的通信技術(shù)都可能經(jīng)過適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和進(jìn)一步發(fā)展,應(yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,形成新的市場增長點(diǎn),創(chuàng)造無線通信的新天地。
5結(jié)語。
當(dāng)前技術(shù)水平下的傳感器系統(tǒng)正向著微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。今后,隨著cad技術(shù)、mems技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)分析算法的繼續(xù)向前發(fā)展,未來的傳感器系統(tǒng)必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。在各種新興科學(xué)技術(shù)呈輻射狀廣泛滲透的當(dāng)今社會,作為現(xiàn)代科學(xué)“耳目”的傳感器系統(tǒng),作為人們快速獲取、分析和利用有效信息的基礎(chǔ),必將進(jìn)一步得到社會各界的普遍關(guān)注。
微波傳感器依靠微波的很多優(yōu)點(diǎn),將廣泛地用于微波通訊、衛(wèi)星發(fā)送等無線通訊,和雷達(dá)、導(dǎo)彈誘導(dǎo)、遙感、射電望遠(yuǎn)鏡中。并且在一些非接觸式的監(jiān)測和控制中也有很好的應(yīng)用。