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傳感器的論文篇一
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現(xiàn)自動控制。光電傳感器本身具有反應(yīng)快、精度高、可靠性高等優(yōu)點，而且其在測量速度方面較快，所以在自動測量領(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埽怆姳对龉艿裙鈱W(xué)效應(yīng)的外部光電效應(yīng)是指光對下一個對象造成影響時，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，以某種方式與價帶電子提供能量，它可以被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成一個載體，增加的方式的導(dǎo)電性時，光對于入射光的能量的激勵。例如，價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，從而留下一個介質(zhì)孔當(dāng)中的價帶，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，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)閉報警。
因為緯紗非常薄，并向前擺動，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。
一些廣泛運用的光電傳感器仍等著我們?nèi)パ芯浚ヌ剿?，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調(diào)整到舒適的溫度的身體，當(dāng)溫度過高或過低時，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.自動檢測與傳感器應(yīng)用[m].中國勞動社會保障出版社.
傳感器的論文篇二
(2)傳感器的性能。
選用傳感器時，要考慮傳感器的下述性能，即精度，穩(wěn)定性，響應(yīng)速度，模擬信號或者數(shù)字信號，輸出量及其電平，被測對象特性的影響，校準(zhǔn)周期，過輸人保護(hù)。
(3)傳感器的使用條件。
傳感器的使用條件即為設(shè)置的場所，環(huán)境(濕度、溫度、振動等)，測量的時間，與顯示器之間的信號傳輸距離，與外設(shè)的連接方式，供電電源容量。
傳感器的論文篇三
摘要：當(dāng)代社會,電氣自動化控制中最不可或缺的一項技術(shù)就是plc技術(shù),它的應(yīng)用十分廣泛。傳統(tǒng)的電氣自動化控制系統(tǒng)有著很大的缺陷,而且消耗大量的人力物力,最大的缺陷是不能保證質(zhì)量。所以,現(xiàn)在我們把plc應(yīng)用到了電氣自動化控制中。plc技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用,是在微軟處理器的基礎(chǔ)上,再加上當(dāng)今的計算機(jī)技術(shù)以及自動控制技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。。本文主要探究在電氣自動化控制中plc的應(yīng)用。
1plc的原理及特點。
plc組成結(jié)構(gòu)如下，其原理可以大致的分為三個階段：首先是輸入采樣階段。在這一階段，plc通過掃描的方式依次的讀取輸入數(shù)據(jù)及狀態(tài)，并將其存儲與i/o映像區(qū)的相應(yīng)單元。輸入完畢就可以進(jìn)入后續(xù)的用戶程序執(zhí)行階段，這一階段plc通過由上而下的順序?qū)τ脩舻某绦蜻M(jìn)行掃描，對于每一條梯形圖，掃描的順序總是遵循著先左后右以及先上后下的順序進(jìn)行邏輯運算，并根據(jù)運算的結(jié)果刷新邏輯線圈在系統(tǒng)中的對應(yīng)狀態(tài)。最后是輸出刷新階段，在這一階段，cpu會按照i/o映像區(qū)中的數(shù)據(jù)及狀態(tài)刷新所有的輸出鎖存電路并輸出到電路驅(qū)動的相關(guān)外圓設(shè)備。
plc具有以下明顯的特點：可靠性強(qiáng)。plc具有極強(qiáng)的抗干擾能力，相比傳統(tǒng)繼電器技術(shù)更加適合于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境;反應(yīng)快。由于plc中將傳統(tǒng)的機(jī)械觸電繼電器替換為內(nèi)部自定義的輔助繼電器，同時也取消了連接導(dǎo)線，而使用內(nèi)部邏輯關(guān)系代替，為此就可以忽略其節(jié)點變位時間，不必考慮傳統(tǒng)繼電器的返回系數(shù);操作簡單。此項控制技術(shù)通過使用簡單的指令形式、直觀的簡單程序?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場的操作，避免了由于操作人員參差不齊的電氣技術(shù)帶來的問題。
2plc在電力系統(tǒng)中的主要應(yīng)用。
2.1開關(guān)量控制。
(1)斷路器控制與plc的應(yīng)用。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中主要的使用電磁繼電器作為主要的控制器，但是由于這種器件中大量的使用電磁原件，而其自身存在的大量觸點就直接的降低了所構(gòu)成系統(tǒng)的可靠性，同時也由于接線的復(fù)雜性以及后續(xù)維修的困難性，致使近年來開始大量的使用plc。
(2)自動切換。供電質(zhì)量的重要指標(biāo)是供電的可靠性，很早之前的供電企業(yè)為了加強(qiáng)供電的可靠性就設(shè)置了備用電源。只是最初進(jìn)行的供回電線路的操作是由手動實現(xiàn)的，但這間隔的幾秒鐘時間就可以使得供電要求較高的用戶蒙受很大的損失。為此，基于提升供電可靠到性的要求，plc構(gòu)成的備用電源自動投入裝置開始應(yīng)用于實際。這一裝置通過編程來使用各種運行方式，并將采集到的一次設(shè)備的正常運行信號作為后備電源關(guān)閉或者啟動的根據(jù)。由于這一系統(tǒng)具備邏輯判斷以及數(shù)據(jù)處理功能，為此不僅可以實現(xiàn)備用電源的自動投切，同時可以在綜合考慮系統(tǒng)運行狀況以及其它操作。
2.2順序控制。
在火力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部，作為輔助系統(tǒng)的工藝流程一般可以分為開關(guān)量的控制與順序控制兩大類。隨著近年來我國資源的緊張以及環(huán)境問題的惡化，傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)逐漸地被plc控制系統(tǒng)所控制，以達(dá)到提升企業(yè)輔助車間的自動化水平。尤其是最新的plc系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)單獨工藝的流程控制，而且還可以通過通信總線與信息模塊的連接實現(xiàn)全廠工作的控制。
上面概述了plc的主要功能后，這里主要針對于plc在礦井提升機(jī)中的具體應(yīng)用進(jìn)行論述。
礦井提升機(jī)作為一種大型的絞車，是煤礦開采行業(yè)的重要設(shè)備。plc在礦井提升機(jī)的應(yīng)用極大的'提升了提升機(jī)的工作效率，而提升機(jī)的主要調(diào)速控制是通過變頻plc進(jìn)行的。其具體的應(yīng)用如下：當(dāng)操作人員聽到開車信號時按下開車按鈕，此時plc控制將ac380v電流接入變頻器。當(dāng)提升機(jī)開始運行時，首先要對電機(jī)施加直流制動，然后再松開機(jī)械抱閘，以達(dá)到防止溜車的目的。提升機(jī)在運行過程中的速度變化曲線可以通過對plc變成進(jìn)行產(chǎn)生，然后將經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換的信號由模擬量輸出口輸出以實現(xiàn)對于變頻器的控制。實際的使用也可以根據(jù)實際工況選擇人工控制提升機(jī)速度。
同時在旋轉(zhuǎn)編碼器的輔助下，極大的方便了檢測提升機(jī)的速度以及位置。首先編碼器將檢測到的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳遞給plc，然后plc就可以根據(jù)得到的這一信號累計計算提升機(jī)的速度及行走距離，此時監(jiān)視器上就會相應(yīng)的顯示出提升機(jī)的速度以及位置。井口還設(shè)置了液壓站，其作用類似于電磁抱閘，可用于重車靜止時的制動。重車制動是在plc以及變頻器的控制下實現(xiàn)的，先通過液壓站給卷筒施加機(jī)械制動力，然后取消直流制動力。
變/工頻切換和聲光報警電路。這種輔助電路的設(shè)計方案是將報警裝置設(shè)置在變頻器端：當(dāng)plc的q3.1，q3.2的輸出開關(guān)量為“1”時，相應(yīng)的q3.3的輸出開關(guān)量為“0”，此時接觸器km2就會發(fā)生動作，將電動機(jī)接到變頻器的輸出端。當(dāng)km2發(fā)生動作后，相應(yīng)的km1也發(fā)生動作，即將工頻電源與變頻器的輸出端連接以啟動電機(jī)。與此同時，與接觸器km3線圈控制電路連接的接觸器km2的常閉觸點斷開，以達(dá)到接觸器km3不接通的狀態(tài)，以保證整個系統(tǒng)處于工頻運行狀態(tài)。
當(dāng)變頻器在運行的過程中發(fā)生故障而跳閘，此時的變頻器的“nc-com”觸點就會斷開，導(dǎo)致km1以及km2線圈均失電，其主觸點就會切斷變頻器與電機(jī)、電源之間的連接。與此同時“no-com”觸點也會相應(yīng)的閉合，從而導(dǎo)致警報揚聲器ha以及報警等hl進(jìn)行聲光報警。plc內(nèi)部的時間繼電器也會得電，并在一定的延時后閉合，從而使得q3.3的輸出為“1”并保持，使得電機(jī)的運行狀態(tài)進(jìn)入工頻運行狀態(tài)。
此外plc在中央空調(diào)、公交系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)以及在泵類電機(jī)中都有著廣泛的應(yīng)用。
3plc發(fā)展趨勢。
不斷加強(qiáng)plc的抗干擾能力。盡管plc控制系統(tǒng)具有很好的抗干擾能力，但是對于一些電磁干擾過于強(qiáng)烈或者是生產(chǎn)環(huán)境極為惡劣的情況也會致使plc控制系統(tǒng)的控制失誤或者運算失誤，從而導(dǎo)致正常的生產(chǎn)運行受到干擾。為此，在今后的一段時間內(nèi)，不斷研發(fā)具備更高抗干擾能力的plc系統(tǒng)，不斷的提升其在設(shè)計、安裝以及使用中的性能。
網(wǎng)絡(luò)化以及數(shù)字化。目前在火電系統(tǒng)中，dcs技術(shù)逐漸的普及并逐步成熟，只是近幾年的發(fā)展較為緩慢，而plc作為發(fā)展迅速的技術(shù)，使得二者在發(fā)展的過程中相互吸收、利用，并逐漸發(fā)展成為新的控制系統(tǒng)—fcs系統(tǒng)。這一系統(tǒng)即有原來系統(tǒng)的優(yōu)勢，同時也具備了工業(yè)自動化的、智能化、數(shù)字化的特點，因此在近年來的火電廠發(fā)展中得到廣泛的應(yīng)用。
結(jié)語。
鑒于未來多種行業(yè)的生產(chǎn)過程具有不同的控制需要，為此plc控制系統(tǒng)需要不斷開發(fā)新的產(chǎn)品，使得產(chǎn)品的規(guī)格更為齊全、性能更加優(yōu)異，不斷促進(jìn)自動化控制網(wǎng)絡(luò)、國際通用網(wǎng)絡(luò)以及人類電氣化的發(fā)展。我們相信在未來的幾年，plc會有更大的發(fā)展，不僅產(chǎn)品種類更加豐富、規(guī)格更加齊全，并且全新的人機(jī)界面也會使得這一技術(shù)更好的適應(yīng)工業(yè)控制場合的需要。
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傳感器的論文篇四
摘要：文中介紹了在測力傳感器的設(shè)計過程中經(jīng)常運用的兩種應(yīng)力集中的設(shè)計原則。按照這兩種應(yīng)力集中的原則，對彈性體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。
一、概述。
對于電阻應(yīng)變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器”）來說，彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與相關(guān)尺寸對測力傳感器性能的影響極大?？梢哉f，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關(guān)尺寸。如果測力傳感器的彈性體設(shè)計不合理，無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應(yīng)變片的品質(zhì)多好，測力傳感器都難以達(dá)到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設(shè)計過程中，對彈性體進(jìn)行合理的設(shè)計至關(guān)重要。
彈性體的設(shè)計基本屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的范圍，但因測力性能的需要，其結(jié)構(gòu)上與普通的機(jī)械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來，普通的機(jī)械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強(qiáng)度和剛度即可，對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴(yán)格要求。然而，對于彈性體來說，除了需要滿足機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應(yīng)變片部位（以下簡稱“貼片部位”）的應(yīng)力（應(yīng)變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；同時，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應(yīng)使貼片部位達(dá)到較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
由此可見，在彈性體的設(shè)計過程中必須滿足以下兩項要求：
（1）貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）應(yīng)與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；
（2）貼片部位應(yīng)具有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
為了滿足上述兩項要求，在測力傳感器的彈性體設(shè)計方面，經(jīng)常應(yīng)用“應(yīng)力集中”的設(shè)計原則，確保貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平較高，并與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，以提高所設(shè)計測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。
二、改善應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的“應(yīng)力集中”原則。
在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計過程中，通常認(rèn)為應(yīng)力（應(yīng)變）在零件或構(gòu)件上是規(guī)則分布的，如果零件或構(gòu)件的截面形狀不發(fā)生變化，不必考慮應(yīng)力（應(yīng)變）分布不規(guī)則的問題。其實，在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計中，對于應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的問題并非不予考慮，而是通過強(qiáng)度計算中的安全系數(shù)將其包容在內(nèi)了。
對于測力傳感器來說，它是通過電阻應(yīng)變片測量彈性體上貼片部位的應(yīng)變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，實際上就是保證在測力傳感器受力時，彈性體上貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）要按照某一規(guī)律分布。在實際應(yīng)用中，對于彈性體貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的.變化。
彈性體受力條件的變化是指當(dāng)彈性體受力的大小不變時，力的作用點發(fā)生變化或彈性體與其相鄰的加載構(gòu)件和承載構(gòu)件的接觸條件發(fā)生變化。如果在彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，未能考慮這一情況，就可能造成彈性體上應(yīng)力（應(yīng)變）分布的不規(guī)則變化。這方面最典型的實例是筒式測力傳感器（見圖1）。當(dāng)筒式測力傳感器上、下端面均勻受力時，在彈性體貼片部位的整個圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布是均勻的。當(dāng)上、下兩個端面上受力情況發(fā)生變化后，力在兩個端面的作用情況不再是均勻分布的，這時彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布情況就難以預(yù)料了。如果筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比足夠大，彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）基本上還是均勻分布。但是，在實際應(yīng)用中，通常很少能為測力傳感器提供較大的安裝空間位置，因而筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比很難做到足夠大，彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）將不均勻分布，而且不均勻分布的情況隨彈性體受力情況的變化而改變。在這樣的條件下，彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力不能保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，將造成明顯的測力誤差。
為了減小由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差，有些傳感器設(shè)計者采取在筒式測力傳感器彈性體上增加貼片數(shù)量的方法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況測量出來。這樣的處理方法有一定的效果，可以減小彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動的方法，增加的貼片數(shù)量總是有限的，還是很難把彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況全部測量出來，測力誤差減小的程度不夠顯著。
由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差的實質(zhì)是彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布，如果能使彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）分布受到一定條件的約束，迫使貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）按照某一規(guī)律分布，因而使得彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，由此來減小因彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。
對于筒式測力傳感器來說，在承載強(qiáng)度足夠的條件下，如果將彈性體貼片部位圓周上不貼片的部位挖空（見圖2），使得應(yīng)力只能在未挖空的部位分布，大大改善了應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的情況?；蛘哒f，應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布僅僅限于未挖空的部位，并且其不規(guī)則分布的程度不會很大。因此，在未挖空的部位粘貼電阻應(yīng)變片，就能使測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。
上述處理方法實際上出于這樣一個原理：通過某種措施，使彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）集中分布在便于貼片檢測的部位，實現(xiàn)測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，以保證傳感器的測力精度。
作者曾用上述方法對筒式測力傳感器進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)前的普通筒式傳感器測力誤差大于1%f.s.，改進(jìn)后（局部挖空）的筒式傳感器測力誤差為0.1~0.3%f.s.，測力精度明顯提高。
若要測力傳感器達(dá)到較高的靈敏度，通常應(yīng)該使電阻應(yīng)變片有較高的應(yīng)變水平，即在彈性體上貼片部位應(yīng)該有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
實現(xiàn)彈性體上貼片部位達(dá)到較高應(yīng)力（應(yīng)變）水平有兩種常用的方法：
（1）整體減小彈性體的尺寸，全面提高彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）水平；
（2）在貼片部位附近對彈性體進(jìn)行局部削弱，使貼片部位局部應(yīng)力（應(yīng)變）水平提高，而彈性體其它部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平基本不變。
以上兩種方法都可以提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，但對彈性體整體性能而言，局部削弱彈性體的效果要遠(yuǎn)好于整體減小彈性體尺寸。因為局部削弱彈性體既能提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，又使得彈性體整體保持較高的強(qiáng)度和剛度，有利于提高傳感器的性能和使用效果。
局部削弱彈性體提高貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）水平的原理是：通過局部削弱彈性體，造成局部的應(yīng)力集中，使得應(yīng)力集中部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平明顯高于彈性體其它部位的應(yīng)力水平，將電阻應(yīng)變片粘貼于應(yīng)力集中部位，就可以測得較高的應(yīng)變水平。
局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中的方法在測力傳感器的設(shè)計中經(jīng)常被采用，尤其在梁式測力傳感器（如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器）的彈性體設(shè)計中被廣泛應(yīng)用。局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中方法應(yīng)用較為成功的當(dāng)數(shù)剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是通過檢測梁式彈性體上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）實現(xiàn)測力的，其彈性體的結(jié)構(gòu)如圖3所示（為了便于說明問題，這里僅以一簡支梁式的彈性體為例）。
由材料力學(xué)中有關(guān)梁的應(yīng)力分布知識可知，當(dāng)梁承受橫向（彎曲）載荷時，在梁的中性層處剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）最大。如果要檢測梁上的剪應(yīng)變，應(yīng)該在梁的中性層處貼片。為了提高貼片處的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）水平，可將彈性體兩側(cè)各挖一個盲孔（見圖3的2處），盲孔的中心應(yīng)在中性層處。電阻應(yīng)變片應(yīng)該粘貼在盲孔的底面上，即圖3中工字形斷面（a－a剖面）的腹板上。
對于梁形構(gòu)件來說，其彎曲強(qiáng)度是主要矛盾。在一個梁滿足彎曲強(qiáng)度的情況下，剪切強(qiáng)度一般裕量較大。當(dāng)在中性層附近挖盲孔后，該截面上腹板上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）明顯提高，然而該截面上的彎曲應(yīng)力提高很小。因此，剪切梁式彈性體應(yīng)用局部應(yīng)力集中方案后，被檢測的剪應(yīng)變大大提高，使該測力傳感器的靈敏度顯著提高，而對整個梁的彎曲強(qiáng)度影響很小，使整個梁保持了良好的強(qiáng)度和剛度。
四、小結(jié)。
在測力傳感器的設(shè)計過程中，如能自覺地按照上述兩種應(yīng)力集中的原則，對彈性體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，就能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。靈活、恰當(dāng)?shù)剡\用應(yīng)力集中的原則，對于設(shè)計和生產(chǎn)高性能的測力傳感器具有重要的實用意義。
參考文獻(xiàn)。
[1].劉鴻文主編，《材料力學(xué)》，高等教育出版社，1979年。
abstract:thispaperintroducestwoprinciplesofconcentratingstress,whichareusuallyusedinthedesignofloadcells.accordingtotheprinciplestheelasticbodiesofloadcellsaredesignedandthefineaccuracyandsensitivityofmeasurementcanbeobtained.
作者簡介。
朱超甫：北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，
陳虎平：馬鞍山鋼鐵股份有限公司港務(wù)原料廠。
劉哲：石家莊鋼鐵公司。
傳感器的論文篇五
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生活水平的不斷提高，gps技術(shù)也得到了空前的發(fā)展。gps主要是不斷接收同步衛(wèi)星的信號并將其信號解析出相應(yīng)的數(shù)據(jù)還原成為經(jīng)緯度信號，根據(jù)經(jīng)緯度信號則可以實現(xiàn)定位功能，傳統(tǒng)的導(dǎo)航定位技術(shù)也是采用了該原理來實現(xiàn)。隨著gps的普及，成本也不斷的降低，可以根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)來實現(xiàn)其擴(kuò)展功能，如可以將其技術(shù)應(yīng)用在公交車上。本文主要介紹根據(jù)gps技術(shù)實現(xiàn)公交車的自動報站和調(diào)度，不需要人為的直接干預(yù)達(dá)到公交車系統(tǒng)自動運行的目的。本文主要是將微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、gps技術(shù)、語音技術(shù)綜合在一起實現(xiàn)一個智能化的系統(tǒng)。
國內(nèi)外在智能公交車方面的研究早在20世紀(jì)初就開始，采用的技術(shù)不盡相同功能也各異。國內(nèi)一些公交車系統(tǒng)主要采用的是人工干預(yù)電腦控制的方式實現(xiàn)智能報站等功能。其工作方式如下：在系統(tǒng)內(nèi)部提前設(shè)置好上下路線對應(yīng)站臺的相關(guān)設(shè)置，司機(jī)師傅在行駛車輛的同時也必須時刻關(guān)注站臺的距離，當(dāng)車輛臨近站臺時則手動按下相應(yīng)的按鍵實現(xiàn)報站功能^該種方式可以實現(xiàn)報站是毋庸置疑的，但是根據(jù)站臺人員數(shù)量的不同、司機(jī)師傅的疲意程度、道路的擁擠程度都會造成站臺的漏報、錯報的現(xiàn)象，影響人們的出行和交通服務(wù)的質(zhì)量，還有可能造成潛在的安全隱患。因此，新一代的智能報站系統(tǒng)的需求與日俱增。
智能語音報站結(jié)構(gòu)設(shè)計：
gps語音報站系統(tǒng)集合了全球定位系統(tǒng)技術(shù)、語音播報技術(shù)、顯示提示技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，可以實現(xiàn)車輛的自動報站和自動定位，大大的減少的交通安全的出現(xiàn)和極大的提髙效率。采用gps技術(shù)的主要原因是不管gps制造技術(shù)還是解析gps數(shù)據(jù)信息的算法技術(shù)都很成熟、安全性高、體積小、方便攜帶，采集信號后可以在各種顯示電路上就其基本信息顯示出來。本系統(tǒng)主要采用6h級別的gps接收模塊對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，以stc89c52作為主控芯片用于對gps信號的解析，最終得出當(dāng)前的位置、經(jīng)緯度、時間、偏航角、速度、海拔、時間等信息。將解析出來的經(jīng)緯度信息與單片機(jī)內(nèi)部儲存的地址信息不斷對比，如果二者信號一直則啟動語音播報動作。系統(tǒng)時刻采集gps信號，根據(jù)解析出的gps經(jīng)緯度信息來判斷汽車當(dāng)前的位置信息，當(dāng)汽車到達(dá)本站時則啟動相應(yīng)的語音電路和液晶顯示電路以提醒用戶達(dá)到目的站臺。系統(tǒng)確保司機(jī)的正常行駛還設(shè)定了超速警告的電路，當(dāng)汽車的行駛速度超過設(shè)定的值時，系統(tǒng)則會自動啟動聲光報警電路直到汽車的速度在安全行駛速度范圍內(nèi)警告信號才自動解除，使得系統(tǒng)更加安全可行的進(jìn)行。
系統(tǒng)的總體方案：
目前，太空中一共有24顆衛(wèi)星時刻向人類提供服務(wù)，這24顆衛(wèi)星分別以55°的角度分布在地球上空20—200km的軌道面上，衛(wèi)星之所以這樣分布的原因在于使得地球上的任何地方在任何時候都可以保證能夠接收到至少6顆衛(wèi)星信號的數(shù)據(jù)，以確保gps快速準(zhǔn)確的定位導(dǎo)航，一般衛(wèi)星數(shù)量越多則gps定位的速度、精度就越高，出現(xiàn)漂移問題就越少。這24顆衛(wèi)星可以源源不斷的向用戶提供需要的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以廣播式的方式散發(fā)出去，數(shù)據(jù)的'類型是完全共享的所以能夠減低很大的成本，不需要后期續(xù)費使用。
系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要有單片機(jī)、電源模塊、語音播報模塊、gps模塊以及液晶顯示模塊，通過相關(guān)的技術(shù)來解決個設(shè)備之間的相互通信問題即主要是通過單片機(jī)來解析gps接收來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)確定當(dāng)前的經(jīng)煒度、時間、速度等信息并通過液晶電路將其解析的數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的顯示出來即完成自動報站和超速警告任務(wù)。執(zhí)行的過程：通過gps模塊時刻接收衛(wèi)星不斷發(fā)送的數(shù)據(jù)，并根據(jù)四顆及以上的不同衛(wèi)星信號經(jīng)過單片機(jī)算法的處理后計算出當(dāng)前的經(jīng)緯度、時間、速度、海拔等信息，隨后再由主控制器驅(qū)動相關(guān)的語音播報和液晶顯示電路工作，實現(xiàn)自動報站和超速警告的工作。
該系統(tǒng)主要涉及的技術(shù)內(nèi)容有：
(1)電源模塊的設(shè)計。gps接收模塊不斷接收衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，功率越大則信號越強(qiáng)、速度越快、精度越高，所以一個可靠的電源電路是保證系統(tǒng)正?？煽窟\行的前提。
(2)gps模塊的選擇。由于gps技術(shù)的不斷普及gps模塊類型繁多，選擇合適的gps則成為重點問題，軍品級別的gps成本簡直是個天價用戶也是消費不起的;價格低廉的gps則精度低、速度慢、抗干擾能力差。本系統(tǒng)通過對種gps模塊的研究和分析得出兩款gps模塊類型能滿足人們的日常使用即6m和6h類型的gps。后者相對于前者則精度要高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)通過研究分析得出6h更適合全球定位系統(tǒng)的設(shè)計工作。
(3)液晶模塊的選擇。公交車自動報站系統(tǒng)的服務(wù)對象是百姓即希望每個人群都能容易接受，所以設(shè)計的顯示電路應(yīng)該是人們都認(rèn)識的中文漢字，以便于人們閱讀相關(guān)信良。
語音模塊的選擇。系統(tǒng)最為人性化的就是能夠聽到真人發(fā)音播報站臺信息，為了能更好的突出人性化的特點、更好的還原真人的發(fā)音系統(tǒng)對語音電路的選擇條件則更加苛刻。通過不斷的測試發(fā)現(xiàn)市場上語音芯片isd1730能夠很好的還原語音信號，該芯片的失真信號小、播報語音信號強(qiáng)完全能夠勝任公交車自動報站要求。
人們一般通過在便捷式設(shè)備上安裝模塊接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)最終達(dá)到導(dǎo)航定位的目的。gps導(dǎo)航定位基本原理：gps衛(wèi)星實際上是向用戶發(fā)送的是時間和衛(wèi)星當(dāng)前的信號，用戶使用的gps模塊主要是接收其發(fā)送的相關(guān)信息，并通過一定的算法測量出衛(wèi)星數(shù)據(jù)從發(fā)送到接收的延遲時間，同時根據(jù)衛(wèi)星發(fā)送的信號解析出衛(wèi)星到用戶的距離。這就是為什么至少需要4顆以上包括4顆衛(wèi)星信號才能定位成功的原因。
系統(tǒng)的創(chuàng)新點：
系統(tǒng)采用的是成熟的科學(xué)技術(shù)手段，利用gps模塊采集衛(wèi)星數(shù)據(jù)解析出當(dāng)前的位置信息，單片機(jī)接受數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)自動播報站臺信息提醒司機(jī)、乘客朋友準(zhǔn)備停車下站，與此同時還可以自動的得出顯示出當(dāng)前站臺的信息，實現(xiàn)聲圖并茂的顯示出來，靈活方便擴(kuò)展能力強(qiáng)、系統(tǒng)可移植性高，整個過程不需要人員的直接干預(yù)，保證司機(jī)可以專心駕駛車輛確保乘客的安全，提髙系統(tǒng)的可靠性能。
總結(jié)。
針對文的智能控制系統(tǒng)能夠滿足公交車智能報站的基本功能，具有自動報站功能的同時還可以自動檢測汽車的速度，超出安全速度時則能夠啟動聲光警報信號提醒司機(jī)正常駕駛。確保車倆安全、可靠的運行。
綜合國際的發(fā)展可以發(fā)現(xiàn)gps技術(shù)伴隨我們走過了幾個世紀(jì)了，gps技術(shù)的廣泛使用，便捷式移動設(shè)備也得到了極大的普及，而在國內(nèi)各行業(yè)中g(shù)ps技術(shù)還在起步階段，因此對于推廣gps技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有廣泛的市場價值，gps技術(shù)不僅僅能夠使用在公交車報站、導(dǎo)航技術(shù)上，同時還可以進(jìn)一步開發(fā)如可以開發(fā)出智能汽車的自動調(diào)度，根據(jù)汽車的行駛路徑進(jìn)行自動的調(diào)節(jié)來緩解道路擁擠的交通問題等。總而言之，gps技術(shù)可以在各行各業(yè)的單位、企業(yè)中發(fā)揮巨大的作用，為人類文明建設(shè)貢獻(xiàn)出無窮的力量。
傳感器的論文篇六
摘要：本文探討壓阻式傳感器mpx10在制筆機(jī)械真空度控制的應(yīng)用，給出了mpx10的技術(shù)數(shù)據(jù)，檢測轉(zhuǎn)換電路，及傳感器在塑料筆桿成型時真空度控制設(shè)計與系統(tǒng)調(diào)試實際應(yīng)用，對其他類似壓差控制具有一定參考意義。
關(guān)鍵詞：mpx10；真空度檢測；真空度控制系統(tǒng)。
1控制要求。
塑料筆桿生產(chǎn)工藝需要經(jīng)擠出機(jī)模芯擠出成管、牽引冷卻定型、切斷成長管，再經(jīng)切斷機(jī)切斷平口成筆管長度，最后經(jīng)自動攻絲機(jī)雙頭攻絲成為成品。經(jīng)擠出機(jī)模芯初步成形后的筆管，進(jìn)入水槽冷卻固化定型，為保證同心度、壁厚、內(nèi)徑、外徑尺寸，需在冷卻水槽前部設(shè)置一部分真空段，使筆管擴(kuò)張到規(guī)定要求。筆桿型號各樣、材料不同、擠出速度變化、牽引速度變化、水槽前后風(fēng)量變化等很多因素影響著真空段的真空度。在實際生產(chǎn)中，要求真空度穩(wěn)定。
2設(shè)計方案。
本文的設(shè)計方案是：冷卻水槽抽真空由1臺三相交流電動機(jī)驅(qū)動的排風(fēng)機(jī)完成，電機(jī)由變頻器控制，水槽相對密封，只有前后筆桿進(jìn)出有空氣進(jìn)入。水槽真空冷卻段上方開孔2個，安裝壓差傳感器檢測真空度、指針式負(fù)壓表指示實際負(fù)壓。變頻器給定需要的真空度，壓力傳感器和變頻器構(gòu)成閉環(huán)控制。壓力檢測：mpx10壓阻式壓差傳感器。p1孔外置于大氣，p2孔檢測水槽內(nèi)負(fù)壓，壓差代表真空度。排風(fēng)機(jī)控制：排風(fēng)電機(jī)用變頻器控制速度，采用變頻器內(nèi)置pid控制器，變頻器面板給定作為真空度給定值，由傳感器mpx10檢測的實際真空度作為反饋量，完成真空度閉環(huán)控制，使各種影響真空度的干擾源包括在內(nèi)，自動完成真空度穩(wěn)定。真空度：本文指相對于大氣壓的.負(fù)壓程度，以百分比（%）表示。
3方案實施。
控制系統(tǒng)由壓力檢測與轉(zhuǎn)換、變頻器閉環(huán)控制組成。3.1壓差檢測與轉(zhuǎn)換如圖2所示，壓差檢測采用motorola壓阻型集成芯片mpx10，體積小，集成度高，線性度好，內(nèi)帶電橋平衡電路，實現(xiàn)溫度自動補償。技術(shù)數(shù)據(jù)：壓力范圍為0～10kpa，最大承壓范圍75kpa，靈敏度3.5mv/kpa，零壓偏差典型值20mv，工作電壓+5v（典型值3v）。p1孔外置于空氣，p2孔檢測水槽內(nèi)負(fù)壓，壓差代表真空度，經(jīng)mpx10轉(zhuǎn)換成差分電壓。mpx10的1、3腳為電源，2、4腳輸出差分電壓。轉(zhuǎn)換電路：采用差分式儀表放大器，3個電位器分別調(diào)整芯片工作點、放大比例、零位。零位調(diào)整使p1、p2都置于大氣時放大器輸出電壓為零。轉(zhuǎn)換電路把工作所需最大負(fù)壓轉(zhuǎn)換成+10v輸出。運算放大器為集成電路四運放lm324。3.2變頻器閉環(huán)控制系統(tǒng)使用變頻器內(nèi)置pid，給定真空度范圍1%～100%，由操作面板直接以數(shù)字設(shè)定；反饋0-+10v信號接入變頻器電壓模擬量輸入端，10v對應(yīng)最大負(fù)壓，量化為給定值100%。由于系統(tǒng)較簡單，變頻器內(nèi)置pid完全能夠達(dá)到要求，不必制作pid控制電路板。
4調(diào)試結(jié)果。
本文取材于對無錫信立文具用品公司橡塑筆桿制筆設(shè)備改造。（1）電路板調(diào)試：當(dāng)p1、p2均置于大氣壓時，調(diào)節(jié)rp1使mpx10差分輸出電壓為0；短接儀表放大器輸入端，調(diào)節(jié)rp3使儀表放大器輸出為0；電路板正常接線，變頻器開環(huán)控制，使真空度達(dá)到需要的最大時，調(diào)節(jié)rp2使電路板輸出為10v。（2）變頻器參數(shù)設(shè)置：設(shè)定為pid控制，面板百分比給定，模擬電壓輸入為反饋信號；v/f控制模式，負(fù)載為風(fēng)機(jī)水泵；pid參數(shù)，d參數(shù)設(shè)定為0，p參數(shù)影響超調(diào)量設(shè)置中等，i參數(shù)影響真空度穩(wěn)定性，適當(dāng)大些則穩(wěn)定度更好。按照上述設(shè)計，適當(dāng)調(diào)整變頻器pid參數(shù)，達(dá)到真空度控制要求，實際效果很好。由于使用內(nèi)置pid，真空度數(shù)字化更直觀。經(jīng)過改造的設(shè)備，調(diào)試與使用簡單直觀，真空度穩(wěn)定性好。
參考文獻(xiàn)：
傳感器的論文篇七
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)的第一個環(huán)節(jié)，其性能直接影響著整個測試系統(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，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、動態(tài)響應(yīng)快、測量精度高、使用簡單等優(yōu)點。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。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，它實質(zhì)是一個具有可變參數(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)點是可進(jìn)行動態(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：結(jié)構(gòu)簡單，傳感器無活動電觸點，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，這種傳感器能實現(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，不宜快速動態(tài)測控等缺點。
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)電動勢的一種傳感器，又稱電磁感應(yīng)式或電動力式傳感器。其工作原理是一個匝數(shù)為n的線圈，當(dāng)穿過它的磁通量變化時，線圈產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。磁通量的變化可通過多種方式來實現(xiàn)，如磁鐵與線圈做切割磁力線運動、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?，是利用某些物質(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工作面上進(jìn)行金屬蒸鍍，形成金屬膜，構(gòu)成兩個電極。當(dāng)晶片受壓力時，兩個極板上聚集數(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)點是能實現(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，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)、推動社會進(jìn)步方面起到重要的推動作用。相信未來，傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍。
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，主要研究方向為機(jī)械工程及自動化。
作者單位。
鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院河南省鄭州市450001。
傳感器的論文篇八
培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力的高素質(zhì)人才是21世紀(jì)中國高等教育的神圣使命。如何從應(yīng)試教育轉(zhuǎn)化到素質(zhì)教育，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)質(zhì)量，已成為今后的發(fā)展重點。對于機(jī)械專業(yè)本科生，應(yīng)該注重技術(shù)應(yīng)用能力與綜合素質(zhì)培養(yǎng)[13]。上海理工大學(xué)的機(jī)械專業(yè)歷史悠久，基礎(chǔ)雄厚，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化本科專業(yè)被評為國家教育部特色專業(yè)。為了培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計綜合能力，學(xué)院開設(shè)“機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計”這門課，教材采用自編書目?！皺C(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計”是根據(jù)設(shè)計要求，確定設(shè)計原理后形成工程技術(shù)圖樣的過程，是與產(chǎn)品設(shè)計和方案設(shè)計同等重要的機(jī)械設(shè)計的一個方面。結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容包括功能設(shè)計、質(zhì)量設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計，涉及機(jī)械制圖、力學(xué)、材料、機(jī)械原理、機(jī)械零件、公差與配合、機(jī)械制造工藝、數(shù)控技術(shù)等多門課程知識，是許多專業(yè)知識的綜合運用。學(xué)生修完這門課程，要求掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則和步驟，能夠獨立進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，在達(dá)到功能要求和質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，盡可能理解優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計的原理和方法[4]。
一、教學(xué)過程中學(xué)生存在的問題。
(一)設(shè)計基礎(chǔ)薄弱。
在“機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程講授之前，學(xué)生僅做過“機(jī)械設(shè)計”課程設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容是減速箱。該課程設(shè)計時間短，大多數(shù)學(xué)生基本是按照例圖進(jìn)行改進(jìn)，所以學(xué)生只是達(dá)到了“知其然，不知其所以然”的程度，沒有真正的有“設(shè)計者”角色的體會。因此，對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程、步驟和原則還沒有清晰的認(rèn)識。
(二)基礎(chǔ)技能欠扎實。
盡管學(xué)生已經(jīng)學(xué)過需要預(yù)修的課程，但很多學(xué)生是為了應(yīng)付考試，在學(xué)習(xí)“機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計”這門課程時，以前所學(xué)的專業(yè)知識已經(jīng)忘記大部分。另外，學(xué)過的知識在學(xué)生的腦海里是零碎的知識點，當(dāng)時還僅僅停留在理解的階段，離熟練應(yīng)用還有不小的差距。主要表現(xiàn)在：看圖能力不夠強(qiáng)、空間想象能力弱、工程制圖表達(dá)不清晰、對常用機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)件不熟悉、加工和裝配工藝不了解等。
二、采取的措施。
針對以上存在的問題，在介紹機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)涵、原則、步驟和要求之后，為了使學(xué)生對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計有一個全面的、直觀的認(rèn)識，先以ca6140車床作為實例講解，讓學(xué)生由淺入深，培養(yǎng)興趣，對比分析，啟發(fā)思維。從深入了解車床運動和結(jié)構(gòu)到完成課程設(shè)計，鍛煉其所學(xué)知識應(yīng)用能力，提高機(jī)械設(shè)計的綜合素質(zhì)[5]。
(一)案例教學(xué)。
1.從運動分析到運動設(shè)計。
在教學(xué)過程中，首先和學(xué)生一起分析ca6140車床的傳動系統(tǒng)，包括主傳動和進(jìn)給傳動。主運動見圖1。圖1(a)是傳動系統(tǒng)簡圖，(b)為正轉(zhuǎn)傳動結(jié)構(gòu)網(wǎng)。主運動理論有30級正轉(zhuǎn)和15級反轉(zhuǎn)，而實際只有24級正轉(zhuǎn)和12級反轉(zhuǎn)。分析了轉(zhuǎn)速的特點，ca6140輸出的轉(zhuǎn)速是以1.26為公比等比數(shù)列(見圖1(b)轉(zhuǎn)速列)。其次引入標(biāo)準(zhǔn)公比、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的概念，重點講解級比規(guī)律，以及設(shè)計出轉(zhuǎn)速既沒有重復(fù)又沒有遺漏的等比多級變速系統(tǒng)的方法，并通過實例和作業(yè)使學(xué)生掌握此部分內(nèi)容。由ca6140車床的主運動寫出結(jié)構(gòu)式，畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng)，可以看出是由于第三擴(kuò)大組不符合級比規(guī)律才出現(xiàn)了重復(fù)轉(zhuǎn)速，由理論的30級變?yōu)閷嶋H24級。最后分析了ca6140的進(jìn)給傳動系統(tǒng)，介紹了內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的概念和各種螺紋以及機(jī)動進(jìn)給的傳動路線。在傳動分析過程中，還結(jié)合ca6140車床，介紹了一些機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計中常用的'機(jī)械通用部件：離合器、基本變速組、換向裝置、制動裝置、保險裝置和操縱裝置等。這些通用裝置就好比是機(jī)械設(shè)計中的積木，在設(shè)計過程中可以借鑒和選用。
2.從結(jié)構(gòu)分析到結(jié)構(gòu)設(shè)計。
ca6140車床的結(jié)構(gòu)分析，主要集中在傳動箱和進(jìn)給箱上。在主軸箱結(jié)構(gòu)分析過程中，首先了解各個軸的空間布局，除了傳動軸支承和定位外，重點講解了輸入軸和車床主軸的結(jié)構(gòu)。輸入軸上分析了卸荷裝置、雙向摩擦離合器操縱裝置、制動裝置。在主軸結(jié)構(gòu)上，按照主軸要求—傳動方式—支承方式—軸承選擇與配置—主軸的材料和設(shè)計這一主線，使學(xué)生對精密旋轉(zhuǎn)部件結(jié)構(gòu)有了更深入的了解。在授課過程中，對每個結(jié)構(gòu)都進(jìn)行詳細(xì)講解，收集了大量同類型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，并以往屆學(xué)生的錯誤結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行分析并改正。在普通機(jī)床主軸常用到的圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承作為徑向支承，圖2是常用的此軸承的間隙調(diào)整結(jié)構(gòu)。圖2中所示的4種結(jié)構(gòu)，各有優(yōu)缺點。(a)結(jié)構(gòu)簡單，但調(diào)整量難控制；(b)調(diào)整方便，但工藝性差；(c)調(diào)整方便，但易壓偏；(d)調(diào)整量能精確控制。對4種結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析后，使學(xué)生深刻體會到結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)，在以后的設(shè)計中，根據(jù)使用要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。在進(jìn)給箱中，重點介紹了互鎖裝置和導(dǎo)向裝置，有多種運動可以帶動刀具進(jìn)給。為避免機(jī)床損壞，所以不僅要實現(xiàn)車螺紋和機(jī)動進(jìn)給運動的互鎖，而且要實現(xiàn)縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給運動的互鎖。在ca6140中，實現(xiàn)車螺紋和機(jī)動進(jìn)給互鎖是通過開合螺母結(jié)構(gòu)。開合螺母能夠閉合的前提是任何一種機(jī)動進(jìn)給運動都未接通，如果接通一種機(jī)動進(jìn)給，則開合螺母機(jī)構(gòu)無法操縱閉合?？v橫向進(jìn)給則通過限制操縱桿在十字槽中移動來實現(xiàn)互鎖。通過分析ca6140的互鎖結(jié)構(gòu)，引入了平行軸和交叉軸，兩種直線運動、兩種旋轉(zhuǎn)運動、旋轉(zhuǎn)運動和直線運動之間常用的機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)。另外，進(jìn)給箱在進(jìn)給運動的驅(qū)動下刀架沿導(dǎo)軌實現(xiàn)進(jìn)給；開合螺母的上下螺母在導(dǎo)軌的導(dǎo)向下實現(xiàn)開閉，由此引入導(dǎo)向裝置，也就是常用的導(dǎo)軌。接著進(jìn)一步介紹其分類、特點和數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌。最后，介紹了支承件的設(shè)計原則，在受力分析和靜剛度概念的基礎(chǔ)上，采用實例講解各類支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(二)實驗環(huán)節(jié)。
這門課還安排了8個學(xué)時的實驗，主要是增加對ca6140主軸箱、主軸、進(jìn)給箱等結(jié)構(gòu)的直觀認(rèn)識，配合理論教學(xué)。觀察實物ca6140型車床外形結(jié)構(gòu)，通過實驗達(dá)到以下目的：了解主運動傳動鏈的傳動路線，觀察各軸的空間位置；觀察雙向多片式摩擦離合器和閘帶式制動器的結(jié)構(gòu)，了解它們的調(diào)整方法及操縱機(jī)構(gòu)的作用原理；觀察六速單手柄操縱機(jī)構(gòu)是怎樣用一個手柄同時操縱兩個滑移齒輪塊，以獲得6種不同的傳動比；了解主軸前、后軸承間隙調(diào)整方法；了解車螺紋用換向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。
(三)課程設(shè)計。
1.設(shè)計任務(wù)。
設(shè)計一臺車床的主運動系統(tǒng)和其中一個操縱裝置，轉(zhuǎn)速范圍一定，轉(zhuǎn)速級數(shù)一定，最大加工直徑和電動機(jī)功率給定。在同一個班上，每個學(xué)生的題目都不相同，使學(xué)生能夠獨立思考完成。
2.設(shè)計計算。
在講授運動設(shè)計之后，課程設(shè)計的題目就發(fā)到每個學(xué)生的手上，這樣在課余時間，就將計算部分完成，同時也鞏固所學(xué)的內(nèi)容。
3.工程圖繪制。
在課程結(jié)束后，開始兩周時間的課程設(shè)計，學(xué)生基本都可以進(jìn)行到畫展開圖草圖程度。草圖畫完后，按照草圖尺寸進(jìn)行操縱機(jī)構(gòu)的計算和主軸的校核。接著完善展開圖，要求清晰表達(dá)轉(zhuǎn)動路線和各個轉(zhuǎn)動軸、主軸的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。另外還要畫一張剖視圖，要求表達(dá)各軸的空間位置，以及某個滑移變速齒輪的操縱機(jī)構(gòu)。最后一個環(huán)節(jié)是答辯，在學(xué)生講述后，老師指出圖紙上錯誤的地方，讓學(xué)生思考并訂正。
三、教學(xué)成效。
從以上論述可以看出，這門課程整體的教學(xué)線路為：介紹實例—引出問題—對比分析—通用的結(jié)構(gòu)和原則—設(shè)計實踐。通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生們在以下方面能力有所提高。(1)空間圖形思維方面。在課堂上學(xué)習(xí)ca6140的結(jié)構(gòu)，都是通過工程圖，而在實驗過程中，可以把工程圖和實物對照起來。通過多次鍛煉，提高了空間圖形的思維能力。(2)結(jié)構(gòu)和功能的結(jié)合。機(jī)械設(shè)計中，不同的設(shè)計者對機(jī)械系統(tǒng)的功能要求、使用條件以及工藝條件的理解上的差異造就了各自設(shè)計結(jié)果的多樣性。通過多種類似結(jié)構(gòu)的對比分析，認(rèn)識到每種多樣性的設(shè)計都會和特定的功能相對應(yīng)。(3)標(biāo)準(zhǔn)件。標(biāo)準(zhǔn)件是機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)，用好標(biāo)準(zhǔn)件，可以提高機(jī)械設(shè)計的效率。通過課程設(shè)計，學(xué)生們對標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)一步熟悉。(4)實踐能力和綜合素質(zhì)。通過實驗—授課—課程設(shè)計，經(jīng)歷了從實踐—認(rèn)識—再實踐的過程。
因此，學(xué)生對結(jié)構(gòu)的認(rèn)識進(jìn)一步深入，在認(rèn)識的指導(dǎo)下，實踐能力也得到了提高；另一方面，在這個過程中，學(xué)生把所學(xué)過的制圖、力學(xué)、材料、機(jī)械原理、機(jī)械零件、工藝等方面的知識加以運用，因此在機(jī)械方面的綜合素質(zhì)也得到了提高。以上可以看出，經(jīng)過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生初步形成了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的思維，具有一定的獨立設(shè)計的能力，為下一個夾具課程設(shè)計打下一定的基礎(chǔ)。
傳感器的論文篇九
根據(jù)上面的原理可知，基于stewart結(jié)構(gòu)的六維力傳感每一個支路如果只受到拉壓方向的力，則測量的結(jié)果將比較準(zhǔn)確，如果有耦合力進(jìn)入該支路傳感器，則由于耦合的影響，傳感器的精度會降低，并且耦合因素是降低傳感器精度的一個重要原因，因此，就需要設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)將耦合應(yīng)力影響降到最小，從而提高測量精度。本文在結(jié)構(gòu)解耦設(shè)計上，主要在2個方面進(jìn)行改進(jìn):一是盡量減少耦合力的引入;另一方面是盡量提高結(jié)構(gòu)的抗耦合能力。
1．1支路去耦結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。
傳感器維間耦合的產(chǎn)生是在主測量載荷作用時會伴隨著非測量方向載荷的干擾影響。根據(jù)stewart六維力傳感器的特點與工作原理，傳感器耦合形式主要是各支路傳感器會受到額外的彎曲和沿軸線的扭轉(zhuǎn)作用。對此，本文設(shè)計了一種支路傳感器去耦結(jié)構(gòu)可以很好地減小耦合扭曲、彎曲的影響。它由球頭球窩組件、十字槽鏈接桿部件等部分構(gòu)成，如圖2所示。設(shè)計思路如下:1)將傳統(tǒng)的球鉸面接觸改為錐頭球窩的點接觸，連接桿一端為錐狀半球型，套入在半球形的窩中，基本實現(xiàn)點接觸，這樣，在對傳感器施加力時，力比較集中，大大減小了雜散力的影響，提高了載荷傳遞的穩(wěn)定性，并且通過接觸面的減小降低了耦合影響。2)在連接桿上加工可等效為彈性鉸鏈的正交十字槽結(jié)構(gòu)，當(dāng)有彎曲力矩施加到支路傳感器上時，由于有彈性鉸鏈效應(yīng)，彎曲力矩的影響將會大大減小，使得力傳遞基本上按照設(shè)計的方向進(jìn)行，力的傳遞越集中，傳感器的精度就越高。
傳感器的論文篇十
多校區(qū)大學(xué)集權(quán)式教學(xué)組織運行模式，其優(yōu)點是管理職責(zé)分明、教學(xué)組織安排和規(guī)范統(tǒng)一、管理流程和標(biāo)準(zhǔn)一致；分權(quán)式教學(xué)組織運行模式的優(yōu)點是學(xué)院內(nèi)部組織運行靈活，學(xué)院內(nèi)部效率相對高；混合式教學(xué)組織運行模式的優(yōu)點是兩者優(yōu)點兼有。基于多校區(qū)大學(xué)的特點，三種模式的缺點是各校區(qū)因地域較遠(yuǎn)，易導(dǎo)致教學(xué)組織運行配合不協(xié)調(diào)、管理效率不高、教學(xué)資源重復(fù)配置、共享困難、教學(xué)管理效益差。由于其管理的復(fù)雜性，可能會有主校區(qū)和分校區(qū)學(xué)院在教學(xué)運行的某些環(huán)節(jié)上有差異，形成不同標(biāo)準(zhǔn)的兩套體系。
多校區(qū)大學(xué)的教學(xué)組織運行與單一校區(qū)大學(xué)相比較，實現(xiàn)資源共享，保證全校教學(xué)工作有序、同步、高效運行是面臨的最大挑戰(zhàn)。尤其是校區(qū)間距離較遠(yuǎn)的多校區(qū)大學(xué)，這些問題直接影響學(xué)校的教學(xué)管理效率和辦學(xué)效益。因此，結(jié)合教學(xué)管理理念搭建管理信息化平臺，通過信息化技術(shù)解決多校區(qū)大學(xué)管理中存在的問題顯得尤為重要。其必要性主要體現(xiàn)在四個方面：有利于減弱分割校區(qū)地域因素對學(xué)校的不利影響，實現(xiàn)教學(xué)管理工作通知及時、開展有序、同步；有利于規(guī)范多校區(qū)教學(xué)管理，在學(xué)校教學(xué)管理部門的統(tǒng)一要求下保證高質(zhì)量地運轉(zhuǎn)，使各項管理工作走向標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、制度化；[2]有利于學(xué)校教學(xué)資源有效管理，更大限度地實現(xiàn)教學(xué)資源共享和利用，提高辦學(xué)效益；[3]有利于適應(yīng)高等教育現(xiàn)代化，更好地實施高校學(xué)分制等教學(xué)改革，切實促進(jìn)多校區(qū)大學(xué)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。
北京聯(lián)合大學(xué)的教學(xué)組織運行模式改革。
北京聯(lián)合大學(xué)是北京市市屬綜合性大學(xué)，其前身是1978年建立的北京大學(xué)、清華大學(xué)等30多所大學(xué)的分校。經(jīng)過30多年的建設(shè)與發(fā)展，學(xué)校目前擁有13個校區(qū)、14所學(xué)院（其中6個法人學(xué)院），分布在北京的6個城區(qū)，形成了以小營校區(qū)為中心、集中與分散相結(jié)合的辦學(xué)布局，是研究多校區(qū)大學(xué)管理的典型案例。學(xué)校通過調(diào)整組織運行模式、再造教學(xué)管理流程、優(yōu)化教學(xué)管理團(tuán)隊和建立組織運行機(jī)制等措施促進(jìn)了教學(xué)組織運行的改革與創(chuàng)新。
1.調(diào)整組織運行模式。
組織結(jié)構(gòu)是靜態(tài)的流程，是研究組織運行模式的切入點。在學(xué)校進(jìn)行本科教學(xué)工作水平評估以前，教學(xué)組織運行模式偏向于分權(quán)式管理模式。法人學(xué)院的部分業(yè)務(wù)可以直接以學(xué)院的身份和上級教育管理部門進(jìn)行開展，教學(xué)進(jìn)程、教學(xué)管理過程文件等與學(xué)校有一定的差異；非法人學(xué)院也在很多業(yè)務(wù)進(jìn)程上不一致。調(diào)整后的教學(xué)組織運行模式偏重于集權(quán)、分權(quán)混合式管理模式，組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變化（見圖1）。通過明確管理職責(zé)，控制權(quán)限，各校區(qū)學(xué)院的教學(xué)組織運行工作在學(xué)校的統(tǒng)一管理之下教學(xué)組織安排和規(guī)范統(tǒng)一，在組織上保證了教學(xué)組織運行工作有序、同步。
2.再造教學(xué)管理流程。
多校區(qū)大學(xué)教學(xué)管理流程比單一校區(qū)要繁瑣和復(fù)雜，制約著管理效率，迫切需要對教學(xué)組織運行管理模式進(jìn)行改革與創(chuàng)新，進(jìn)行管理流程再造。借此充分發(fā)揮管理者的效能，提高組織的執(zhí)行力和創(chuàng)造力，使組織系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)間的運行變得協(xié)調(diào)流暢。
（1）流程變革。根據(jù)教學(xué)組織運行業(yè)務(wù)模塊功能定位，學(xué)校組織專門人員考察了優(yōu)秀多校區(qū)大學(xué)教學(xué)的組織管理流程；對本校各校區(qū)教學(xué)管理部門的組織結(jié)構(gòu)和工作流程進(jìn)行深入梳理，考慮并協(xié)調(diào)相關(guān)橫向業(yè)務(wù)流程，對原工作流程進(jìn)行診斷，提出滿足學(xué)校統(tǒng)一規(guī)范要求又體現(xiàn)各校區(qū)個性化特征的教學(xué)管理流程。
（2）組織變革。以實現(xiàn)有序、高效管理為目的，以流程為依據(jù)，對現(xiàn)有教學(xué)管理組織進(jìn)行功能分析，適時合并或增減組織部門。[4]組織設(shè)置既考慮一項工作在本部門的貫徹情況，又考慮如何協(xié)助相關(guān)部門順利實施這項工作，并注意減少各中間層次，從而減少流程混亂導(dǎo)致的工作需要反復(fù)協(xié)調(diào)、管理成本加大的問題。
3.優(yōu)化教學(xué)管理團(tuán)隊。
（1）統(tǒng)一服務(wù)的思想。用管理育人、服務(wù)育人的管理理念武裝教學(xué)管理部門工作人員，通過考察、培訓(xùn)等多種渠道，端正多校區(qū)各教學(xué)管理部門人員的工作態(tài)度、統(tǒng)一工作價值期望，提高其工作的積極性和主動性。
（2）建設(shè)信息化團(tuán)隊。對各校區(qū)教學(xué)管理部門的人員開展多方位的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，保證管理人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和水平。各校區(qū)選一名具有信息技術(shù)知識背景的人員為信息管理員，學(xué)校對其進(jìn)行培訓(xùn)和訓(xùn)練，讓其負(fù)責(zé)各校區(qū)教學(xué)信息化工作的推廣，并和學(xué)校信息化建設(shè)工作保持同步，保證各校區(qū)管理人員可以順利通過信息化手段開展工作。
4.建立組織運行機(jī)制。
學(xué)校通過調(diào)整組織運行模式、再造教學(xué)管理流程和優(yōu)化教學(xué)管理團(tuán)隊等工作的'不斷總結(jié)，建立既適應(yīng)多校區(qū)教學(xué)管理需要又體現(xiàn)實施學(xué)分制要求，同時兼顧信息化技術(shù)可實現(xiàn)的教學(xué)管理制度。通過制訂統(tǒng)一的教學(xué)運行管理、課程管理、學(xué)籍管理、教學(xué)質(zhì)量評價、畢業(yè)生管理、跨校區(qū)教學(xué)資源使用的績效評價機(jī)制和獎懲辦法等相關(guān)制度文件，建立教學(xué)組織運行機(jī)制。
傳感器的論文篇十一
對于電阻應(yīng)變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器”）來說，彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與相關(guān)尺寸對測力傳感器性能的影響極大。可以說，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關(guān)尺寸。如果測力傳感器的彈性體設(shè)計不合理，無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應(yīng)變片的品質(zhì)多好，測力傳感器都難以達(dá)到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設(shè)計過程中，對彈性體進(jìn)行合理的設(shè)計至關(guān)重要。
彈性體的設(shè)計基本屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的范圍，但因測力性能的需要，其結(jié)構(gòu)上與普通的機(jī)械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來，普通的機(jī)械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強(qiáng)度和剛度即可，對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴(yán)格要求。然而，對于彈性體來說，除了需要滿足機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應(yīng)變片部位（以下簡稱“貼片部位”）的應(yīng)力（應(yīng)變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；同時，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應(yīng)使貼片部位達(dá)到較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
由此可見，在彈性體的設(shè)計過程中必須滿足以下兩項要求：
（1）貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）應(yīng)與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；
（2）貼片部位應(yīng)具有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
為了滿足上述兩項要求，在測力傳感器的彈性體設(shè)計方面，經(jīng)常應(yīng)用“應(yīng)力集中”的設(shè)計原則，確保貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平較高，并與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，以提高所設(shè)計測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。
二、改善應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的“應(yīng)力集中”原則。
在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計過程中，通常認(rèn)為應(yīng)力（應(yīng)變）在零件或構(gòu)件上是規(guī)則分布的，如果零件或構(gòu)件的截面形狀不發(fā)生變化，不必考慮應(yīng)力（應(yīng)變）分布不規(guī)則的問題。其實，在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計中，對于應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的問題并非不予考慮，而是通過強(qiáng)度計算中的'安全系數(shù)將其包容在內(nèi)了。
對于測力傳感器來說，它是通過電阻應(yīng)變片測量彈性體上貼片部位的應(yīng)變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，實際上就是保證在測力傳感器受力時，彈性體上貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）要按照某一規(guī)律分布。在實際應(yīng)用中，對于彈性體貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的變化。
彈性體受力條件的變化是指當(dāng)彈性體受力的大小不變時，力的作用點發(fā)生變化或彈性體與其相鄰的加載構(gòu)件和承載構(gòu)件的接觸條件發(fā)生變化。如果在彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，未能考慮這一情況，就可能造成彈性體上應(yīng)力（應(yīng)變）分布的不規(guī)則變化。這方面最典型的實例是筒式測力傳感器（見圖1）。
當(dāng)筒式測力傳感器上、下端面均勻受力時，在彈性體貼片部位的整個圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布是均勻的。當(dāng)上、下兩個端面上受力情況發(fā)生變化后，力在兩個端面的作用情況不再是均勻分布的，這時彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布情況就難以預(yù)料了。如果筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比足夠大，彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）基本上還是均勻分布。但是，在實際應(yīng)用中，通常很少能為測力傳感器提供較大的安裝空間位置，因而筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比很難做到足夠大，彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）將不均勻分布，而且不均勻分布的情況隨彈性體受力情況的變化而改變。在這樣的條件下，彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力不能保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，將造成明顯的測力誤差。
為了減小由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差，有些傳感器設(shè)計者采取在筒式測力傳感器彈性體上增加貼片數(shù)量的方法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況測量出來。這樣的處理方法有一定的效果，可以減小彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動的方法，增加的貼片數(shù)量總是有限的，還是很難把彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況全部測量出來，測力誤差減小的程度不夠顯著。
由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差的實質(zhì)是彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布，如果能使彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）分布受到一定條件的約束，迫使貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）按照某一規(guī)律分布，因而使得彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，由此來減小因彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。
對于筒式測力傳感器來說，在承載強(qiáng)度足夠的條件下，如果將彈性體貼片部位圓周上不貼片的部位挖空（見圖2），使得應(yīng)力只能在未挖空的部位分布，大大改善了應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的情況?；蛘哒f，應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布僅僅限于未挖空的部位，并且其不規(guī)則分布的程度不會很大。因此，在未挖空的部位粘貼電阻應(yīng)變片，就能使測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。
上述處理方法實際上出于這樣一個原理：通過某種措施，使彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）集中分布在便于貼片檢測的部位，實現(xiàn)測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，以保證傳感器的測力精度。
作者曾用上述方法對筒式測力傳感器進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)前的普通筒式傳感器測力誤差大于1%f.s.，改進(jìn)后（局部挖空）的筒式傳感器測力誤差為0.1~0.3%f.s.，測力精度明顯提高。
若要測力傳感器達(dá)到較高的靈敏度，通常應(yīng)該使電阻應(yīng)變片有較高的應(yīng)變水平，即在彈性體上貼片部位應(yīng)該有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
實現(xiàn)彈性體上貼片部位達(dá)到較高應(yīng)力（應(yīng)變）水平有兩種常用的方法：
（1）整體減小彈性體的尺寸，全面提高彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）水平；
（2）在貼片部位附近對彈性體進(jìn)行局部削弱，使貼片部位局部應(yīng)力（應(yīng)變）水平提高，而彈性體其它部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平基本不變。
以上兩種方法都可以提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，但對彈性體整體性能而言，局部削弱彈性體的效果要遠(yuǎn)好于整體減小彈性體尺寸。因為局部削弱彈性體既能提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，又使得彈性體整體保持較高的強(qiáng)度和剛度，有利于提高傳感器的性能和使用效果。
局部削弱彈性體提高貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）水平的原理是：通過局部削弱彈性體，造成局部的應(yīng)力集中，使得應(yīng)力集中部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平明顯高于彈性體其它部位的應(yīng)力水平，將電阻應(yīng)變片粘貼于應(yīng)力集中部位，就可以測得較高的應(yīng)變水平。
局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中的方法在測力傳感器的設(shè)計中經(jīng)常被采用，尤其在梁式測力傳感器（如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器）的彈性體設(shè)計中被廣泛應(yīng)用。局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中方法應(yīng)用較為成功的當(dāng)數(shù)剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是通過檢測梁式彈性體上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）實現(xiàn)測力的，其彈性體的結(jié)構(gòu)如圖3所示（為了便于說明問題，這里僅以一簡支梁式的彈性體為例）。
由材料力學(xué)中有關(guān)梁的應(yīng)力分布知識可知，當(dāng)梁承受橫向（彎曲）載荷時，在梁的中性層處剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）最大。如果要檢測梁上的剪應(yīng)變，應(yīng)該在梁的中性層處貼片。為了提高貼片處的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）水平，可將彈性體兩側(cè)各挖一個盲孔（見圖3的2處），盲孔的中心應(yīng)在中性層處。電阻應(yīng)變片應(yīng)該粘貼在盲孔的底面上，即圖3中工字形斷面（a－a剖面）的腹板上。
對于梁形構(gòu)件來說，其彎曲強(qiáng)度是主要矛盾。在一個梁滿足彎曲強(qiáng)度的情況下，剪切強(qiáng)度一般裕量較大。當(dāng)在中性層附近挖盲孔后，該截面上腹板上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）明顯提高，然而該截面上的彎曲應(yīng)力提高很小。因此，剪切梁式彈性體應(yīng)用局部應(yīng)力集中方案后，被檢測的剪應(yīng)變大大提高，使該測力傳感器的靈敏度顯著提高，而對整個梁的彎曲強(qiáng)度影響很小，使整個梁保持了良好的強(qiáng)度和剛度。
四、小結(jié)。
在測力傳感器的設(shè)計過程中，如能自覺地按照上述兩種應(yīng)力集中的原則，對彈性體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，就能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。靈活、恰當(dāng)?shù)剡\用應(yīng)力集中的原則，對于設(shè)計和生產(chǎn)高性能的測力傳感器具有重要的實用意義。
參考文獻(xiàn)。
[1].劉鴻文主編，《材料力學(xué)》，高等教育出版社，1979年。
傳感器的論文篇十二
在熟知了小學(xué)體育教學(xué)的特點、意義、教學(xué)內(nèi)容編排設(shè)置規(guī)則后，如何具體實現(xiàn)體育教學(xué)方式的新穎化，就成為最為關(guān)鍵的問題。新課標(biāo)為小學(xué)整體教育水平提出了更為客觀實際的要求。因此，小學(xué)體育教學(xué)方式的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變無疑成為推動小學(xué)整體教育質(zhì)量的一股重要力量?？梢?，在小學(xué)體育教學(xué)過程中，要格外注意幾點，以促成體育教學(xué)水平的提升。
4.1讓學(xué)生懂得體育課的重要性。
小學(xué)體育課教師在進(jìn)行體育授課時，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識到體育課的重要性，明確體育課在他們未來學(xué)習(xí)工作中的作用，這樣學(xué)生才會對體育課有一個全新的思想認(rèn)識。同時，教師在呼吁學(xué)生重視體育教學(xué)的過程中，也要通過加強(qiáng)他們自信心的途徑來打消他們的心理壓力，使他們熱愛體育，不再對體育產(chǎn)生恐懼想法。這樣，學(xué)生才能安下心來，積極參加體育課，并發(fā)揮自己的個性，以一種較為輕松的學(xué)習(xí)心態(tài)投入體育教學(xué)，利于小學(xué)體育教學(xué)效果的實現(xiàn)。
4.2在全校范圍內(nèi)樹立生命安全教育意識。
小學(xué)生的年齡普遍不是很大，還處于一個“愛玩”的年齡，格外喜歡體育課。然而，這也為安全事故埋下了一定的隱患。因此，在體育教學(xué)過程中，老師要讓學(xué)生樹立生命安全意識。這樣，學(xué)生才會細(xì)心體會自己在游戲中的言行是否符合生命安全教育的要求。學(xué)生在心里樹立生命安全教育意識，才能真切懂得不安全因素及不適當(dāng)?shù)男袨榭赡軒Ыo自己的不良后果，才能時刻保持清醒的安全意識。
4.3嚴(yán)格抓好體育教學(xué)課堂的紀(jì)律性。
在體育教學(xué)過程中應(yīng)時刻牢記教育目標(biāo)，因此，培養(yǎng)學(xué)生在體育教學(xué)活動中的紀(jì)律意識顯得格外重要。在教學(xué)體育游戲時，老師要嚴(yán)格抓好教學(xué)紀(jì)律，提高學(xué)生的紀(jì)律性，使學(xué)生更好地自我約束，杜絕教學(xué)氣氛散漫的現(xiàn)象。比如在體育游戲分組后，各組應(yīng)當(dāng)在老師的指令下有秩序有步驟地進(jìn)行，此外，老師要秉持人文理念，對學(xué)生進(jìn)行思想教育，可以避免同學(xué)之間的不友好行為和身體傷害行為。
4.4完善各項體育教學(xué)設(shè)施。
體育教師在進(jìn)行體育游戲前應(yīng)當(dāng)對場地、器材進(jìn)行細(xì)致檢查，排除安全事故隱患，以生命第一、安全至上的宗旨開展；要根據(jù)游戲內(nèi)容重點做好針對性的準(zhǔn)備活動，要預(yù)先想到并考慮好采取針對性的預(yù)防?？傊?，要消除對學(xué)生生命安全不利的外部因素，把學(xué)生的生命安全放在首位。這樣，才能在新課標(biāo)指導(dǎo)下，對小學(xué)體育教學(xué)方式進(jìn)行創(chuàng)新。
5結(jié)語。
體育教學(xué)關(guān)系著青少年的身體素質(zhì)，有著非常重要的現(xiàn)實意義。而在新課標(biāo)形勢下，注重教學(xué)方式上的推陳出新，將會使體育教學(xué)的效果更加明顯，使體育教學(xué)目標(biāo)及時全面地實現(xiàn)。因此，老師在編排體育游戲時要時刻注重各項編排規(guī)則，通過體育教學(xué)培養(yǎng)并增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力。同時，老師在教學(xué)過程中要格外注意生命安全，使體育教學(xué)活動在小學(xué)教育中達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，為小學(xué)教育方式的創(chuàng)新帶來更大更多的驚喜。
傳感器的論文篇十三
1微型化（micro）。
為了能夠與信息時代信息量激增、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，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。
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)計向基于計算機(jī)輔助設(shè)計（cad）的模擬式工程化設(shè)計轉(zhuǎn)變，從而使設(shè)計者們能夠在較短的時間內(nèi)設(shè)計出低成本、高性能的新型系統(tǒng)，這種設(shè)計手段的巨大轉(zhuǎn)變在很大程度上推動著傳感器系統(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，如分布式實時探測、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。
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)行與計算機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。
通常情況下，一個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：
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，還能夠利用軟件實現(xiàn)非線性補償或其它更復(fù)雜的環(huán)境補償，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，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，它能夠借助其內(nèi)部檢測鏈路找出異?，F(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)行實時處理。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數(shù)字式通信接口，通過此接口可以直接與其所屬計算機(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，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。可以預(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，用單獨一個傳感器系統(tǒng)來同時實現(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，可以用來同時測量多種參數(shù)。譬如，可以將一個溫度探測器和一個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)行補償和校正。
（3）借助于同一個傳感器的不同效應(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）在不同的激勵條件下，同一個敏感元件將表現(xiàn)出來不同的特征。而在電壓、電流或溫度等激勵條件均不相同的情況下，由若干種敏感元件組成的一個多功能傳感器的特征可想而知將會是多么的`千差萬別！有時候簡直就相當(dāng)于是若干個不同的傳感器一樣，其多功能特征可謂名副其實。
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探測多種信號，微型數(shù)字式三端口傳感器可以同時采用熱敏元件、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)的無觸點皮膚敏感系統(tǒng)獲得了較大的成功，其無觸點超聲波傳感器、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)量則從幾個到數(shù)十個不等?？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)是將若干個獨特的薄膜式碳-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領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(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)作地實時監(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。從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”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)計技術(shù)、納米材料與技術(shù)、現(xiàn)代信息通訊技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等融合，以實現(xiàn)其微型化、集成化、多功能化及系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，特別是實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)特有的超低功耗系統(tǒng)設(shè)計。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、搶險救災(zāi)、防恐反恐、危險區(qū)域遠(yuǎn)程控制等許多領(lǐng)域都有重要的科研價值和巨大實用價值，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)計等，以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應(yīng)速度、動態(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，從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”。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，實驗系統(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)；在一部分傳感器因為遭破壞等原因失效時，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)的上述特點使得它具有重大軍事價值，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，從而及時發(fā)現(xiàn)敵軍的進(jìn)攻行動、爭取寶貴的應(yīng)對時間。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，從而及時排除險情或者減少損失。
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)境控制和危險報警提供依據(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)異常事件及時報警，自動啟動應(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)違章能及時報警和記錄[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)域有具有巨大的運用價值，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、個人電腦和其他日常用品同互聯(lián)網(wǎng)相連，實現(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，推動整個行業(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的所有領(lǐng)域。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個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，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，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。
傳感器的論文篇十四
為了實現(xiàn)不同會議室、不同會議終端之間的視音頻信號自由交互、不同品牌視頻終端和會議攝像機(jī)、多會議室設(shè)備集中控制、不同會議室的視頻畫面和音頻集中監(jiān)看、監(jiān)聽等功能,通過會議集中控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。本次會議集中控制系統(tǒng)設(shè)計包括:視頻會議室5個,視頻集中控制室1個,視頻會議終端品牌2種。
1總體目標(biāo)。
視頻系統(tǒng):各個會議室建設(shè)高分辨率(不低于1920*1280)的大屏顯示系統(tǒng)及攝像系統(tǒng),各會議室可同時參與遠(yuǎn)程視頻會議,顯示內(nèi)容平滑切換。集中控制系統(tǒng):每個會議室都集中到中央控制室集中控制,包括視頻信號的切換、音頻集中控制、攝像系統(tǒng)集中控制;將2個不同品牌的視頻終端軟件的通過pc機(jī)進(jìn)行銜接,實現(xiàn)終端設(shè)備的視音頻信號相互傳遞;各視頻會議室達(dá)到高清視頻會議標(biāo)準(zhǔn);實現(xiàn)各視頻會議室之間的視音頻信號交互,信號同步通訊;實現(xiàn)由集控室統(tǒng)一控制各會議室會議操作工作,可自由切換各會議室的視頻傳輸信號,音頻傳輸信號;實現(xiàn)會議室房間的音頻在本會場擴(kuò)音效果的同步;視音頻信號、網(wǎng)絡(luò)信號的互聯(lián)互通以及集中控制;各視頻會議室都可以召開主會場高清視頻會議,也可作為分會場參加召開的視頻會議;集控室可以對各視頻會議室的視音頻信號進(jìn)行監(jiān)看、監(jiān)聽。
2實現(xiàn)方案。
2.1頻系統(tǒng)。
在中央控制室配置一臺32x32的ypbpr的矩陣,各個會議室都配備一臺8x16的ypbpr的矩陣,以控制室為核心,采用樹型結(jié)構(gòu),接收各會議室視頻信號,并且能把任意信號發(fā)送到指定會議室。各個會議室會場內(nèi)前后各有一個攝像機(jī),通過各會議室8x16的ypbpr的矩陣把視頻信號傳送到控制室32x32矩陣,考慮ypbpr信號傳輸距離過遠(yuǎn)會有所衰減的問題,遠(yuǎn)距離的ypbpr信號均采用雙絞線傳輸?shù)姆绞?通過信號轉(zhuǎn)換來解決信號衰減問題。
2.2音頻系統(tǒng)。
音頻處理部分采用智能數(shù)字音頻處理器,每個會議室各放一臺,中央控制室放一臺,需通過一根超六類屏蔽雙絞線來傳輸音頻信號,減少信號衰減及資源浪費。各個會議室和中央控制室的連接方式為環(huán)狀。只要設(shè)備加電運行,中央控制室就能接收到各個會議室的`信號,并且能把音頻信號輸送到各個會議室。在音頻信號切換方面,中央控制室配備一臺24路模擬調(diào)音臺,滿足把8臺視頻終端的音頻輸入到調(diào)音臺,并且把音頻處理器傳輸過來的本地會場聲音通過控制室音頻處理器輸出到終端。另外還有本地的dvd,機(jī)頂盒,pc的音頻都輸入到調(diào)音臺,完成所有音頻信號的匯聚以及發(fā)送。
2.3攝像機(jī)控制系統(tǒng)。
視頻控制方面:根據(jù)各個會議室的攝像機(jī)品牌比較繁多的問題,采用一臺多協(xié)議的攝像機(jī)控制器,能針對不同攝像機(jī)設(shè)定不同的控制協(xié)議,實現(xiàn)一個控制器能控制多個不同品牌攝像機(jī)的需求,例如對rs232和rs485的控制協(xié)議的攝像機(jī)進(jìn)行控制。視頻切換:各個會議室8x16的ypbpr視頻矩陣都具備rs232控制功能,在中央控制室配備一臺中央控制器,具備多個rs232,rs485,紅外及io等端口。中央控制器直接與控制室一臺專用pc機(jī)同屬一個網(wǎng)段,通過在pc機(jī)上運行專門定制的高度集成控制軟件,來實現(xiàn)各個會議室及控制室視頻信號的無縫切換。視頻顯示:各個會議室都配備視頻顯示設(shè)備,dlp大屏的顯示模式及信號的選擇都由控制軟件實現(xiàn)。dlp大屏及電視都是通過紅外控制開關(guān),投影儀是通過rs232控制開關(guān)。音頻控制:各個會議室的數(shù)字音頻處理器都可以遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問,可以實時的監(jiān)測各個會場的聲音大小有無。
通過控制室的調(diào)音臺可以實現(xiàn)各個會議室之間以及會議室與遠(yuǎn)端的音頻切換。其它設(shè)備控制:各個會議室都有設(shè)備間,配備標(biāo)準(zhǔn)19寸機(jī)柜,為解決設(shè)備開關(guān)問題,各個會議室機(jī)柜內(nèi)部都配備針對220v強(qiáng)電的遠(yuǎn)程控制開關(guān)。中央控制室配備一臺可遠(yuǎn)程控制的電源時序器,通過控制軟件就可以控制各個會議室設(shè)備以及燈光的開關(guān)。按照設(shè)定的不同模式,根據(jù)會場是否是主會場或者分會場來一鍵開啟會場,設(shè)定好燈光效果,所使用的攝像機(jī),是否開啟顯示設(shè)備。通過該會議集中控制系統(tǒng)實現(xiàn)了一鍵開會,一鍵閉會,5個會議室任意一個為主會場,其他會議室都可作為分會場參加會議。5個會議室也可以同時召開主會場會議互不影響。其它會議集中控制系統(tǒng)可以參考該方案,根據(jù)實際情況靈活配置音頻和視頻矩陣等設(shè)備,實現(xiàn)會議的集中控制。
傳感器的論文篇十五
系統(tǒng)核心處理模塊基于cc2530開發(fā)設(shè)計，選用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有容量大、低成本和低功耗等特點，且相鄰兩個節(jié)點傳輸距離可達(dá)10～150m，完全滿足溫室內(nèi)無線調(diào)光系統(tǒng)設(shè)計需求。其中，主控節(jié)點實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、環(huán)境信息采集、數(shù)據(jù)處理分析、人機(jī)交互及調(diào)光命令下發(fā)等功能;驅(qū)動節(jié)點主要實現(xiàn)控制命令接收、數(shù)據(jù)解析及調(diào)光數(shù)據(jù)輸出等功能;植物led執(zhí)行器實現(xiàn)led燈組調(diào)控及亮度輸出。主控節(jié)點采用全功能設(shè)備ffd(fullfunctionde-vice)，具備網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)功能，可聯(lián)結(jié)其他ffd或精簡功能設(shè)備(rfd)，組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可雙向傳輸信息，具有協(xié)調(diào)作用;同時，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，主控節(jié)點具有控制功能。電路設(shè)計增加環(huán)境光照與溫度信息采集模塊、人機(jī)交互模塊(即液晶顯示及按鍵)、工作指示燈、時鐘模塊以及復(fù)位模塊，分別完成數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互和復(fù)位等控制功能。驅(qū)動節(jié)點采用簡化功能設(shè)備rfd(reducedfunc-tiondevice)與主控節(jié)點進(jìn)行信息傳輸，同時完成控制命令輸出;植物led執(zhí)行器基于植物光合作用分析，選用中心波長為660nm、半波帶寬度為40nm的紅光led，以及中心波長為450nm、半波帶寬度為40nm的藍(lán)光led兩種特定波段led作為光源，可根據(jù)驅(qū)動節(jié)點輸出不同的調(diào)光命令，實現(xiàn)不同配光比的光環(huán)境調(diào)節(jié)。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計。
2．1主控節(jié)點結(jié)構(gòu)及硬件設(shè)計。
主控節(jié)點主要負(fù)責(zé)構(gòu)建及啟動網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選擇、當(dāng)前環(huán)境信息監(jiān)測、控制方式選擇、計算調(diào)光值、調(diào)光命令下發(fā)、人機(jī)交互等功能，包括電源模塊、核心處理模塊、無線模塊。
2．1．1核心處理模塊。
系統(tǒng)選用cc2530作為中央處理器，內(nèi)含高性能低功耗8051微控制器，工作電壓3．3v，外設(shè)21個i/o口。其中，p1．0接入系統(tǒng)正常工作信號led指示燈;p0．1接入手動按鈕;人機(jī)交互模塊電路為液晶分別與p0．0，p1．2，p1．5和p1．6連接，按鍵與p0．6和p2．0口連接;p0．2，p0．4，p0．5與時鐘芯片ds1302相連;p1．4口與溫度傳感器連接，p1．1和p1．3口與光照傳感器相連。具體電路根據(jù)cc2530芯片手冊設(shè)計開發(fā)，降低了開發(fā)難度。
2．1．2人機(jī)交互模塊。
系統(tǒng)選用db12864－16c作為液晶顯示，采用普通復(fù)位按鍵作為設(shè)備按鍵，在滿足系統(tǒng)工作要求的條件下，為節(jié)省i/o口使用，液晶與cc2530連接采用串行spi方式進(jìn)行通信，按鍵電路利用sn74hc32或門和lm358運放共同實現(xiàn)。具體電路根據(jù)spi方式及運放典型電路開發(fā)設(shè)計。
2．1．3其他模塊。
電源模塊采用5v適配器為主控節(jié)點供電。電源輸入后，經(jīng)過降壓芯片asm－1117典型電路為系統(tǒng)提供3．3v直流電壓。數(shù)據(jù)采集模塊包括環(huán)境溫度采集和光照采集兩種。其中，溫度采集選用ds18b20作為溫度傳感器和isl29010作為光照傳感器，通過在光照傳感器上覆蓋紅藍(lán)光濾光片以及軟件修正，實現(xiàn)對光合作用有效波段監(jiān)測。時鐘模塊根據(jù)ds1302芯片手冊中典型電路設(shè)計，可實現(xiàn)系統(tǒng)時間設(shè)制以及定時控制功能。同時，為滿足系統(tǒng)后期擴(kuò)展需求，將剩余i/o口作為備用擴(kuò)展口使用，以提高系統(tǒng)實際應(yīng)用及二次開發(fā)能力。
2．2驅(qū)動節(jié)點及植物led執(zhí)行器設(shè)計。
驅(qū)動節(jié)點屬于精簡功能設(shè)備，只完成調(diào)光控制命令接收與信號輸出功能，可減少外圍電路設(shè)計，降低了智能調(diào)光系統(tǒng)的成本。驅(qū)動節(jié)點包括核心處理模塊、無線接收模塊、電源模塊和繼電器模塊。具體電路為:p1．0連接紅光led驅(qū)動電路，p1．1連接藍(lán)光led驅(qū)動電路，p1．5連接紅光信號繼電器，p1．6連接藍(lán)光信號繼電器。led執(zhí)行器包括驅(qū)動模塊及紅藍(lán)光led燈組，由24v電源供電。驅(qū)動模塊選擇pt4115驅(qū)動芯片，是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的`降壓恒流源，可用于驅(qū)動一顆或多顆led串聯(lián)。led燈組根據(jù)植物生長所需光環(huán)境由若干紅藍(lán)光led按比例組成。
3系統(tǒng)軟件設(shè)計。
本系統(tǒng)以iar為軟件開發(fā)平臺，可以直接對zig-bee協(xié)議棧進(jìn)行開發(fā)移植，生成高效可靠的可執(zhí)行代碼，并對代碼進(jìn)行調(diào)試。代碼采用c語言開發(fā)，不僅有利于軟件代碼的可讀性，而且能夠滿足對硬件功能的調(diào)試和控制，大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期。系統(tǒng)軟件主要包括節(jié)點間數(shù)據(jù)傳輸和節(jié)點功能軟件兩個部分。節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸過程:首先，通過主控節(jié)點進(jìn)行信道掃描，選擇合適的信道組建網(wǎng)絡(luò)。在ieeee802．15．4協(xié)議中，將2．4g頻段劃分16個信道，編號為11－26。本系統(tǒng)選擇默認(rèn)值11信道。構(gòu)建成功后，驅(qū)動節(jié)點以直接方式加入網(wǎng)絡(luò)，即驅(qū)動節(jié)點作為主控節(jié)點的子節(jié)點，由主控節(jié)點向驅(qū)動節(jié)點發(fā)送，作為其子設(shè)備命令。主控節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中起協(xié)調(diào)器作用，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。為確保系統(tǒng)安全可靠工作，系統(tǒng)采用分布式分配機(jī)制為每個節(jié)點分配自己的地址，主控節(jié)點在組網(wǎng)以后使用0x0000作為自己的短地址，在驅(qū)動執(zhí)行節(jié)點加入系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)后，由主控設(shè)備隨機(jī)分配一個不重復(fù)的16位短地址作為自己唯一的地址來進(jìn)行通訊。主控節(jié)點控制軟件包括兩類傳感器解析函數(shù)、計算決策程序、參數(shù)設(shè)定程序、液晶顯示程序和時鐘程序等子程序;驅(qū)動節(jié)點作為終端節(jié)點，在完成調(diào)光控制命令接收后，將控制信號輸出給繼電器和驅(qū)動電路;led執(zhí)行器根據(jù)調(diào)光控制命令實時調(diào)節(jié)紅藍(lán)光led燈組狀態(tài)，實現(xiàn)溫室光環(huán)境的多種方式以及無線控制。
4運行結(jié)果。
本設(shè)備已通過實驗測試，并應(yīng)用于西北農(nóng)林科技大學(xué)某實驗基地。試驗證明，系統(tǒng)可根據(jù)用戶實際需要實現(xiàn)手動控制、定時控制、閾值控制以及定量控制等多種控制方式調(diào)光，且所有控制命令均可采用無線傳輸方式進(jìn)行準(zhǔn)確傳輸。其中，在閾值控制方式下，主控節(jié)點可完成溫室實時溫度、紅藍(lán)光光強(qiáng)等環(huán)境因子檢測，并基于光合作用機(jī)理精確決策溫室作物實際需光量;驅(qū)動節(jié)點可穩(wěn)定接收實際調(diào)光數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確輸出給驅(qū)動電路和繼電器，led執(zhí)行器可根據(jù)控制命令準(zhǔn)確調(diào)節(jié)led燈組輸出狀態(tài)。
5結(jié)論。
（1）本文設(shè)計了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施農(nóng)業(yè)調(diào)光系統(tǒng)，可通過用戶實際需求選擇多種控制方式對溫室作物光環(huán)境進(jìn)行無線調(diào)控。其中，閾值控制方式綜合考慮作物光合作用影響因素，根據(jù)溫室溫度、紅藍(lán)光光強(qiáng)等環(huán)境因子精確計算作物實際需光量，實現(xiàn)了溫室光環(huán)境的實時按需調(diào)節(jié)。
（2）系統(tǒng)結(jié)合溫室實際生產(chǎn)條件，采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸調(diào)光命令，有效降低了系統(tǒng)部署難度與維護(hù)成本;采用新一代led光源，減少了生產(chǎn)成本，節(jié)約了能源。
（3）經(jīng)過實際部署和運行證明，系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確性高、部署簡單和能耗少等優(yōu)點。
傳感器的論文篇十六
傳感器應(yīng)用極其廣泛，而且種類繁多，涉及的學(xué)科也很多，通過對傳感器的學(xué)習(xí)讓我基本了解了傳感器的基本概念及傳感器的靜、動態(tài)特性電阻式、電容式、電感式、壓電式、熱電式、磁敏式、光電式傳感器與光纖傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用。傳感器的特性主要是指輸出入輸入之間的關(guān)系。當(dāng)輸入量為常量或變化很慢時，其關(guān)系為靜態(tài)特性。當(dāng)輸入量隨時間變換較快時，其關(guān)系為動態(tài)特性。
前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。
傳感器的作用主要是感受和響應(yīng)規(guī)定的被測量，并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成有用輸出，特別是完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換。傳感器的組成并無嚴(yán)格的規(guī)定。一般說來，可以把傳感器看做由敏感元件（有時又稱為預(yù)變換器）和變換元件（有時又稱為變換器）兩部分組成，。
敏感元件。
在具體實現(xiàn)非電量到電量的變換時，并非所有的非電量都能利用現(xiàn)有的技術(shù)手段直接變換為電量，有些必須進(jìn)行預(yù)變換，即先將待測的非電量變?yōu)橐子谵D(zhuǎn)換成電量的另一種非電量。這種能完成預(yù)變換的器件稱為敏感元件。
變換器。
能將感受到的非電量變換為電量的器件稱為變換器，例如，可以將位移量直接變換為電容、電阻及電感的電容變換器、電阻變換器及電感變換器，能直接把溫度變換為電勢的熱電偶變換器。顯然，變換器是傳感器不可缺少的重要組成部分。
在實際情況中，由于有一些敏感元件直接就可以輸出變換后的電信號，而一些傳感器又不包括敏感元件在內(nèi)，因此常常無法將敏感元件與變換器加以嚴(yán)格區(qū)別。
通過本學(xué)期的學(xué)習(xí)讓我了解在實際使用中對傳感器的選擇的要。
求如下：1、根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型。
要進(jìn)行—個具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定.因為,即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大小;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,國產(chǎn)還是進(jìn)口,價格能否承受,還是自行研制.
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指針.
2、靈敏度的選擇。
量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大,有利于信號處理.但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度.因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡員減少從外界引入的廠擾信號.
傳感器的靈敏度是有方向性的.當(dāng)被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好.
3、頻率響應(yīng)特性。
傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時間越短越好.
傳感器的頻率響應(yīng)高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低.
在動態(tài)測量中,應(yīng)根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過火的誤差.
4、線性范圍。
傳感器的論文篇十七
[4]許榮榮.光纖環(huán)形腔光譜技術(shù)與傳感應(yīng)用的研究[d].華中科技大學(xué)。
[5]張磊.基于光子晶體光纖非線性效應(yīng)的超寬帶可調(diào)諧光源[d].清華大學(xué)。
[9]許艷.基于飛秒光頻梳的絕對距離測量技術(shù)研究[d].華中科技大學(xué)2012。
[10]單模光纖高速拉絲工藝與光纖性能研究[d].華中科技大學(xué)2009。
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[13]張雅婷.基于光子晶體光纖的表面等離子體傳感技術(shù)研究[d].華中科技大學(xué)。
[16]吳廣生.無源光網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)絡(luò)復(fù)合接入技術(shù)研究[d].華中科技大學(xué)2009。
[18]張利.以太無源光網(wǎng)絡(luò)安全性與增強(qiáng)技術(shù)研究[d].華中科技大學(xué)2009。
[21]孫琪真.分布式光纖傳感與信息處理技術(shù)的研究及應(yīng)用[d].華中科技大學(xué)。
傳感器的論文篇一
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現(xiàn)自動控制。光電傳感器本身具有反應(yīng)快、精度高、可靠性高等優(yōu)點，而且其在測量速度方面較快，所以在自動測量領(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埽怆姳对龉艿裙鈱W(xué)效應(yīng)的外部光電效應(yīng)是指光對下一個對象造成影響時，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，以某種方式與價帶電子提供能量，它可以被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成一個載體，增加的方式的導(dǎo)電性時，光對于入射光的能量的激勵。例如，價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，從而留下一個介質(zhì)孔當(dāng)中的價帶，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，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，然后通過計算機(jī)處理，以完成的條形碼信息的識別。
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光電探測器在緯紗織機(jī)用檢測器，以確定是否斷裂時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)閉報警。
因為緯紗非常薄，并向前擺動，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。
一些廣泛運用的光電傳感器仍等著我們?nèi)パ芯浚ヌ剿?，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調(diào)整到舒適的溫度的身體，當(dāng)溫度過高或過低時，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.自動檢測與傳感器應(yīng)用[m].中國勞動社會保障出版社.
傳感器的論文篇二
(2)傳感器的性能。
選用傳感器時，要考慮傳感器的下述性能，即精度，穩(wěn)定性，響應(yīng)速度，模擬信號或者數(shù)字信號，輸出量及其電平，被測對象特性的影響，校準(zhǔn)周期，過輸人保護(hù)。
(3)傳感器的使用條件。
傳感器的使用條件即為設(shè)置的場所，環(huán)境(濕度、溫度、振動等)，測量的時間，與顯示器之間的信號傳輸距離，與外設(shè)的連接方式，供電電源容量。
傳感器的論文篇三
摘要：當(dāng)代社會,電氣自動化控制中最不可或缺的一項技術(shù)就是plc技術(shù),它的應(yīng)用十分廣泛。傳統(tǒng)的電氣自動化控制系統(tǒng)有著很大的缺陷,而且消耗大量的人力物力,最大的缺陷是不能保證質(zhì)量。所以,現(xiàn)在我們把plc應(yīng)用到了電氣自動化控制中。plc技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用,是在微軟處理器的基礎(chǔ)上,再加上當(dāng)今的計算機(jī)技術(shù)以及自動控制技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。。本文主要探究在電氣自動化控制中plc的應(yīng)用。
1plc的原理及特點。
plc組成結(jié)構(gòu)如下，其原理可以大致的分為三個階段：首先是輸入采樣階段。在這一階段，plc通過掃描的方式依次的讀取輸入數(shù)據(jù)及狀態(tài)，并將其存儲與i/o映像區(qū)的相應(yīng)單元。輸入完畢就可以進(jìn)入后續(xù)的用戶程序執(zhí)行階段，這一階段plc通過由上而下的順序?qū)τ脩舻某绦蜻M(jìn)行掃描，對于每一條梯形圖，掃描的順序總是遵循著先左后右以及先上后下的順序進(jìn)行邏輯運算，并根據(jù)運算的結(jié)果刷新邏輯線圈在系統(tǒng)中的對應(yīng)狀態(tài)。最后是輸出刷新階段，在這一階段，cpu會按照i/o映像區(qū)中的數(shù)據(jù)及狀態(tài)刷新所有的輸出鎖存電路并輸出到電路驅(qū)動的相關(guān)外圓設(shè)備。
plc具有以下明顯的特點：可靠性強(qiáng)。plc具有極強(qiáng)的抗干擾能力，相比傳統(tǒng)繼電器技術(shù)更加適合于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境;反應(yīng)快。由于plc中將傳統(tǒng)的機(jī)械觸電繼電器替換為內(nèi)部自定義的輔助繼電器，同時也取消了連接導(dǎo)線，而使用內(nèi)部邏輯關(guān)系代替，為此就可以忽略其節(jié)點變位時間，不必考慮傳統(tǒng)繼電器的返回系數(shù);操作簡單。此項控制技術(shù)通過使用簡單的指令形式、直觀的簡單程序?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場的操作，避免了由于操作人員參差不齊的電氣技術(shù)帶來的問題。
2plc在電力系統(tǒng)中的主要應(yīng)用。
2.1開關(guān)量控制。
(1)斷路器控制與plc的應(yīng)用。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中主要的使用電磁繼電器作為主要的控制器，但是由于這種器件中大量的使用電磁原件，而其自身存在的大量觸點就直接的降低了所構(gòu)成系統(tǒng)的可靠性，同時也由于接線的復(fù)雜性以及后續(xù)維修的困難性，致使近年來開始大量的使用plc。
(2)自動切換。供電質(zhì)量的重要指標(biāo)是供電的可靠性，很早之前的供電企業(yè)為了加強(qiáng)供電的可靠性就設(shè)置了備用電源。只是最初進(jìn)行的供回電線路的操作是由手動實現(xiàn)的，但這間隔的幾秒鐘時間就可以使得供電要求較高的用戶蒙受很大的損失。為此，基于提升供電可靠到性的要求，plc構(gòu)成的備用電源自動投入裝置開始應(yīng)用于實際。這一裝置通過編程來使用各種運行方式，并將采集到的一次設(shè)備的正常運行信號作為后備電源關(guān)閉或者啟動的根據(jù)。由于這一系統(tǒng)具備邏輯判斷以及數(shù)據(jù)處理功能，為此不僅可以實現(xiàn)備用電源的自動投切，同時可以在綜合考慮系統(tǒng)運行狀況以及其它操作。
2.2順序控制。
在火力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部，作為輔助系統(tǒng)的工藝流程一般可以分為開關(guān)量的控制與順序控制兩大類。隨著近年來我國資源的緊張以及環(huán)境問題的惡化，傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)逐漸地被plc控制系統(tǒng)所控制，以達(dá)到提升企業(yè)輔助車間的自動化水平。尤其是最新的plc系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)單獨工藝的流程控制，而且還可以通過通信總線與信息模塊的連接實現(xiàn)全廠工作的控制。
上面概述了plc的主要功能后，這里主要針對于plc在礦井提升機(jī)中的具體應(yīng)用進(jìn)行論述。
礦井提升機(jī)作為一種大型的絞車，是煤礦開采行業(yè)的重要設(shè)備。plc在礦井提升機(jī)的應(yīng)用極大的'提升了提升機(jī)的工作效率，而提升機(jī)的主要調(diào)速控制是通過變頻plc進(jìn)行的。其具體的應(yīng)用如下：當(dāng)操作人員聽到開車信號時按下開車按鈕，此時plc控制將ac380v電流接入變頻器。當(dāng)提升機(jī)開始運行時，首先要對電機(jī)施加直流制動，然后再松開機(jī)械抱閘，以達(dá)到防止溜車的目的。提升機(jī)在運行過程中的速度變化曲線可以通過對plc變成進(jìn)行產(chǎn)生，然后將經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換的信號由模擬量輸出口輸出以實現(xiàn)對于變頻器的控制。實際的使用也可以根據(jù)實際工況選擇人工控制提升機(jī)速度。
同時在旋轉(zhuǎn)編碼器的輔助下，極大的方便了檢測提升機(jī)的速度以及位置。首先編碼器將檢測到的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳遞給plc，然后plc就可以根據(jù)得到的這一信號累計計算提升機(jī)的速度及行走距離，此時監(jiān)視器上就會相應(yīng)的顯示出提升機(jī)的速度以及位置。井口還設(shè)置了液壓站，其作用類似于電磁抱閘，可用于重車靜止時的制動。重車制動是在plc以及變頻器的控制下實現(xiàn)的，先通過液壓站給卷筒施加機(jī)械制動力，然后取消直流制動力。
變/工頻切換和聲光報警電路。這種輔助電路的設(shè)計方案是將報警裝置設(shè)置在變頻器端：當(dāng)plc的q3.1，q3.2的輸出開關(guān)量為“1”時，相應(yīng)的q3.3的輸出開關(guān)量為“0”，此時接觸器km2就會發(fā)生動作，將電動機(jī)接到變頻器的輸出端。當(dāng)km2發(fā)生動作后，相應(yīng)的km1也發(fā)生動作，即將工頻電源與變頻器的輸出端連接以啟動電機(jī)。與此同時，與接觸器km3線圈控制電路連接的接觸器km2的常閉觸點斷開，以達(dá)到接觸器km3不接通的狀態(tài)，以保證整個系統(tǒng)處于工頻運行狀態(tài)。
當(dāng)變頻器在運行的過程中發(fā)生故障而跳閘，此時的變頻器的“nc-com”觸點就會斷開，導(dǎo)致km1以及km2線圈均失電，其主觸點就會切斷變頻器與電機(jī)、電源之間的連接。與此同時“no-com”觸點也會相應(yīng)的閉合，從而導(dǎo)致警報揚聲器ha以及報警等hl進(jìn)行聲光報警。plc內(nèi)部的時間繼電器也會得電，并在一定的延時后閉合，從而使得q3.3的輸出為“1”并保持，使得電機(jī)的運行狀態(tài)進(jìn)入工頻運行狀態(tài)。
此外plc在中央空調(diào)、公交系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)以及在泵類電機(jī)中都有著廣泛的應(yīng)用。
3plc發(fā)展趨勢。
不斷加強(qiáng)plc的抗干擾能力。盡管plc控制系統(tǒng)具有很好的抗干擾能力，但是對于一些電磁干擾過于強(qiáng)烈或者是生產(chǎn)環(huán)境極為惡劣的情況也會致使plc控制系統(tǒng)的控制失誤或者運算失誤，從而導(dǎo)致正常的生產(chǎn)運行受到干擾。為此，在今后的一段時間內(nèi)，不斷研發(fā)具備更高抗干擾能力的plc系統(tǒng)，不斷的提升其在設(shè)計、安裝以及使用中的性能。
網(wǎng)絡(luò)化以及數(shù)字化。目前在火電系統(tǒng)中，dcs技術(shù)逐漸的普及并逐步成熟，只是近幾年的發(fā)展較為緩慢，而plc作為發(fā)展迅速的技術(shù)，使得二者在發(fā)展的過程中相互吸收、利用，并逐漸發(fā)展成為新的控制系統(tǒng)—fcs系統(tǒng)。這一系統(tǒng)即有原來系統(tǒng)的優(yōu)勢，同時也具備了工業(yè)自動化的、智能化、數(shù)字化的特點，因此在近年來的火電廠發(fā)展中得到廣泛的應(yīng)用。
結(jié)語。
鑒于未來多種行業(yè)的生產(chǎn)過程具有不同的控制需要，為此plc控制系統(tǒng)需要不斷開發(fā)新的產(chǎn)品，使得產(chǎn)品的規(guī)格更為齊全、性能更加優(yōu)異，不斷促進(jìn)自動化控制網(wǎng)絡(luò)、國際通用網(wǎng)絡(luò)以及人類電氣化的發(fā)展。我們相信在未來的幾年，plc會有更大的發(fā)展，不僅產(chǎn)品種類更加豐富、規(guī)格更加齊全，并且全新的人機(jī)界面也會使得這一技術(shù)更好的適應(yīng)工業(yè)控制場合的需要。
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傳感器的論文篇四
摘要：文中介紹了在測力傳感器的設(shè)計過程中經(jīng)常運用的兩種應(yīng)力集中的設(shè)計原則。按照這兩種應(yīng)力集中的原則，對彈性體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。
一、概述。
對于電阻應(yīng)變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器”）來說，彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與相關(guān)尺寸對測力傳感器性能的影響極大?？梢哉f，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關(guān)尺寸。如果測力傳感器的彈性體設(shè)計不合理，無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應(yīng)變片的品質(zhì)多好，測力傳感器都難以達(dá)到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設(shè)計過程中，對彈性體進(jìn)行合理的設(shè)計至關(guān)重要。
彈性體的設(shè)計基本屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的范圍，但因測力性能的需要，其結(jié)構(gòu)上與普通的機(jī)械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來，普通的機(jī)械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強(qiáng)度和剛度即可，對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴(yán)格要求。然而，對于彈性體來說，除了需要滿足機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應(yīng)變片部位（以下簡稱“貼片部位”）的應(yīng)力（應(yīng)變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；同時，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應(yīng)使貼片部位達(dá)到較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
由此可見，在彈性體的設(shè)計過程中必須滿足以下兩項要求：
（1）貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）應(yīng)與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；
（2）貼片部位應(yīng)具有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
為了滿足上述兩項要求，在測力傳感器的彈性體設(shè)計方面，經(jīng)常應(yīng)用“應(yīng)力集中”的設(shè)計原則，確保貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平較高，并與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，以提高所設(shè)計測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。
二、改善應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的“應(yīng)力集中”原則。
在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計過程中，通常認(rèn)為應(yīng)力（應(yīng)變）在零件或構(gòu)件上是規(guī)則分布的，如果零件或構(gòu)件的截面形狀不發(fā)生變化，不必考慮應(yīng)力（應(yīng)變）分布不規(guī)則的問題。其實，在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計中，對于應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的問題并非不予考慮，而是通過強(qiáng)度計算中的安全系數(shù)將其包容在內(nèi)了。
對于測力傳感器來說，它是通過電阻應(yīng)變片測量彈性體上貼片部位的應(yīng)變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，實際上就是保證在測力傳感器受力時，彈性體上貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）要按照某一規(guī)律分布。在實際應(yīng)用中，對于彈性體貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的.變化。
彈性體受力條件的變化是指當(dāng)彈性體受力的大小不變時，力的作用點發(fā)生變化或彈性體與其相鄰的加載構(gòu)件和承載構(gòu)件的接觸條件發(fā)生變化。如果在彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，未能考慮這一情況，就可能造成彈性體上應(yīng)力（應(yīng)變）分布的不規(guī)則變化。這方面最典型的實例是筒式測力傳感器（見圖1）。當(dāng)筒式測力傳感器上、下端面均勻受力時，在彈性體貼片部位的整個圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布是均勻的。當(dāng)上、下兩個端面上受力情況發(fā)生變化后，力在兩個端面的作用情況不再是均勻分布的，這時彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布情況就難以預(yù)料了。如果筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比足夠大，彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）基本上還是均勻分布。但是，在實際應(yīng)用中，通常很少能為測力傳感器提供較大的安裝空間位置，因而筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比很難做到足夠大，彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）將不均勻分布，而且不均勻分布的情況隨彈性體受力情況的變化而改變。在這樣的條件下，彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力不能保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，將造成明顯的測力誤差。
為了減小由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差，有些傳感器設(shè)計者采取在筒式測力傳感器彈性體上增加貼片數(shù)量的方法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況測量出來。這樣的處理方法有一定的效果，可以減小彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動的方法，增加的貼片數(shù)量總是有限的，還是很難把彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況全部測量出來，測力誤差減小的程度不夠顯著。
由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差的實質(zhì)是彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布，如果能使彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）分布受到一定條件的約束，迫使貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）按照某一規(guī)律分布，因而使得彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，由此來減小因彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。
對于筒式測力傳感器來說，在承載強(qiáng)度足夠的條件下，如果將彈性體貼片部位圓周上不貼片的部位挖空（見圖2），使得應(yīng)力只能在未挖空的部位分布，大大改善了應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的情況?；蛘哒f，應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布僅僅限于未挖空的部位，并且其不規(guī)則分布的程度不會很大。因此，在未挖空的部位粘貼電阻應(yīng)變片，就能使測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。
上述處理方法實際上出于這樣一個原理：通過某種措施，使彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）集中分布在便于貼片檢測的部位，實現(xiàn)測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，以保證傳感器的測力精度。
作者曾用上述方法對筒式測力傳感器進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)前的普通筒式傳感器測力誤差大于1%f.s.，改進(jìn)后（局部挖空）的筒式傳感器測力誤差為0.1~0.3%f.s.，測力精度明顯提高。
若要測力傳感器達(dá)到較高的靈敏度，通常應(yīng)該使電阻應(yīng)變片有較高的應(yīng)變水平，即在彈性體上貼片部位應(yīng)該有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
實現(xiàn)彈性體上貼片部位達(dá)到較高應(yīng)力（應(yīng)變）水平有兩種常用的方法：
（1）整體減小彈性體的尺寸，全面提高彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）水平；
（2）在貼片部位附近對彈性體進(jìn)行局部削弱，使貼片部位局部應(yīng)力（應(yīng)變）水平提高，而彈性體其它部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平基本不變。
以上兩種方法都可以提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，但對彈性體整體性能而言，局部削弱彈性體的效果要遠(yuǎn)好于整體減小彈性體尺寸。因為局部削弱彈性體既能提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，又使得彈性體整體保持較高的強(qiáng)度和剛度，有利于提高傳感器的性能和使用效果。
局部削弱彈性體提高貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）水平的原理是：通過局部削弱彈性體，造成局部的應(yīng)力集中，使得應(yīng)力集中部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平明顯高于彈性體其它部位的應(yīng)力水平，將電阻應(yīng)變片粘貼于應(yīng)力集中部位，就可以測得較高的應(yīng)變水平。
局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中的方法在測力傳感器的設(shè)計中經(jīng)常被采用，尤其在梁式測力傳感器（如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器）的彈性體設(shè)計中被廣泛應(yīng)用。局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中方法應(yīng)用較為成功的當(dāng)數(shù)剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是通過檢測梁式彈性體上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）實現(xiàn)測力的，其彈性體的結(jié)構(gòu)如圖3所示（為了便于說明問題，這里僅以一簡支梁式的彈性體為例）。
由材料力學(xué)中有關(guān)梁的應(yīng)力分布知識可知，當(dāng)梁承受橫向（彎曲）載荷時，在梁的中性層處剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）最大。如果要檢測梁上的剪應(yīng)變，應(yīng)該在梁的中性層處貼片。為了提高貼片處的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）水平，可將彈性體兩側(cè)各挖一個盲孔（見圖3的2處），盲孔的中心應(yīng)在中性層處。電阻應(yīng)變片應(yīng)該粘貼在盲孔的底面上，即圖3中工字形斷面（a－a剖面）的腹板上。
對于梁形構(gòu)件來說，其彎曲強(qiáng)度是主要矛盾。在一個梁滿足彎曲強(qiáng)度的情況下，剪切強(qiáng)度一般裕量較大。當(dāng)在中性層附近挖盲孔后，該截面上腹板上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）明顯提高，然而該截面上的彎曲應(yīng)力提高很小。因此，剪切梁式彈性體應(yīng)用局部應(yīng)力集中方案后，被檢測的剪應(yīng)變大大提高，使該測力傳感器的靈敏度顯著提高，而對整個梁的彎曲強(qiáng)度影響很小，使整個梁保持了良好的強(qiáng)度和剛度。
四、小結(jié)。
在測力傳感器的設(shè)計過程中，如能自覺地按照上述兩種應(yīng)力集中的原則，對彈性體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，就能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。靈活、恰當(dāng)?shù)剡\用應(yīng)力集中的原則，對于設(shè)計和生產(chǎn)高性能的測力傳感器具有重要的實用意義。
參考文獻(xiàn)。
[1].劉鴻文主編，《材料力學(xué)》，高等教育出版社，1979年。
abstract:thispaperintroducestwoprinciplesofconcentratingstress,whichareusuallyusedinthedesignofloadcells.accordingtotheprinciplestheelasticbodiesofloadcellsaredesignedandthefineaccuracyandsensitivityofmeasurementcanbeobtained.
作者簡介。
朱超甫：北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，
陳虎平：馬鞍山鋼鐵股份有限公司港務(wù)原料廠。
劉哲：石家莊鋼鐵公司。
傳感器的論文篇五
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生活水平的不斷提高，gps技術(shù)也得到了空前的發(fā)展。gps主要是不斷接收同步衛(wèi)星的信號并將其信號解析出相應(yīng)的數(shù)據(jù)還原成為經(jīng)緯度信號，根據(jù)經(jīng)緯度信號則可以實現(xiàn)定位功能，傳統(tǒng)的導(dǎo)航定位技術(shù)也是采用了該原理來實現(xiàn)。隨著gps的普及，成本也不斷的降低，可以根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)來實現(xiàn)其擴(kuò)展功能，如可以將其技術(shù)應(yīng)用在公交車上。本文主要介紹根據(jù)gps技術(shù)實現(xiàn)公交車的自動報站和調(diào)度，不需要人為的直接干預(yù)達(dá)到公交車系統(tǒng)自動運行的目的。本文主要是將微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、gps技術(shù)、語音技術(shù)綜合在一起實現(xiàn)一個智能化的系統(tǒng)。
國內(nèi)外在智能公交車方面的研究早在20世紀(jì)初就開始，采用的技術(shù)不盡相同功能也各異。國內(nèi)一些公交車系統(tǒng)主要采用的是人工干預(yù)電腦控制的方式實現(xiàn)智能報站等功能。其工作方式如下：在系統(tǒng)內(nèi)部提前設(shè)置好上下路線對應(yīng)站臺的相關(guān)設(shè)置，司機(jī)師傅在行駛車輛的同時也必須時刻關(guān)注站臺的距離，當(dāng)車輛臨近站臺時則手動按下相應(yīng)的按鍵實現(xiàn)報站功能^該種方式可以實現(xiàn)報站是毋庸置疑的，但是根據(jù)站臺人員數(shù)量的不同、司機(jī)師傅的疲意程度、道路的擁擠程度都會造成站臺的漏報、錯報的現(xiàn)象，影響人們的出行和交通服務(wù)的質(zhì)量，還有可能造成潛在的安全隱患。因此，新一代的智能報站系統(tǒng)的需求與日俱增。
智能語音報站結(jié)構(gòu)設(shè)計：
gps語音報站系統(tǒng)集合了全球定位系統(tǒng)技術(shù)、語音播報技術(shù)、顯示提示技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，可以實現(xiàn)車輛的自動報站和自動定位，大大的減少的交通安全的出現(xiàn)和極大的提髙效率。采用gps技術(shù)的主要原因是不管gps制造技術(shù)還是解析gps數(shù)據(jù)信息的算法技術(shù)都很成熟、安全性高、體積小、方便攜帶，采集信號后可以在各種顯示電路上就其基本信息顯示出來。本系統(tǒng)主要采用6h級別的gps接收模塊對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，以stc89c52作為主控芯片用于對gps信號的解析，最終得出當(dāng)前的位置、經(jīng)緯度、時間、偏航角、速度、海拔、時間等信息。將解析出來的經(jīng)緯度信息與單片機(jī)內(nèi)部儲存的地址信息不斷對比，如果二者信號一直則啟動語音播報動作。系統(tǒng)時刻采集gps信號，根據(jù)解析出的gps經(jīng)緯度信息來判斷汽車當(dāng)前的位置信息，當(dāng)汽車到達(dá)本站時則啟動相應(yīng)的語音電路和液晶顯示電路以提醒用戶達(dá)到目的站臺。系統(tǒng)確保司機(jī)的正常行駛還設(shè)定了超速警告的電路，當(dāng)汽車的行駛速度超過設(shè)定的值時，系統(tǒng)則會自動啟動聲光報警電路直到汽車的速度在安全行駛速度范圍內(nèi)警告信號才自動解除，使得系統(tǒng)更加安全可行的進(jìn)行。
系統(tǒng)的總體方案：
目前，太空中一共有24顆衛(wèi)星時刻向人類提供服務(wù)，這24顆衛(wèi)星分別以55°的角度分布在地球上空20—200km的軌道面上，衛(wèi)星之所以這樣分布的原因在于使得地球上的任何地方在任何時候都可以保證能夠接收到至少6顆衛(wèi)星信號的數(shù)據(jù)，以確保gps快速準(zhǔn)確的定位導(dǎo)航，一般衛(wèi)星數(shù)量越多則gps定位的速度、精度就越高，出現(xiàn)漂移問題就越少。這24顆衛(wèi)星可以源源不斷的向用戶提供需要的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以廣播式的方式散發(fā)出去，數(shù)據(jù)的'類型是完全共享的所以能夠減低很大的成本，不需要后期續(xù)費使用。
系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要有單片機(jī)、電源模塊、語音播報模塊、gps模塊以及液晶顯示模塊，通過相關(guān)的技術(shù)來解決個設(shè)備之間的相互通信問題即主要是通過單片機(jī)來解析gps接收來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)確定當(dāng)前的經(jīng)煒度、時間、速度等信息并通過液晶電路將其解析的數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的顯示出來即完成自動報站和超速警告任務(wù)。執(zhí)行的過程：通過gps模塊時刻接收衛(wèi)星不斷發(fā)送的數(shù)據(jù)，并根據(jù)四顆及以上的不同衛(wèi)星信號經(jīng)過單片機(jī)算法的處理后計算出當(dāng)前的經(jīng)緯度、時間、速度、海拔等信息，隨后再由主控制器驅(qū)動相關(guān)的語音播報和液晶顯示電路工作，實現(xiàn)自動報站和超速警告的工作。
該系統(tǒng)主要涉及的技術(shù)內(nèi)容有：
(1)電源模塊的設(shè)計。gps接收模塊不斷接收衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，功率越大則信號越強(qiáng)、速度越快、精度越高，所以一個可靠的電源電路是保證系統(tǒng)正?？煽窟\行的前提。
(2)gps模塊的選擇。由于gps技術(shù)的不斷普及gps模塊類型繁多，選擇合適的gps則成為重點問題，軍品級別的gps成本簡直是個天價用戶也是消費不起的;價格低廉的gps則精度低、速度慢、抗干擾能力差。本系統(tǒng)通過對種gps模塊的研究和分析得出兩款gps模塊類型能滿足人們的日常使用即6m和6h類型的gps。后者相對于前者則精度要高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)通過研究分析得出6h更適合全球定位系統(tǒng)的設(shè)計工作。
(3)液晶模塊的選擇。公交車自動報站系統(tǒng)的服務(wù)對象是百姓即希望每個人群都能容易接受，所以設(shè)計的顯示電路應(yīng)該是人們都認(rèn)識的中文漢字，以便于人們閱讀相關(guān)信良。
語音模塊的選擇。系統(tǒng)最為人性化的就是能夠聽到真人發(fā)音播報站臺信息，為了能更好的突出人性化的特點、更好的還原真人的發(fā)音系統(tǒng)對語音電路的選擇條件則更加苛刻。通過不斷的測試發(fā)現(xiàn)市場上語音芯片isd1730能夠很好的還原語音信號，該芯片的失真信號小、播報語音信號強(qiáng)完全能夠勝任公交車自動報站要求。
人們一般通過在便捷式設(shè)備上安裝模塊接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)最終達(dá)到導(dǎo)航定位的目的。gps導(dǎo)航定位基本原理：gps衛(wèi)星實際上是向用戶發(fā)送的是時間和衛(wèi)星當(dāng)前的信號，用戶使用的gps模塊主要是接收其發(fā)送的相關(guān)信息，并通過一定的算法測量出衛(wèi)星數(shù)據(jù)從發(fā)送到接收的延遲時間，同時根據(jù)衛(wèi)星發(fā)送的信號解析出衛(wèi)星到用戶的距離。這就是為什么至少需要4顆以上包括4顆衛(wèi)星信號才能定位成功的原因。
系統(tǒng)的創(chuàng)新點：
系統(tǒng)采用的是成熟的科學(xué)技術(shù)手段，利用gps模塊采集衛(wèi)星數(shù)據(jù)解析出當(dāng)前的位置信息，單片機(jī)接受數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)自動播報站臺信息提醒司機(jī)、乘客朋友準(zhǔn)備停車下站，與此同時還可以自動的得出顯示出當(dāng)前站臺的信息，實現(xiàn)聲圖并茂的顯示出來，靈活方便擴(kuò)展能力強(qiáng)、系統(tǒng)可移植性高，整個過程不需要人員的直接干預(yù)，保證司機(jī)可以專心駕駛車輛確保乘客的安全，提髙系統(tǒng)的可靠性能。
總結(jié)。
針對文的智能控制系統(tǒng)能夠滿足公交車智能報站的基本功能，具有自動報站功能的同時還可以自動檢測汽車的速度，超出安全速度時則能夠啟動聲光警報信號提醒司機(jī)正常駕駛。確保車倆安全、可靠的運行。
綜合國際的發(fā)展可以發(fā)現(xiàn)gps技術(shù)伴隨我們走過了幾個世紀(jì)了，gps技術(shù)的廣泛使用，便捷式移動設(shè)備也得到了極大的普及，而在國內(nèi)各行業(yè)中g(shù)ps技術(shù)還在起步階段，因此對于推廣gps技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有廣泛的市場價值，gps技術(shù)不僅僅能夠使用在公交車報站、導(dǎo)航技術(shù)上，同時還可以進(jìn)一步開發(fā)如可以開發(fā)出智能汽車的自動調(diào)度，根據(jù)汽車的行駛路徑進(jìn)行自動的調(diào)節(jié)來緩解道路擁擠的交通問題等。總而言之，gps技術(shù)可以在各行各業(yè)的單位、企業(yè)中發(fā)揮巨大的作用，為人類文明建設(shè)貢獻(xiàn)出無窮的力量。
傳感器的論文篇六
摘要：本文探討壓阻式傳感器mpx10在制筆機(jī)械真空度控制的應(yīng)用，給出了mpx10的技術(shù)數(shù)據(jù)，檢測轉(zhuǎn)換電路，及傳感器在塑料筆桿成型時真空度控制設(shè)計與系統(tǒng)調(diào)試實際應(yīng)用，對其他類似壓差控制具有一定參考意義。
關(guān)鍵詞：mpx10；真空度檢測；真空度控制系統(tǒng)。
1控制要求。
塑料筆桿生產(chǎn)工藝需要經(jīng)擠出機(jī)模芯擠出成管、牽引冷卻定型、切斷成長管，再經(jīng)切斷機(jī)切斷平口成筆管長度，最后經(jīng)自動攻絲機(jī)雙頭攻絲成為成品。經(jīng)擠出機(jī)模芯初步成形后的筆管，進(jìn)入水槽冷卻固化定型，為保證同心度、壁厚、內(nèi)徑、外徑尺寸，需在冷卻水槽前部設(shè)置一部分真空段，使筆管擴(kuò)張到規(guī)定要求。筆桿型號各樣、材料不同、擠出速度變化、牽引速度變化、水槽前后風(fēng)量變化等很多因素影響著真空段的真空度。在實際生產(chǎn)中，要求真空度穩(wěn)定。
2設(shè)計方案。
本文的設(shè)計方案是：冷卻水槽抽真空由1臺三相交流電動機(jī)驅(qū)動的排風(fēng)機(jī)完成，電機(jī)由變頻器控制，水槽相對密封，只有前后筆桿進(jìn)出有空氣進(jìn)入。水槽真空冷卻段上方開孔2個，安裝壓差傳感器檢測真空度、指針式負(fù)壓表指示實際負(fù)壓。變頻器給定需要的真空度，壓力傳感器和變頻器構(gòu)成閉環(huán)控制。壓力檢測：mpx10壓阻式壓差傳感器。p1孔外置于大氣，p2孔檢測水槽內(nèi)負(fù)壓，壓差代表真空度。排風(fēng)機(jī)控制：排風(fēng)電機(jī)用變頻器控制速度，采用變頻器內(nèi)置pid控制器，變頻器面板給定作為真空度給定值，由傳感器mpx10檢測的實際真空度作為反饋量，完成真空度閉環(huán)控制，使各種影響真空度的干擾源包括在內(nèi)，自動完成真空度穩(wěn)定。真空度：本文指相對于大氣壓的.負(fù)壓程度，以百分比（%）表示。
3方案實施。
控制系統(tǒng)由壓力檢測與轉(zhuǎn)換、變頻器閉環(huán)控制組成。3.1壓差檢測與轉(zhuǎn)換如圖2所示，壓差檢測采用motorola壓阻型集成芯片mpx10，體積小，集成度高，線性度好，內(nèi)帶電橋平衡電路，實現(xiàn)溫度自動補償。技術(shù)數(shù)據(jù)：壓力范圍為0～10kpa，最大承壓范圍75kpa，靈敏度3.5mv/kpa，零壓偏差典型值20mv，工作電壓+5v（典型值3v）。p1孔外置于空氣，p2孔檢測水槽內(nèi)負(fù)壓，壓差代表真空度，經(jīng)mpx10轉(zhuǎn)換成差分電壓。mpx10的1、3腳為電源，2、4腳輸出差分電壓。轉(zhuǎn)換電路：采用差分式儀表放大器，3個電位器分別調(diào)整芯片工作點、放大比例、零位。零位調(diào)整使p1、p2都置于大氣時放大器輸出電壓為零。轉(zhuǎn)換電路把工作所需最大負(fù)壓轉(zhuǎn)換成+10v輸出。運算放大器為集成電路四運放lm324。3.2變頻器閉環(huán)控制系統(tǒng)使用變頻器內(nèi)置pid，給定真空度范圍1%～100%，由操作面板直接以數(shù)字設(shè)定；反饋0-+10v信號接入變頻器電壓模擬量輸入端，10v對應(yīng)最大負(fù)壓，量化為給定值100%。由于系統(tǒng)較簡單，變頻器內(nèi)置pid完全能夠達(dá)到要求，不必制作pid控制電路板。
4調(diào)試結(jié)果。
本文取材于對無錫信立文具用品公司橡塑筆桿制筆設(shè)備改造。（1）電路板調(diào)試：當(dāng)p1、p2均置于大氣壓時，調(diào)節(jié)rp1使mpx10差分輸出電壓為0；短接儀表放大器輸入端，調(diào)節(jié)rp3使儀表放大器輸出為0；電路板正常接線，變頻器開環(huán)控制，使真空度達(dá)到需要的最大時，調(diào)節(jié)rp2使電路板輸出為10v。（2）變頻器參數(shù)設(shè)置：設(shè)定為pid控制，面板百分比給定，模擬電壓輸入為反饋信號；v/f控制模式，負(fù)載為風(fēng)機(jī)水泵；pid參數(shù)，d參數(shù)設(shè)定為0，p參數(shù)影響超調(diào)量設(shè)置中等，i參數(shù)影響真空度穩(wěn)定性，適當(dāng)大些則穩(wěn)定度更好。按照上述設(shè)計，適當(dāng)調(diào)整變頻器pid參數(shù)，達(dá)到真空度控制要求，實際效果很好。由于使用內(nèi)置pid，真空度數(shù)字化更直觀。經(jīng)過改造的設(shè)備，調(diào)試與使用簡單直觀，真空度穩(wěn)定性好。
參考文獻(xiàn)：
傳感器的論文篇七
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)的第一個環(huán)節(jié)，其性能直接影響著整個測試系統(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，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、動態(tài)響應(yīng)快、測量精度高、使用簡單等優(yōu)點。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。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，它實質(zhì)是一個具有可變參數(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)點是可進(jìn)行動態(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：結(jié)構(gòu)簡單，傳感器無活動電觸點，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，這種傳感器能實現(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，不宜快速動態(tài)測控等缺點。
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)電動勢的一種傳感器，又稱電磁感應(yīng)式或電動力式傳感器。其工作原理是一個匝數(shù)為n的線圈，當(dāng)穿過它的磁通量變化時，線圈產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。磁通量的變化可通過多種方式來實現(xiàn)，如磁鐵與線圈做切割磁力線運動、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?，是利用某些物質(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工作面上進(jìn)行金屬蒸鍍，形成金屬膜，構(gòu)成兩個電極。當(dāng)晶片受壓力時，兩個極板上聚集數(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)點是能實現(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，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)、推動社會進(jìn)步方面起到重要的推動作用。相信未來，傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍。
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，主要研究方向為機(jī)械工程及自動化。
作者單位。
鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院河南省鄭州市450001。
傳感器的論文篇八
培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力的高素質(zhì)人才是21世紀(jì)中國高等教育的神圣使命。如何從應(yīng)試教育轉(zhuǎn)化到素質(zhì)教育，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)質(zhì)量，已成為今后的發(fā)展重點。對于機(jī)械專業(yè)本科生，應(yīng)該注重技術(shù)應(yīng)用能力與綜合素質(zhì)培養(yǎng)[13]。上海理工大學(xué)的機(jī)械專業(yè)歷史悠久，基礎(chǔ)雄厚，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化本科專業(yè)被評為國家教育部特色專業(yè)。為了培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計綜合能力，學(xué)院開設(shè)“機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計”這門課，教材采用自編書目?！皺C(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計”是根據(jù)設(shè)計要求，確定設(shè)計原理后形成工程技術(shù)圖樣的過程，是與產(chǎn)品設(shè)計和方案設(shè)計同等重要的機(jī)械設(shè)計的一個方面。結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容包括功能設(shè)計、質(zhì)量設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計，涉及機(jī)械制圖、力學(xué)、材料、機(jī)械原理、機(jī)械零件、公差與配合、機(jī)械制造工藝、數(shù)控技術(shù)等多門課程知識，是許多專業(yè)知識的綜合運用。學(xué)生修完這門課程，要求掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則和步驟，能夠獨立進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，在達(dá)到功能要求和質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，盡可能理解優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計的原理和方法[4]。
一、教學(xué)過程中學(xué)生存在的問題。
(一)設(shè)計基礎(chǔ)薄弱。
在“機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程講授之前，學(xué)生僅做過“機(jī)械設(shè)計”課程設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容是減速箱。該課程設(shè)計時間短，大多數(shù)學(xué)生基本是按照例圖進(jìn)行改進(jìn)，所以學(xué)生只是達(dá)到了“知其然，不知其所以然”的程度，沒有真正的有“設(shè)計者”角色的體會。因此，對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程、步驟和原則還沒有清晰的認(rèn)識。
(二)基礎(chǔ)技能欠扎實。
盡管學(xué)生已經(jīng)學(xué)過需要預(yù)修的課程，但很多學(xué)生是為了應(yīng)付考試，在學(xué)習(xí)“機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計”這門課程時，以前所學(xué)的專業(yè)知識已經(jīng)忘記大部分。另外，學(xué)過的知識在學(xué)生的腦海里是零碎的知識點，當(dāng)時還僅僅停留在理解的階段，離熟練應(yīng)用還有不小的差距。主要表現(xiàn)在：看圖能力不夠強(qiáng)、空間想象能力弱、工程制圖表達(dá)不清晰、對常用機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)件不熟悉、加工和裝配工藝不了解等。
二、采取的措施。
針對以上存在的問題，在介紹機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)涵、原則、步驟和要求之后，為了使學(xué)生對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計有一個全面的、直觀的認(rèn)識，先以ca6140車床作為實例講解，讓學(xué)生由淺入深，培養(yǎng)興趣，對比分析，啟發(fā)思維。從深入了解車床運動和結(jié)構(gòu)到完成課程設(shè)計，鍛煉其所學(xué)知識應(yīng)用能力，提高機(jī)械設(shè)計的綜合素質(zhì)[5]。
(一)案例教學(xué)。
1.從運動分析到運動設(shè)計。
在教學(xué)過程中，首先和學(xué)生一起分析ca6140車床的傳動系統(tǒng)，包括主傳動和進(jìn)給傳動。主運動見圖1。圖1(a)是傳動系統(tǒng)簡圖，(b)為正轉(zhuǎn)傳動結(jié)構(gòu)網(wǎng)。主運動理論有30級正轉(zhuǎn)和15級反轉(zhuǎn)，而實際只有24級正轉(zhuǎn)和12級反轉(zhuǎn)。分析了轉(zhuǎn)速的特點，ca6140輸出的轉(zhuǎn)速是以1.26為公比等比數(shù)列(見圖1(b)轉(zhuǎn)速列)。其次引入標(biāo)準(zhǔn)公比、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的概念，重點講解級比規(guī)律，以及設(shè)計出轉(zhuǎn)速既沒有重復(fù)又沒有遺漏的等比多級變速系統(tǒng)的方法，并通過實例和作業(yè)使學(xué)生掌握此部分內(nèi)容。由ca6140車床的主運動寫出結(jié)構(gòu)式，畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng)，可以看出是由于第三擴(kuò)大組不符合級比規(guī)律才出現(xiàn)了重復(fù)轉(zhuǎn)速，由理論的30級變?yōu)閷嶋H24級。最后分析了ca6140的進(jìn)給傳動系統(tǒng)，介紹了內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的概念和各種螺紋以及機(jī)動進(jìn)給的傳動路線。在傳動分析過程中，還結(jié)合ca6140車床，介紹了一些機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計中常用的'機(jī)械通用部件：離合器、基本變速組、換向裝置、制動裝置、保險裝置和操縱裝置等。這些通用裝置就好比是機(jī)械設(shè)計中的積木，在設(shè)計過程中可以借鑒和選用。
2.從結(jié)構(gòu)分析到結(jié)構(gòu)設(shè)計。
ca6140車床的結(jié)構(gòu)分析，主要集中在傳動箱和進(jìn)給箱上。在主軸箱結(jié)構(gòu)分析過程中，首先了解各個軸的空間布局，除了傳動軸支承和定位外，重點講解了輸入軸和車床主軸的結(jié)構(gòu)。輸入軸上分析了卸荷裝置、雙向摩擦離合器操縱裝置、制動裝置。在主軸結(jié)構(gòu)上，按照主軸要求—傳動方式—支承方式—軸承選擇與配置—主軸的材料和設(shè)計這一主線，使學(xué)生對精密旋轉(zhuǎn)部件結(jié)構(gòu)有了更深入的了解。在授課過程中，對每個結(jié)構(gòu)都進(jìn)行詳細(xì)講解，收集了大量同類型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，并以往屆學(xué)生的錯誤結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行分析并改正。在普通機(jī)床主軸常用到的圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承作為徑向支承，圖2是常用的此軸承的間隙調(diào)整結(jié)構(gòu)。圖2中所示的4種結(jié)構(gòu)，各有優(yōu)缺點。(a)結(jié)構(gòu)簡單，但調(diào)整量難控制；(b)調(diào)整方便，但工藝性差；(c)調(diào)整方便，但易壓偏；(d)調(diào)整量能精確控制。對4種結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析后，使學(xué)生深刻體會到結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)，在以后的設(shè)計中，根據(jù)使用要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。在進(jìn)給箱中，重點介紹了互鎖裝置和導(dǎo)向裝置，有多種運動可以帶動刀具進(jìn)給。為避免機(jī)床損壞，所以不僅要實現(xiàn)車螺紋和機(jī)動進(jìn)給運動的互鎖，而且要實現(xiàn)縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給運動的互鎖。在ca6140中，實現(xiàn)車螺紋和機(jī)動進(jìn)給互鎖是通過開合螺母結(jié)構(gòu)。開合螺母能夠閉合的前提是任何一種機(jī)動進(jìn)給運動都未接通，如果接通一種機(jī)動進(jìn)給，則開合螺母機(jī)構(gòu)無法操縱閉合?？v橫向進(jìn)給則通過限制操縱桿在十字槽中移動來實現(xiàn)互鎖。通過分析ca6140的互鎖結(jié)構(gòu)，引入了平行軸和交叉軸，兩種直線運動、兩種旋轉(zhuǎn)運動、旋轉(zhuǎn)運動和直線運動之間常用的機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)。另外，進(jìn)給箱在進(jìn)給運動的驅(qū)動下刀架沿導(dǎo)軌實現(xiàn)進(jìn)給；開合螺母的上下螺母在導(dǎo)軌的導(dǎo)向下實現(xiàn)開閉，由此引入導(dǎo)向裝置，也就是常用的導(dǎo)軌。接著進(jìn)一步介紹其分類、特點和數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌。最后，介紹了支承件的設(shè)計原則，在受力分析和靜剛度概念的基礎(chǔ)上，采用實例講解各類支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(二)實驗環(huán)節(jié)。
這門課還安排了8個學(xué)時的實驗，主要是增加對ca6140主軸箱、主軸、進(jìn)給箱等結(jié)構(gòu)的直觀認(rèn)識，配合理論教學(xué)。觀察實物ca6140型車床外形結(jié)構(gòu)，通過實驗達(dá)到以下目的：了解主運動傳動鏈的傳動路線，觀察各軸的空間位置；觀察雙向多片式摩擦離合器和閘帶式制動器的結(jié)構(gòu)，了解它們的調(diào)整方法及操縱機(jī)構(gòu)的作用原理；觀察六速單手柄操縱機(jī)構(gòu)是怎樣用一個手柄同時操縱兩個滑移齒輪塊，以獲得6種不同的傳動比；了解主軸前、后軸承間隙調(diào)整方法；了解車螺紋用換向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。
(三)課程設(shè)計。
1.設(shè)計任務(wù)。
設(shè)計一臺車床的主運動系統(tǒng)和其中一個操縱裝置，轉(zhuǎn)速范圍一定，轉(zhuǎn)速級數(shù)一定，最大加工直徑和電動機(jī)功率給定。在同一個班上，每個學(xué)生的題目都不相同，使學(xué)生能夠獨立思考完成。
2.設(shè)計計算。
在講授運動設(shè)計之后，課程設(shè)計的題目就發(fā)到每個學(xué)生的手上，這樣在課余時間，就將計算部分完成，同時也鞏固所學(xué)的內(nèi)容。
3.工程圖繪制。
在課程結(jié)束后，開始兩周時間的課程設(shè)計，學(xué)生基本都可以進(jìn)行到畫展開圖草圖程度。草圖畫完后，按照草圖尺寸進(jìn)行操縱機(jī)構(gòu)的計算和主軸的校核。接著完善展開圖，要求清晰表達(dá)轉(zhuǎn)動路線和各個轉(zhuǎn)動軸、主軸的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。另外還要畫一張剖視圖，要求表達(dá)各軸的空間位置，以及某個滑移變速齒輪的操縱機(jī)構(gòu)。最后一個環(huán)節(jié)是答辯，在學(xué)生講述后，老師指出圖紙上錯誤的地方，讓學(xué)生思考并訂正。
三、教學(xué)成效。
從以上論述可以看出，這門課程整體的教學(xué)線路為：介紹實例—引出問題—對比分析—通用的結(jié)構(gòu)和原則—設(shè)計實踐。通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生們在以下方面能力有所提高。(1)空間圖形思維方面。在課堂上學(xué)習(xí)ca6140的結(jié)構(gòu)，都是通過工程圖，而在實驗過程中，可以把工程圖和實物對照起來。通過多次鍛煉，提高了空間圖形的思維能力。(2)結(jié)構(gòu)和功能的結(jié)合。機(jī)械設(shè)計中，不同的設(shè)計者對機(jī)械系統(tǒng)的功能要求、使用條件以及工藝條件的理解上的差異造就了各自設(shè)計結(jié)果的多樣性。通過多種類似結(jié)構(gòu)的對比分析，認(rèn)識到每種多樣性的設(shè)計都會和特定的功能相對應(yīng)。(3)標(biāo)準(zhǔn)件。標(biāo)準(zhǔn)件是機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)，用好標(biāo)準(zhǔn)件，可以提高機(jī)械設(shè)計的效率。通過課程設(shè)計，學(xué)生們對標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)一步熟悉。(4)實踐能力和綜合素質(zhì)。通過實驗—授課—課程設(shè)計，經(jīng)歷了從實踐—認(rèn)識—再實踐的過程。
因此，學(xué)生對結(jié)構(gòu)的認(rèn)識進(jìn)一步深入，在認(rèn)識的指導(dǎo)下，實踐能力也得到了提高；另一方面，在這個過程中，學(xué)生把所學(xué)過的制圖、力學(xué)、材料、機(jī)械原理、機(jī)械零件、工藝等方面的知識加以運用，因此在機(jī)械方面的綜合素質(zhì)也得到了提高。以上可以看出，經(jīng)過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生初步形成了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的思維，具有一定的獨立設(shè)計的能力，為下一個夾具課程設(shè)計打下一定的基礎(chǔ)。
傳感器的論文篇九
根據(jù)上面的原理可知，基于stewart結(jié)構(gòu)的六維力傳感每一個支路如果只受到拉壓方向的力，則測量的結(jié)果將比較準(zhǔn)確，如果有耦合力進(jìn)入該支路傳感器，則由于耦合的影響，傳感器的精度會降低，并且耦合因素是降低傳感器精度的一個重要原因，因此，就需要設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)將耦合應(yīng)力影響降到最小，從而提高測量精度。本文在結(jié)構(gòu)解耦設(shè)計上，主要在2個方面進(jìn)行改進(jìn):一是盡量減少耦合力的引入;另一方面是盡量提高結(jié)構(gòu)的抗耦合能力。
1．1支路去耦結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。
傳感器維間耦合的產(chǎn)生是在主測量載荷作用時會伴隨著非測量方向載荷的干擾影響。根據(jù)stewart六維力傳感器的特點與工作原理，傳感器耦合形式主要是各支路傳感器會受到額外的彎曲和沿軸線的扭轉(zhuǎn)作用。對此，本文設(shè)計了一種支路傳感器去耦結(jié)構(gòu)可以很好地減小耦合扭曲、彎曲的影響。它由球頭球窩組件、十字槽鏈接桿部件等部分構(gòu)成，如圖2所示。設(shè)計思路如下:1)將傳統(tǒng)的球鉸面接觸改為錐頭球窩的點接觸，連接桿一端為錐狀半球型，套入在半球形的窩中，基本實現(xiàn)點接觸，這樣，在對傳感器施加力時，力比較集中，大大減小了雜散力的影響，提高了載荷傳遞的穩(wěn)定性，并且通過接觸面的減小降低了耦合影響。2)在連接桿上加工可等效為彈性鉸鏈的正交十字槽結(jié)構(gòu)，當(dāng)有彎曲力矩施加到支路傳感器上時，由于有彈性鉸鏈效應(yīng)，彎曲力矩的影響將會大大減小，使得力傳遞基本上按照設(shè)計的方向進(jìn)行，力的傳遞越集中，傳感器的精度就越高。
傳感器的論文篇十
多校區(qū)大學(xué)集權(quán)式教學(xué)組織運行模式，其優(yōu)點是管理職責(zé)分明、教學(xué)組織安排和規(guī)范統(tǒng)一、管理流程和標(biāo)準(zhǔn)一致；分權(quán)式教學(xué)組織運行模式的優(yōu)點是學(xué)院內(nèi)部組織運行靈活，學(xué)院內(nèi)部效率相對高；混合式教學(xué)組織運行模式的優(yōu)點是兩者優(yōu)點兼有。基于多校區(qū)大學(xué)的特點，三種模式的缺點是各校區(qū)因地域較遠(yuǎn)，易導(dǎo)致教學(xué)組織運行配合不協(xié)調(diào)、管理效率不高、教學(xué)資源重復(fù)配置、共享困難、教學(xué)管理效益差。由于其管理的復(fù)雜性，可能會有主校區(qū)和分校區(qū)學(xué)院在教學(xué)運行的某些環(huán)節(jié)上有差異，形成不同標(biāo)準(zhǔn)的兩套體系。
多校區(qū)大學(xué)的教學(xué)組織運行與單一校區(qū)大學(xué)相比較，實現(xiàn)資源共享，保證全校教學(xué)工作有序、同步、高效運行是面臨的最大挑戰(zhàn)。尤其是校區(qū)間距離較遠(yuǎn)的多校區(qū)大學(xué)，這些問題直接影響學(xué)校的教學(xué)管理效率和辦學(xué)效益。因此，結(jié)合教學(xué)管理理念搭建管理信息化平臺，通過信息化技術(shù)解決多校區(qū)大學(xué)管理中存在的問題顯得尤為重要。其必要性主要體現(xiàn)在四個方面：有利于減弱分割校區(qū)地域因素對學(xué)校的不利影響，實現(xiàn)教學(xué)管理工作通知及時、開展有序、同步；有利于規(guī)范多校區(qū)教學(xué)管理，在學(xué)校教學(xué)管理部門的統(tǒng)一要求下保證高質(zhì)量地運轉(zhuǎn)，使各項管理工作走向標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、制度化；[2]有利于學(xué)校教學(xué)資源有效管理，更大限度地實現(xiàn)教學(xué)資源共享和利用，提高辦學(xué)效益；[3]有利于適應(yīng)高等教育現(xiàn)代化，更好地實施高校學(xué)分制等教學(xué)改革，切實促進(jìn)多校區(qū)大學(xué)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。
北京聯(lián)合大學(xué)的教學(xué)組織運行模式改革。
北京聯(lián)合大學(xué)是北京市市屬綜合性大學(xué)，其前身是1978年建立的北京大學(xué)、清華大學(xué)等30多所大學(xué)的分校。經(jīng)過30多年的建設(shè)與發(fā)展，學(xué)校目前擁有13個校區(qū)、14所學(xué)院（其中6個法人學(xué)院），分布在北京的6個城區(qū)，形成了以小營校區(qū)為中心、集中與分散相結(jié)合的辦學(xué)布局，是研究多校區(qū)大學(xué)管理的典型案例。學(xué)校通過調(diào)整組織運行模式、再造教學(xué)管理流程、優(yōu)化教學(xué)管理團(tuán)隊和建立組織運行機(jī)制等措施促進(jìn)了教學(xué)組織運行的改革與創(chuàng)新。
1.調(diào)整組織運行模式。
組織結(jié)構(gòu)是靜態(tài)的流程，是研究組織運行模式的切入點。在學(xué)校進(jìn)行本科教學(xué)工作水平評估以前，教學(xué)組織運行模式偏向于分權(quán)式管理模式。法人學(xué)院的部分業(yè)務(wù)可以直接以學(xué)院的身份和上級教育管理部門進(jìn)行開展，教學(xué)進(jìn)程、教學(xué)管理過程文件等與學(xué)校有一定的差異；非法人學(xué)院也在很多業(yè)務(wù)進(jìn)程上不一致。調(diào)整后的教學(xué)組織運行模式偏重于集權(quán)、分權(quán)混合式管理模式，組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變化（見圖1）。通過明確管理職責(zé)，控制權(quán)限，各校區(qū)學(xué)院的教學(xué)組織運行工作在學(xué)校的統(tǒng)一管理之下教學(xué)組織安排和規(guī)范統(tǒng)一，在組織上保證了教學(xué)組織運行工作有序、同步。
2.再造教學(xué)管理流程。
多校區(qū)大學(xué)教學(xué)管理流程比單一校區(qū)要繁瑣和復(fù)雜，制約著管理效率，迫切需要對教學(xué)組織運行管理模式進(jìn)行改革與創(chuàng)新，進(jìn)行管理流程再造。借此充分發(fā)揮管理者的效能，提高組織的執(zhí)行力和創(chuàng)造力，使組織系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)間的運行變得協(xié)調(diào)流暢。
（1）流程變革。根據(jù)教學(xué)組織運行業(yè)務(wù)模塊功能定位，學(xué)校組織專門人員考察了優(yōu)秀多校區(qū)大學(xué)教學(xué)的組織管理流程；對本校各校區(qū)教學(xué)管理部門的組織結(jié)構(gòu)和工作流程進(jìn)行深入梳理，考慮并協(xié)調(diào)相關(guān)橫向業(yè)務(wù)流程，對原工作流程進(jìn)行診斷，提出滿足學(xué)校統(tǒng)一規(guī)范要求又體現(xiàn)各校區(qū)個性化特征的教學(xué)管理流程。
（2）組織變革。以實現(xiàn)有序、高效管理為目的，以流程為依據(jù)，對現(xiàn)有教學(xué)管理組織進(jìn)行功能分析，適時合并或增減組織部門。[4]組織設(shè)置既考慮一項工作在本部門的貫徹情況，又考慮如何協(xié)助相關(guān)部門順利實施這項工作，并注意減少各中間層次，從而減少流程混亂導(dǎo)致的工作需要反復(fù)協(xié)調(diào)、管理成本加大的問題。
3.優(yōu)化教學(xué)管理團(tuán)隊。
（1）統(tǒng)一服務(wù)的思想。用管理育人、服務(wù)育人的管理理念武裝教學(xué)管理部門工作人員，通過考察、培訓(xùn)等多種渠道，端正多校區(qū)各教學(xué)管理部門人員的工作態(tài)度、統(tǒng)一工作價值期望，提高其工作的積極性和主動性。
（2）建設(shè)信息化團(tuán)隊。對各校區(qū)教學(xué)管理部門的人員開展多方位的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，保證管理人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和水平。各校區(qū)選一名具有信息技術(shù)知識背景的人員為信息管理員，學(xué)校對其進(jìn)行培訓(xùn)和訓(xùn)練，讓其負(fù)責(zé)各校區(qū)教學(xué)信息化工作的推廣，并和學(xué)校信息化建設(shè)工作保持同步，保證各校區(qū)管理人員可以順利通過信息化手段開展工作。
4.建立組織運行機(jī)制。
學(xué)校通過調(diào)整組織運行模式、再造教學(xué)管理流程和優(yōu)化教學(xué)管理團(tuán)隊等工作的'不斷總結(jié)，建立既適應(yīng)多校區(qū)教學(xué)管理需要又體現(xiàn)實施學(xué)分制要求，同時兼顧信息化技術(shù)可實現(xiàn)的教學(xué)管理制度。通過制訂統(tǒng)一的教學(xué)運行管理、課程管理、學(xué)籍管理、教學(xué)質(zhì)量評價、畢業(yè)生管理、跨校區(qū)教學(xué)資源使用的績效評價機(jī)制和獎懲辦法等相關(guān)制度文件，建立教學(xué)組織運行機(jī)制。
傳感器的論文篇十一
對于電阻應(yīng)變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器”）來說，彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與相關(guān)尺寸對測力傳感器性能的影響極大。可以說，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關(guān)尺寸。如果測力傳感器的彈性體設(shè)計不合理，無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應(yīng)變片的品質(zhì)多好，測力傳感器都難以達(dá)到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設(shè)計過程中，對彈性體進(jìn)行合理的設(shè)計至關(guān)重要。
彈性體的設(shè)計基本屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的范圍，但因測力性能的需要，其結(jié)構(gòu)上與普通的機(jī)械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來，普通的機(jī)械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強(qiáng)度和剛度即可，對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴(yán)格要求。然而，對于彈性體來說，除了需要滿足機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應(yīng)變片部位（以下簡稱“貼片部位”）的應(yīng)力（應(yīng)變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；同時，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應(yīng)使貼片部位達(dá)到較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
由此可見，在彈性體的設(shè)計過程中必須滿足以下兩項要求：
（1）貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）應(yīng)與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系；
（2）貼片部位應(yīng)具有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
為了滿足上述兩項要求，在測力傳感器的彈性體設(shè)計方面，經(jīng)常應(yīng)用“應(yīng)力集中”的設(shè)計原則，確保貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平較高，并與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，以提高所設(shè)計測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。
二、改善應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的“應(yīng)力集中”原則。
在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計過程中，通常認(rèn)為應(yīng)力（應(yīng)變）在零件或構(gòu)件上是規(guī)則分布的，如果零件或構(gòu)件的截面形狀不發(fā)生變化，不必考慮應(yīng)力（應(yīng)變）分布不規(guī)則的問題。其實，在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計中，對于應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的問題并非不予考慮，而是通過強(qiáng)度計算中的'安全系數(shù)將其包容在內(nèi)了。
對于測力傳感器來說，它是通過電阻應(yīng)變片測量彈性體上貼片部位的應(yīng)變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，實際上就是保證在測力傳感器受力時，彈性體上貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）要按照某一規(guī)律分布。在實際應(yīng)用中，對于彈性體貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的變化。
彈性體受力條件的變化是指當(dāng)彈性體受力的大小不變時，力的作用點發(fā)生變化或彈性體與其相鄰的加載構(gòu)件和承載構(gòu)件的接觸條件發(fā)生變化。如果在彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，未能考慮這一情況，就可能造成彈性體上應(yīng)力（應(yīng)變）分布的不規(guī)則變化。這方面最典型的實例是筒式測力傳感器（見圖1）。
當(dāng)筒式測力傳感器上、下端面均勻受力時，在彈性體貼片部位的整個圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布是均勻的。當(dāng)上、下兩個端面上受力情況發(fā)生變化后，力在兩個端面的作用情況不再是均勻分布的，這時彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布情況就難以預(yù)料了。如果筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比足夠大，彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）基本上還是均勻分布。但是，在實際應(yīng)用中，通常很少能為測力傳感器提供較大的安裝空間位置，因而筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比很難做到足夠大，彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）將不均勻分布，而且不均勻分布的情況隨彈性體受力情況的變化而改變。在這樣的條件下，彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力不能保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，將造成明顯的測力誤差。
為了減小由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差，有些傳感器設(shè)計者采取在筒式測力傳感器彈性體上增加貼片數(shù)量的方法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況測量出來。這樣的處理方法有一定的效果，可以減小彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動的方法，增加的貼片數(shù)量總是有限的，還是很難把彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況全部測量出來，測力誤差減小的程度不夠顯著。
由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差的實質(zhì)是彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布，如果能使彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）分布受到一定條件的約束，迫使貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）按照某一規(guī)律分布，因而使得彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，由此來減小因彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。
對于筒式測力傳感器來說，在承載強(qiáng)度足夠的條件下，如果將彈性體貼片部位圓周上不貼片的部位挖空（見圖2），使得應(yīng)力只能在未挖空的部位分布，大大改善了應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的情況?；蛘哒f，應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布僅僅限于未挖空的部位，并且其不規(guī)則分布的程度不會很大。因此，在未挖空的部位粘貼電阻應(yīng)變片，就能使測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。
上述處理方法實際上出于這樣一個原理：通過某種措施，使彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）集中分布在便于貼片檢測的部位，實現(xiàn)測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，以保證傳感器的測力精度。
作者曾用上述方法對筒式測力傳感器進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)前的普通筒式傳感器測力誤差大于1%f.s.，改進(jìn)后（局部挖空）的筒式傳感器測力誤差為0.1~0.3%f.s.，測力精度明顯提高。
若要測力傳感器達(dá)到較高的靈敏度，通常應(yīng)該使電阻應(yīng)變片有較高的應(yīng)變水平，即在彈性體上貼片部位應(yīng)該有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
實現(xiàn)彈性體上貼片部位達(dá)到較高應(yīng)力（應(yīng)變）水平有兩種常用的方法：
（1）整體減小彈性體的尺寸，全面提高彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）水平；
（2）在貼片部位附近對彈性體進(jìn)行局部削弱，使貼片部位局部應(yīng)力（應(yīng)變）水平提高，而彈性體其它部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平基本不變。
以上兩種方法都可以提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，但對彈性體整體性能而言，局部削弱彈性體的效果要遠(yuǎn)好于整體減小彈性體尺寸。因為局部削弱彈性體既能提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，又使得彈性體整體保持較高的強(qiáng)度和剛度，有利于提高傳感器的性能和使用效果。
局部削弱彈性體提高貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）水平的原理是：通過局部削弱彈性體，造成局部的應(yīng)力集中，使得應(yīng)力集中部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平明顯高于彈性體其它部位的應(yīng)力水平，將電阻應(yīng)變片粘貼于應(yīng)力集中部位，就可以測得較高的應(yīng)變水平。
局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中的方法在測力傳感器的設(shè)計中經(jīng)常被采用，尤其在梁式測力傳感器（如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器）的彈性體設(shè)計中被廣泛應(yīng)用。局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中方法應(yīng)用較為成功的當(dāng)數(shù)剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是通過檢測梁式彈性體上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）實現(xiàn)測力的，其彈性體的結(jié)構(gòu)如圖3所示（為了便于說明問題，這里僅以一簡支梁式的彈性體為例）。
由材料力學(xué)中有關(guān)梁的應(yīng)力分布知識可知，當(dāng)梁承受橫向（彎曲）載荷時，在梁的中性層處剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）最大。如果要檢測梁上的剪應(yīng)變，應(yīng)該在梁的中性層處貼片。為了提高貼片處的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）水平，可將彈性體兩側(cè)各挖一個盲孔（見圖3的2處），盲孔的中心應(yīng)在中性層處。電阻應(yīng)變片應(yīng)該粘貼在盲孔的底面上，即圖3中工字形斷面（a－a剖面）的腹板上。
對于梁形構(gòu)件來說，其彎曲強(qiáng)度是主要矛盾。在一個梁滿足彎曲強(qiáng)度的情況下，剪切強(qiáng)度一般裕量較大。當(dāng)在中性層附近挖盲孔后，該截面上腹板上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）明顯提高，然而該截面上的彎曲應(yīng)力提高很小。因此，剪切梁式彈性體應(yīng)用局部應(yīng)力集中方案后，被檢測的剪應(yīng)變大大提高，使該測力傳感器的靈敏度顯著提高，而對整個梁的彎曲強(qiáng)度影響很小，使整個梁保持了良好的強(qiáng)度和剛度。
四、小結(jié)。
在測力傳感器的設(shè)計過程中，如能自覺地按照上述兩種應(yīng)力集中的原則，對彈性體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，就能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。靈活、恰當(dāng)?shù)剡\用應(yīng)力集中的原則，對于設(shè)計和生產(chǎn)高性能的測力傳感器具有重要的實用意義。
參考文獻(xiàn)。
[1].劉鴻文主編，《材料力學(xué)》，高等教育出版社，1979年。
傳感器的論文篇十二
在熟知了小學(xué)體育教學(xué)的特點、意義、教學(xué)內(nèi)容編排設(shè)置規(guī)則后，如何具體實現(xiàn)體育教學(xué)方式的新穎化，就成為最為關(guān)鍵的問題。新課標(biāo)為小學(xué)整體教育水平提出了更為客觀實際的要求。因此，小學(xué)體育教學(xué)方式的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變無疑成為推動小學(xué)整體教育質(zhì)量的一股重要力量?？梢?，在小學(xué)體育教學(xué)過程中，要格外注意幾點，以促成體育教學(xué)水平的提升。
4.1讓學(xué)生懂得體育課的重要性。
小學(xué)體育課教師在進(jìn)行體育授課時，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識到體育課的重要性，明確體育課在他們未來學(xué)習(xí)工作中的作用，這樣學(xué)生才會對體育課有一個全新的思想認(rèn)識。同時，教師在呼吁學(xué)生重視體育教學(xué)的過程中，也要通過加強(qiáng)他們自信心的途徑來打消他們的心理壓力，使他們熱愛體育，不再對體育產(chǎn)生恐懼想法。這樣，學(xué)生才能安下心來，積極參加體育課，并發(fā)揮自己的個性，以一種較為輕松的學(xué)習(xí)心態(tài)投入體育教學(xué)，利于小學(xué)體育教學(xué)效果的實現(xiàn)。
4.2在全校范圍內(nèi)樹立生命安全教育意識。
小學(xué)生的年齡普遍不是很大，還處于一個“愛玩”的年齡，格外喜歡體育課。然而，這也為安全事故埋下了一定的隱患。因此，在體育教學(xué)過程中，老師要讓學(xué)生樹立生命安全意識。這樣，學(xué)生才會細(xì)心體會自己在游戲中的言行是否符合生命安全教育的要求。學(xué)生在心里樹立生命安全教育意識，才能真切懂得不安全因素及不適當(dāng)?shù)男袨榭赡軒Ыo自己的不良后果，才能時刻保持清醒的安全意識。
4.3嚴(yán)格抓好體育教學(xué)課堂的紀(jì)律性。
在體育教學(xué)過程中應(yīng)時刻牢記教育目標(biāo)，因此，培養(yǎng)學(xué)生在體育教學(xué)活動中的紀(jì)律意識顯得格外重要。在教學(xué)體育游戲時，老師要嚴(yán)格抓好教學(xué)紀(jì)律，提高學(xué)生的紀(jì)律性，使學(xué)生更好地自我約束，杜絕教學(xué)氣氛散漫的現(xiàn)象。比如在體育游戲分組后，各組應(yīng)當(dāng)在老師的指令下有秩序有步驟地進(jìn)行，此外，老師要秉持人文理念，對學(xué)生進(jìn)行思想教育，可以避免同學(xué)之間的不友好行為和身體傷害行為。
4.4完善各項體育教學(xué)設(shè)施。
體育教師在進(jìn)行體育游戲前應(yīng)當(dāng)對場地、器材進(jìn)行細(xì)致檢查，排除安全事故隱患，以生命第一、安全至上的宗旨開展；要根據(jù)游戲內(nèi)容重點做好針對性的準(zhǔn)備活動，要預(yù)先想到并考慮好采取針對性的預(yù)防?？傊?，要消除對學(xué)生生命安全不利的外部因素，把學(xué)生的生命安全放在首位。這樣，才能在新課標(biāo)指導(dǎo)下，對小學(xué)體育教學(xué)方式進(jìn)行創(chuàng)新。
5結(jié)語。
體育教學(xué)關(guān)系著青少年的身體素質(zhì)，有著非常重要的現(xiàn)實意義。而在新課標(biāo)形勢下，注重教學(xué)方式上的推陳出新，將會使體育教學(xué)的效果更加明顯，使體育教學(xué)目標(biāo)及時全面地實現(xiàn)。因此，老師在編排體育游戲時要時刻注重各項編排規(guī)則，通過體育教學(xué)培養(yǎng)并增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力。同時，老師在教學(xué)過程中要格外注意生命安全，使體育教學(xué)活動在小學(xué)教育中達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，為小學(xué)教育方式的創(chuàng)新帶來更大更多的驚喜。
傳感器的論文篇十三
1微型化（micro）。
為了能夠與信息時代信息量激增、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，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。
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)計向基于計算機(jī)輔助設(shè)計（cad）的模擬式工程化設(shè)計轉(zhuǎn)變，從而使設(shè)計者們能夠在較短的時間內(nèi)設(shè)計出低成本、高性能的新型系統(tǒng)，這種設(shè)計手段的巨大轉(zhuǎn)變在很大程度上推動著傳感器系統(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，如分布式實時探測、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。
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)行與計算機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。
通常情況下，一個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：
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，還能夠利用軟件實現(xiàn)非線性補償或其它更復(fù)雜的環(huán)境補償，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，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，它能夠借助其內(nèi)部檢測鏈路找出異?，F(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)行實時處理。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數(shù)字式通信接口，通過此接口可以直接與其所屬計算機(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，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。可以預(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，用單獨一個傳感器系統(tǒng)來同時實現(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，可以用來同時測量多種參數(shù)。譬如，可以將一個溫度探測器和一個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)行補償和校正。
（3）借助于同一個傳感器的不同效應(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）在不同的激勵條件下，同一個敏感元件將表現(xiàn)出來不同的特征。而在電壓、電流或溫度等激勵條件均不相同的情況下，由若干種敏感元件組成的一個多功能傳感器的特征可想而知將會是多么的`千差萬別！有時候簡直就相當(dāng)于是若干個不同的傳感器一樣，其多功能特征可謂名副其實。
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探測多種信號，微型數(shù)字式三端口傳感器可以同時采用熱敏元件、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)的無觸點皮膚敏感系統(tǒng)獲得了較大的成功，其無觸點超聲波傳感器、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)量則從幾個到數(shù)十個不等?？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)是將若干個獨特的薄膜式碳-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領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(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)作地實時監(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。從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”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)計技術(shù)、納米材料與技術(shù)、現(xiàn)代信息通訊技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等融合，以實現(xiàn)其微型化、集成化、多功能化及系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，特別是實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)特有的超低功耗系統(tǒng)設(shè)計。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、搶險救災(zāi)、防恐反恐、危險區(qū)域遠(yuǎn)程控制等許多領(lǐng)域都有重要的科研價值和巨大實用價值，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)計等，以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應(yīng)速度、動態(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，從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”。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，實驗系統(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)；在一部分傳感器因為遭破壞等原因失效時，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)的上述特點使得它具有重大軍事價值，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，從而及時發(fā)現(xiàn)敵軍的進(jìn)攻行動、爭取寶貴的應(yīng)對時間。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，從而及時排除險情或者減少損失。
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)境控制和危險報警提供依據(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)異常事件及時報警，自動啟動應(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)違章能及時報警和記錄[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)域有具有巨大的運用價值，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、個人電腦和其他日常用品同互聯(lián)網(wǎng)相連，實現(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，推動整個行業(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的所有領(lǐng)域。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個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，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，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。
傳感器的論文篇十四
為了實現(xiàn)不同會議室、不同會議終端之間的視音頻信號自由交互、不同品牌視頻終端和會議攝像機(jī)、多會議室設(shè)備集中控制、不同會議室的視頻畫面和音頻集中監(jiān)看、監(jiān)聽等功能,通過會議集中控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。本次會議集中控制系統(tǒng)設(shè)計包括:視頻會議室5個,視頻集中控制室1個,視頻會議終端品牌2種。
1總體目標(biāo)。
視頻系統(tǒng):各個會議室建設(shè)高分辨率(不低于1920*1280)的大屏顯示系統(tǒng)及攝像系統(tǒng),各會議室可同時參與遠(yuǎn)程視頻會議,顯示內(nèi)容平滑切換。集中控制系統(tǒng):每個會議室都集中到中央控制室集中控制,包括視頻信號的切換、音頻集中控制、攝像系統(tǒng)集中控制;將2個不同品牌的視頻終端軟件的通過pc機(jī)進(jìn)行銜接,實現(xiàn)終端設(shè)備的視音頻信號相互傳遞;各視頻會議室達(dá)到高清視頻會議標(biāo)準(zhǔn);實現(xiàn)各視頻會議室之間的視音頻信號交互,信號同步通訊;實現(xiàn)由集控室統(tǒng)一控制各會議室會議操作工作,可自由切換各會議室的視頻傳輸信號,音頻傳輸信號;實現(xiàn)會議室房間的音頻在本會場擴(kuò)音效果的同步;視音頻信號、網(wǎng)絡(luò)信號的互聯(lián)互通以及集中控制;各視頻會議室都可以召開主會場高清視頻會議,也可作為分會場參加召開的視頻會議;集控室可以對各視頻會議室的視音頻信號進(jìn)行監(jiān)看、監(jiān)聽。
2實現(xiàn)方案。
2.1頻系統(tǒng)。
在中央控制室配置一臺32x32的ypbpr的矩陣,各個會議室都配備一臺8x16的ypbpr的矩陣,以控制室為核心,采用樹型結(jié)構(gòu),接收各會議室視頻信號,并且能把任意信號發(fā)送到指定會議室。各個會議室會場內(nèi)前后各有一個攝像機(jī),通過各會議室8x16的ypbpr的矩陣把視頻信號傳送到控制室32x32矩陣,考慮ypbpr信號傳輸距離過遠(yuǎn)會有所衰減的問題,遠(yuǎn)距離的ypbpr信號均采用雙絞線傳輸?shù)姆绞?通過信號轉(zhuǎn)換來解決信號衰減問題。
2.2音頻系統(tǒng)。
音頻處理部分采用智能數(shù)字音頻處理器,每個會議室各放一臺,中央控制室放一臺,需通過一根超六類屏蔽雙絞線來傳輸音頻信號,減少信號衰減及資源浪費。各個會議室和中央控制室的連接方式為環(huán)狀。只要設(shè)備加電運行,中央控制室就能接收到各個會議室的`信號,并且能把音頻信號輸送到各個會議室。在音頻信號切換方面,中央控制室配備一臺24路模擬調(diào)音臺,滿足把8臺視頻終端的音頻輸入到調(diào)音臺,并且把音頻處理器傳輸過來的本地會場聲音通過控制室音頻處理器輸出到終端。另外還有本地的dvd,機(jī)頂盒,pc的音頻都輸入到調(diào)音臺,完成所有音頻信號的匯聚以及發(fā)送。
2.3攝像機(jī)控制系統(tǒng)。
視頻控制方面:根據(jù)各個會議室的攝像機(jī)品牌比較繁多的問題,采用一臺多協(xié)議的攝像機(jī)控制器,能針對不同攝像機(jī)設(shè)定不同的控制協(xié)議,實現(xiàn)一個控制器能控制多個不同品牌攝像機(jī)的需求,例如對rs232和rs485的控制協(xié)議的攝像機(jī)進(jìn)行控制。視頻切換:各個會議室8x16的ypbpr視頻矩陣都具備rs232控制功能,在中央控制室配備一臺中央控制器,具備多個rs232,rs485,紅外及io等端口。中央控制器直接與控制室一臺專用pc機(jī)同屬一個網(wǎng)段,通過在pc機(jī)上運行專門定制的高度集成控制軟件,來實現(xiàn)各個會議室及控制室視頻信號的無縫切換。視頻顯示:各個會議室都配備視頻顯示設(shè)備,dlp大屏的顯示模式及信號的選擇都由控制軟件實現(xiàn)。dlp大屏及電視都是通過紅外控制開關(guān),投影儀是通過rs232控制開關(guān)。音頻控制:各個會議室的數(shù)字音頻處理器都可以遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問,可以實時的監(jiān)測各個會場的聲音大小有無。
通過控制室的調(diào)音臺可以實現(xiàn)各個會議室之間以及會議室與遠(yuǎn)端的音頻切換。其它設(shè)備控制:各個會議室都有設(shè)備間,配備標(biāo)準(zhǔn)19寸機(jī)柜,為解決設(shè)備開關(guān)問題,各個會議室機(jī)柜內(nèi)部都配備針對220v強(qiáng)電的遠(yuǎn)程控制開關(guān)。中央控制室配備一臺可遠(yuǎn)程控制的電源時序器,通過控制軟件就可以控制各個會議室設(shè)備以及燈光的開關(guān)。按照設(shè)定的不同模式,根據(jù)會場是否是主會場或者分會場來一鍵開啟會場,設(shè)定好燈光效果,所使用的攝像機(jī),是否開啟顯示設(shè)備。通過該會議集中控制系統(tǒng)實現(xiàn)了一鍵開會,一鍵閉會,5個會議室任意一個為主會場,其他會議室都可作為分會場參加會議。5個會議室也可以同時召開主會場會議互不影響。其它會議集中控制系統(tǒng)可以參考該方案,根據(jù)實際情況靈活配置音頻和視頻矩陣等設(shè)備,實現(xiàn)會議的集中控制。
傳感器的論文篇十五
系統(tǒng)核心處理模塊基于cc2530開發(fā)設(shè)計，選用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有容量大、低成本和低功耗等特點，且相鄰兩個節(jié)點傳輸距離可達(dá)10～150m，完全滿足溫室內(nèi)無線調(diào)光系統(tǒng)設(shè)計需求。其中，主控節(jié)點實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、環(huán)境信息采集、數(shù)據(jù)處理分析、人機(jī)交互及調(diào)光命令下發(fā)等功能;驅(qū)動節(jié)點主要實現(xiàn)控制命令接收、數(shù)據(jù)解析及調(diào)光數(shù)據(jù)輸出等功能;植物led執(zhí)行器實現(xiàn)led燈組調(diào)控及亮度輸出。主控節(jié)點采用全功能設(shè)備ffd(fullfunctionde-vice)，具備網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)功能，可聯(lián)結(jié)其他ffd或精簡功能設(shè)備(rfd)，組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可雙向傳輸信息，具有協(xié)調(diào)作用;同時，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，主控節(jié)點具有控制功能。電路設(shè)計增加環(huán)境光照與溫度信息采集模塊、人機(jī)交互模塊(即液晶顯示及按鍵)、工作指示燈、時鐘模塊以及復(fù)位模塊，分別完成數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互和復(fù)位等控制功能。驅(qū)動節(jié)點采用簡化功能設(shè)備rfd(reducedfunc-tiondevice)與主控節(jié)點進(jìn)行信息傳輸，同時完成控制命令輸出;植物led執(zhí)行器基于植物光合作用分析，選用中心波長為660nm、半波帶寬度為40nm的紅光led，以及中心波長為450nm、半波帶寬度為40nm的藍(lán)光led兩種特定波段led作為光源，可根據(jù)驅(qū)動節(jié)點輸出不同的調(diào)光命令，實現(xiàn)不同配光比的光環(huán)境調(diào)節(jié)。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計。
2．1主控節(jié)點結(jié)構(gòu)及硬件設(shè)計。
主控節(jié)點主要負(fù)責(zé)構(gòu)建及啟動網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選擇、當(dāng)前環(huán)境信息監(jiān)測、控制方式選擇、計算調(diào)光值、調(diào)光命令下發(fā)、人機(jī)交互等功能，包括電源模塊、核心處理模塊、無線模塊。
2．1．1核心處理模塊。
系統(tǒng)選用cc2530作為中央處理器，內(nèi)含高性能低功耗8051微控制器，工作電壓3．3v，外設(shè)21個i/o口。其中，p1．0接入系統(tǒng)正常工作信號led指示燈;p0．1接入手動按鈕;人機(jī)交互模塊電路為液晶分別與p0．0，p1．2，p1．5和p1．6連接，按鍵與p0．6和p2．0口連接;p0．2，p0．4，p0．5與時鐘芯片ds1302相連;p1．4口與溫度傳感器連接，p1．1和p1．3口與光照傳感器相連。具體電路根據(jù)cc2530芯片手冊設(shè)計開發(fā)，降低了開發(fā)難度。
2．1．2人機(jī)交互模塊。
系統(tǒng)選用db12864－16c作為液晶顯示，采用普通復(fù)位按鍵作為設(shè)備按鍵，在滿足系統(tǒng)工作要求的條件下，為節(jié)省i/o口使用，液晶與cc2530連接采用串行spi方式進(jìn)行通信，按鍵電路利用sn74hc32或門和lm358運放共同實現(xiàn)。具體電路根據(jù)spi方式及運放典型電路開發(fā)設(shè)計。
2．1．3其他模塊。
電源模塊采用5v適配器為主控節(jié)點供電。電源輸入后，經(jīng)過降壓芯片asm－1117典型電路為系統(tǒng)提供3．3v直流電壓。數(shù)據(jù)采集模塊包括環(huán)境溫度采集和光照采集兩種。其中，溫度采集選用ds18b20作為溫度傳感器和isl29010作為光照傳感器，通過在光照傳感器上覆蓋紅藍(lán)光濾光片以及軟件修正，實現(xiàn)對光合作用有效波段監(jiān)測。時鐘模塊根據(jù)ds1302芯片手冊中典型電路設(shè)計，可實現(xiàn)系統(tǒng)時間設(shè)制以及定時控制功能。同時，為滿足系統(tǒng)后期擴(kuò)展需求，將剩余i/o口作為備用擴(kuò)展口使用，以提高系統(tǒng)實際應(yīng)用及二次開發(fā)能力。
2．2驅(qū)動節(jié)點及植物led執(zhí)行器設(shè)計。
驅(qū)動節(jié)點屬于精簡功能設(shè)備，只完成調(diào)光控制命令接收與信號輸出功能，可減少外圍電路設(shè)計，降低了智能調(diào)光系統(tǒng)的成本。驅(qū)動節(jié)點包括核心處理模塊、無線接收模塊、電源模塊和繼電器模塊。具體電路為:p1．0連接紅光led驅(qū)動電路，p1．1連接藍(lán)光led驅(qū)動電路，p1．5連接紅光信號繼電器，p1．6連接藍(lán)光信號繼電器。led執(zhí)行器包括驅(qū)動模塊及紅藍(lán)光led燈組，由24v電源供電。驅(qū)動模塊選擇pt4115驅(qū)動芯片，是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的`降壓恒流源，可用于驅(qū)動一顆或多顆led串聯(lián)。led燈組根據(jù)植物生長所需光環(huán)境由若干紅藍(lán)光led按比例組成。
3系統(tǒng)軟件設(shè)計。
本系統(tǒng)以iar為軟件開發(fā)平臺，可以直接對zig-bee協(xié)議棧進(jìn)行開發(fā)移植，生成高效可靠的可執(zhí)行代碼，并對代碼進(jìn)行調(diào)試。代碼采用c語言開發(fā)，不僅有利于軟件代碼的可讀性，而且能夠滿足對硬件功能的調(diào)試和控制，大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期。系統(tǒng)軟件主要包括節(jié)點間數(shù)據(jù)傳輸和節(jié)點功能軟件兩個部分。節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸過程:首先，通過主控節(jié)點進(jìn)行信道掃描，選擇合適的信道組建網(wǎng)絡(luò)。在ieeee802．15．4協(xié)議中，將2．4g頻段劃分16個信道，編號為11－26。本系統(tǒng)選擇默認(rèn)值11信道。構(gòu)建成功后，驅(qū)動節(jié)點以直接方式加入網(wǎng)絡(luò)，即驅(qū)動節(jié)點作為主控節(jié)點的子節(jié)點，由主控節(jié)點向驅(qū)動節(jié)點發(fā)送，作為其子設(shè)備命令。主控節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中起協(xié)調(diào)器作用，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。為確保系統(tǒng)安全可靠工作，系統(tǒng)采用分布式分配機(jī)制為每個節(jié)點分配自己的地址，主控節(jié)點在組網(wǎng)以后使用0x0000作為自己的短地址，在驅(qū)動執(zhí)行節(jié)點加入系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)后，由主控設(shè)備隨機(jī)分配一個不重復(fù)的16位短地址作為自己唯一的地址來進(jìn)行通訊。主控節(jié)點控制軟件包括兩類傳感器解析函數(shù)、計算決策程序、參數(shù)設(shè)定程序、液晶顯示程序和時鐘程序等子程序;驅(qū)動節(jié)點作為終端節(jié)點，在完成調(diào)光控制命令接收后，將控制信號輸出給繼電器和驅(qū)動電路;led執(zhí)行器根據(jù)調(diào)光控制命令實時調(diào)節(jié)紅藍(lán)光led燈組狀態(tài)，實現(xiàn)溫室光環(huán)境的多種方式以及無線控制。
4運行結(jié)果。
本設(shè)備已通過實驗測試，并應(yīng)用于西北農(nóng)林科技大學(xué)某實驗基地。試驗證明，系統(tǒng)可根據(jù)用戶實際需要實現(xiàn)手動控制、定時控制、閾值控制以及定量控制等多種控制方式調(diào)光，且所有控制命令均可采用無線傳輸方式進(jìn)行準(zhǔn)確傳輸。其中，在閾值控制方式下，主控節(jié)點可完成溫室實時溫度、紅藍(lán)光光強(qiáng)等環(huán)境因子檢測，并基于光合作用機(jī)理精確決策溫室作物實際需光量;驅(qū)動節(jié)點可穩(wěn)定接收實際調(diào)光數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確輸出給驅(qū)動電路和繼電器，led執(zhí)行器可根據(jù)控制命令準(zhǔn)確調(diào)節(jié)led燈組輸出狀態(tài)。
5結(jié)論。
（1）本文設(shè)計了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施農(nóng)業(yè)調(diào)光系統(tǒng)，可通過用戶實際需求選擇多種控制方式對溫室作物光環(huán)境進(jìn)行無線調(diào)控。其中，閾值控制方式綜合考慮作物光合作用影響因素，根據(jù)溫室溫度、紅藍(lán)光光強(qiáng)等環(huán)境因子精確計算作物實際需光量，實現(xiàn)了溫室光環(huán)境的實時按需調(diào)節(jié)。
（2）系統(tǒng)結(jié)合溫室實際生產(chǎn)條件，采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸調(diào)光命令，有效降低了系統(tǒng)部署難度與維護(hù)成本;采用新一代led光源，減少了生產(chǎn)成本，節(jié)約了能源。
（3）經(jīng)過實際部署和運行證明，系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確性高、部署簡單和能耗少等優(yōu)點。
傳感器的論文篇十六
傳感器應(yīng)用極其廣泛，而且種類繁多，涉及的學(xué)科也很多，通過對傳感器的學(xué)習(xí)讓我基本了解了傳感器的基本概念及傳感器的靜、動態(tài)特性電阻式、電容式、電感式、壓電式、熱電式、磁敏式、光電式傳感器與光纖傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用。傳感器的特性主要是指輸出入輸入之間的關(guān)系。當(dāng)輸入量為常量或變化很慢時，其關(guān)系為靜態(tài)特性。當(dāng)輸入量隨時間變換較快時，其關(guān)系為動態(tài)特性。
前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。
傳感器的作用主要是感受和響應(yīng)規(guī)定的被測量，并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成有用輸出，特別是完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換。傳感器的組成并無嚴(yán)格的規(guī)定。一般說來，可以把傳感器看做由敏感元件（有時又稱為預(yù)變換器）和變換元件（有時又稱為變換器）兩部分組成，。
敏感元件。
在具體實現(xiàn)非電量到電量的變換時，并非所有的非電量都能利用現(xiàn)有的技術(shù)手段直接變換為電量，有些必須進(jìn)行預(yù)變換，即先將待測的非電量變?yōu)橐子谵D(zhuǎn)換成電量的另一種非電量。這種能完成預(yù)變換的器件稱為敏感元件。
變換器。
能將感受到的非電量變換為電量的器件稱為變換器，例如，可以將位移量直接變換為電容、電阻及電感的電容變換器、電阻變換器及電感變換器，能直接把溫度變換為電勢的熱電偶變換器。顯然，變換器是傳感器不可缺少的重要組成部分。
在實際情況中，由于有一些敏感元件直接就可以輸出變換后的電信號，而一些傳感器又不包括敏感元件在內(nèi)，因此常常無法將敏感元件與變換器加以嚴(yán)格區(qū)別。
通過本學(xué)期的學(xué)習(xí)讓我了解在實際使用中對傳感器的選擇的要。
求如下：1、根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型。
要進(jìn)行—個具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定.因為,即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大小;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,國產(chǎn)還是進(jìn)口,價格能否承受,還是自行研制.
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指針.
2、靈敏度的選擇。
量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大,有利于信號處理.但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度.因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡員減少從外界引入的廠擾信號.
傳感器的靈敏度是有方向性的.當(dāng)被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好.
3、頻率響應(yīng)特性。
傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時間越短越好.
傳感器的頻率響應(yīng)高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低.
在動態(tài)測量中,應(yīng)根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過火的誤差.
4、線性范圍。
傳感器的論文篇十七
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