范本是一种具有代表性的写作作品,具有一定的权威性和示范作用。以下是小编为大家搜集整理的一些范文范本,希望能够为大家的写作提供一些参考和借鉴的素材。
传感器的应用论文(通用17篇)篇一
新课程标准对信息技术与物理课程的整合提出了具体要求,尤其是将传感器列入中学物理课程。提出“了解常见传感器及其应用,体会传感器的应用给人们带来的方便”。
实验是物理的基础。要做实验就离不开测量。传统的物理实验是将各种物理量(如温度、时间、力、加速度等)转化为长度进行度量。传感器则是将各种物理量转换成电信号,人们对电信号作出进一步的分析和处理。传感器进入中学物理实验室,成为信息技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新突破口。过去实验测量工具器材是水银温度计、打点器、天平,现在则是用力的传感器、温度传感器、电磁传感器来探测物理量,显示物理实验数据,运用计算机强大的计算功能探索物理规律。学生在这样的环境下体验“做科学”的探究过程,来实现科学素质的培养。
借助数字化实验室提供的先进技术手段突破传统实验手段的限制,大幅度改进原来做不出、做不好的实验,变“不可见”为“可见”,由“抓不住”到“抓得住”,将“不好做的”转变为“好做的”。
一、变不可见为可见。
将力传感器用于超重、失重实验,使用位移传感器研究加速度。
超重、失重是生活中的常见现象,电梯升降、神舟号在太空中遨游时航天员的失重现象等,学生们都能一一列举出来。然而如何从物理学的规律出发来认识超重、失重的原因,却是一个教学难点。原因是学生看不到超重、失重过程中压力的变化。超重、失重现象发生在物体变速运动的过程中,按照传统实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化;而且在课堂中演示超重、失重所经历的时间又很短暂,学生根本看不清弹簧测力计示数,更谈不上记录数据,提供给学生作为分析的依据。而引入力的传感器,便解决了这个问题。
在学习牛顿第二运动定律时,利用传统实验器材,学生只能通过物体的运动速度、位移间接地计算出物体加速度的大小,而且也只能研究匀加速运动物体的加速度。利用力的传感器和位移传感器设计实验,直接测量出了物体运动过程受到的外力和加速度的数值,并利用计算机绘制出了力和加速度一一对应关系的图线,提高了实验的直观性和课堂教学效率。并且,由于传感器实验不受物体运动情况的限制,学生还可以研究做非匀加速运动物体的加速度,使学生很容易理解牛顿第二运动定律的瞬时性,很快突破了难点。
二、由抓不住到抓得住。
将电流传感器用于自感现象实验。
在自感现象实验教学中,闭合开关通电,出现了一个灯泡先亮,一个灯泡后亮的现象。这是由于电磁感应引起通过两个灯泡的电流不同产生的自然现象。以往教师只能通过理论分析电流的变化情况,学生无法直接观察到电流变化的情况,只能被动接受教师的分析,头脑中很难有形象的物理情景作支撑,形成了教学中的一个难点。我们引入电流传感器,将电流的变化记录为图像,使学生直观地看到了自感对电流的影响,帮助学生认识了自感现象的本质。在这个基础上,教师又启发学生从电磁感应的理论出发来分析断电时自感现象中电流的变化情况,并利用电流传感器实时记录电流变化图像,印证学生分析推理的正确与否。在这个过程中,学生由被动地听讲变成主动参与,在积极地对话交流过程中,加深了对自感现象本质的理解。这样不但解决了传统实验仪器不能直观反映出本质现象的弊端,增强了教学效果,而且还加强了学生的主动参与,大大提高了课堂教学的效率。
三、将不好做的转变为好做的。
同时使用力传感器和光电门传感器进行向心力研究。
在以往的向心力教学中,由于理论推导和实验证明都很困难,教师只能直接给出向心力公式,无法进行任何理论推导和实验证明。而利用力传感器和光电门传感器,可以直接获得一个做圆周运动物体所受到向心力、线速度的数据,进而从数据分析中得到向心力公式。
四、对传统实验进行“再挖掘”,开发其潜在的教育和教学功能。
在信息技术的支持下,探究式教学模式可以发挥更大的作用。探究式教学是以探索、研究物理规律为出发点,以实验活动为中心,以学生的可持续发展探究能力的培养为根本的一种教学方法。
传统的教学方法使学生从道理上得到了一个合法逻辑的结论,然而在实际中什么是动量,什么是冲量,什么是动能,为什么动能的.定义要有一个1/2的系数?学生是没有感性认识的。在运用传感器进行动能定理、动量定理的教学过程中,教师鼓励学生充分利用实验创设的真实情景,在实验全过程中主动地进行探索、学习,教师则加强对学生问题的了解,并加以适当的指导,尽可能调动学生的积极性;同学们在解决问题时讨论、互助、合作,通过处理实验的一系列数据,“发现”新规律,“定义”新的物理量。
这种打乱原有教材内容安排的教学过程,要求的计算量非常大,学生应用计算机已有的程序处理数据,大大提高了课堂效率,体现了信息技术对物理教学的整合。探究式教学不是以定律、公式的灌输为中心,而是以学生为主体,使学生从发现者和探索者的角度出发,从物理数据中,自己得到客观世界的规律,教师在其中并不扮演教化者的角色,而是从旁边点拨和指导,让学生在研究和归纳的过程中,感性地理解物理变化及其规律。这样学生最终不仅可以更深入地理解物理学的现象,而且可以学会物理学的一种精神――独立思考、大胆假设和严谨探索实验的科学精神。
传感器的应用论文(通用17篇)篇二
摘要:21世纪是信息的时代,随着网络的普及,多媒体作为一种现代化的教学工具,在近现代的化学课堂教学中得到了广泛的应用,尤其是在化学实验教学中的应用,它以其抽象性、直观性、安全性赢得了众多师生的喜爱,同时还大大的推动了本学科的发展。本文就多媒体技术在高中化学实验中应用的优点以及需要注意的问题进行初步的探讨。
关键词:多媒体化学实验应用思考。
化学是一门以实验基础的学科,在化学实验教学中引入多媒体技术能最大程度地、栩栩如生地、形象生动地进行实验模拟,以此来刺激学生的多种感觉器官,这不仅有利于激发学生的学习兴趣,拓宽学生的知识面,而且还可以弥补传统教学模式、方法的不足并提高课堂的教学质量和教学效率。但是多媒体技术在化学实验教学中的运用并不是只有积极的作用,它也存在不足之处,下面将分别详细的进行阐述。
1.1在实验原理微观分析中的应用。
化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。因此,化学的研究对象就要涉及到物质的微观状态和化学反应机理。因为微观世界既看不见也摸不着,所以学生对化学中微观世界的认识,利用传统的教学,学生是很难理解和掌握的。使用多媒体,结合必要的文字、图像、声音等信息,这些教学信息能够在较短的时间内触及学生的多个感官,给学生留下深刻地印象,让学生了解微观世界,理解化学反应的实质与原理。这不仅有利于学生的学,更有利于教师的教。例如,在教学实验电解水的原理时,利用多媒体模拟水分子演变成氢原子和氧原子的过程。又如物质溶于水,电离形成离子的过程;离子化合物、共价化合物形成过程中电子的转移,这些都需要运用多媒体技术,使微观抽象的知识变得宏观具体而易懂。在物质结构选修教材中,杂化轨道的形成,更离不开动画课件的帮助。多媒体以及其丰富的表现力,给学生创造了直观形象的认知平台,使学生达到掌握知识的目的。
1.2在规范化学实验操作中的应用。
化学实验基本操作是化学实验操作的基础,操作的正确性和规范性将直接影响实验的现象和结果的准确性。因此中学阶段养成良好的实验操作习惯,对于培养学生的动手和探究能力有着非常重要的作用。例如,化学实验基本操作中的“量、取、滴、热、洗”的教学,以及各种仪器的特殊使用都可用多媒体课件进行演示。又如浓硫酸的稀释实验,在课堂上教师一般演示的都是正确的操作步骤,对于不正确的操作教师只进行讲解,告诉学生应该怎么做,不应该怎么做,时间久了学生会觉得老师是在危言耸听,便会置之不理。然而通过多媒体可以对浓硫酸滴人水中便释放出大量的热使液体飞溅的现象进行模拟,引起学生的高度重视,从而帮助学生正确掌握实验操作的基本规则和正确认识实验装置,提高学生的实验能力,为以后的学习和探究打下夯实的基础。
1.3在复杂性、危害性、有毒性实验中的应用。
在教科书中有些实验比较复杂耗时,有些实验又有毒而具有危害性,但又必须让学生对这些实验有所了解。我们都知道化学这门自然学科对实验中所用试剂的量和操作步骤的顺序等都有一定的要求,如若学生操作不规范,轻者引起实验失败,重者引起实验事故,甚至有可能造成实验者的生命危险。如果采用传统的教学方法,是无法完成教学目标的,也很难达到教学目的,若采用多媒体网络技术,对操作中易出错的后果进行模拟,让学生加深印象,做到心中有数。例如在讲解元素周期律时,第三周期从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐加强。这是通过做实验或阅读资料而得出的规律。在这些实验中有些实验室无法做的,如果让学生死记硬背这些知识,既枯燥无味又易忘记或记混淆。然而只有实验才能加深学生的印象,若用多媒体模拟实验,就会取得很好的教学效果。氢气与氯气在光照或点燃时发生爆炸而化合等实验。应用多媒体,既可以观察实验现象,同时又避免了不安全实验对师生身体的伤害。
传感器的应用论文(通用17篇)篇三
传统的化学实验教学,学生只能够通过书本或者是教师的讲解来获得化学知识,对于一些物质变化和微观物质的运动只能够靠头脑想象来理解,多媒体技术的应用就使得一些微观物质的运动通过多媒体课件来变成动态、立体、有形的物质,这样一些抽象难懂的化学知识就变得极其容易理解,教师也可以利用多媒体技术来将金属的冶炼过程进行展示,尤其是对于中职的学生来说,由于课程时间较短,学生较多,导致了学生的注意力下降,而多媒体技术能够集中学生的注意力,将金属的冶炼技术和冶炼的原理呈现给学生,这样学生对于整个金属冶炼的过程就会有着清晰的认识,从而激发了学生学习的兴趣。
1。2提高了化学实验的准确性。
学生在化学实验的过程中,由于化学物质的.特殊性,一旦实验失败,极容易发生危险,在这样的情况下,学生就会产生畏惧的心理,对于化学实验失去兴趣。多媒体技术的引用,学生可以在电脑上进行实验的操作,对于实验操作有着一定的了解,对于错误的地方要明确的标出,还要掌握正确的方法,从而提高学生学习的效率,化学实验的准确性也能够在一定程度上得到提升。
1。3能够提高学生对于化学实验的理解和数据处理的能力。
化学实验教学的过程中涉及到一些极其抽象的原理和概念,而多媒体技术能够很好的将这些微观的物质展现出来,学生就能够对这些抽象的原理和概念进行理解。例如电解饱和食盐水在讲解的过程中,需要制作三维动画来对电解过程中微观的动态进行了解,这样电解饱和食盐水在电解的过程中所有的微观原理学生就能够充分的掌握。利用动画对电极反应的过程进行模拟,学生在脑海中就会留下深刻的印象,而且一些比较复杂的作图实验学生利用计算机就可以进行,对于实验数据通过计算机软件中的excel就能够处理,趋势图也会更加的精确,直观又简单。
将本文的word文档下载到电脑,方便收藏和打印。
传感器的应用论文(通用17篇)篇四
摘要:物理学是一门以实验为基础的学科。物理真理和概念,都是通过反复的实验发现的。在高中物理的学习中,学生能通过物理实验,在物理学习中联系生活,从物理实验操作的实践中获得物理知识。因此,在高中物理教学中,教师需要重视实验教学,针对不同层次的学生灵活应用实验教学。
物理实验正是物理学的基础。学者们通过合理猜想、实验探究发现世界的真理。因此,在高中物理的教学中,需要培养学生的动手操作能力和实验探究能力就需要重视物理的实验教学。这样,才能培养出更具有创新能力、实践能力、动手能力的学生,促进学生的全面发展。
一、认识实验在物理教学中的重要性。
物理实验教学可以给学生强烈的视觉冲击,同时可以让学生将实验与日常生活的物理现象联系在一起,加深学生对所学知识的印象。物理实验教学,对学生以下几个方面的能力有重要影响:
1.激发兴趣,自主探究。
实验具有鲜明的现象,学生受到视觉的冲击,对于实验的结果和现象有着更为深刻的印象。同时,通过对现象的观察,发现问题,激发学生对于物理学习的兴趣,并且在学生对于自己的观察所得有所疑惑时,加以引导,便会更进一步培养学生的自主探究能力。
2.提高观察能力和动手操作能力。
教师如果一味地教授理论知识,而忽视对学生观察能力和动手能力的培养,这样不仅不利于学生对所学知识的认识,也不利于学生的全面发展。而物理实验教学,让学生通过自主的操作实验,其对自主观察到的实验结果印象更为深刻,对于实验所涉及的知识点的了解也会更加深刻,同时,学生的自主探究能力和基本实验技能也得到了提高。
3.培养学生的创新能力。
通过探究实验,学生的主观能动性得以发挥,学生通过自主学习,能够进一步激发学生的学习潜能。同时,物理实验中,某一个控制变量的变化,实验结果往往会有较大的差异,学生可以通过探究问题出现的原因,学会从多个角度思考问题,这样有利于培养学生的创新能力。
二、实验在物理教学中的.实践性应用。
目前,受物理实验室和物理实验器材的局限,学生所进行的物理实验大部分是小组实验。小组实验能培养学生的协作能力和自主探究能力,然而,在目前的物理教学中,物理小组实验的教学往往没有得到重视。因此,下面提出几点物理实验教学的建议:
1.端正学生对物理实验的态度。
许多学生认为实验与考试无关而忽视物理实验,这样,()不利于学生对所学知识的深刻认识和理解。因此,教师首先需要引导学生正确认识物理实验对于物理学习的重要意义。首先教师可以通过讲述物理知识背后的小实验,让学生认识到实验是物理学的基础。
此后,教师可以通过课堂演示实验,让学生对于物理知识有一定的感性认识,帮助学生更好地认识和了解物理实验的具体内容,让物理实验教学达到预期的教学效果。
2.帮助学生明确观察的目标。
每个物理实验都有其针对性和目的性,因此,学生在进行物理实验时,或在自主设计小组物理实验步骤的时候都应首先明确实验的目标。只有明确实验目的后,才能了解实验,而实验教学的效果也更显著。
3.针对不同阶段,教师应该采用不同的实验教学方式。
在学生动手能力和实验设计能力较低时,教师应设计合理的实验方案,引导学生进行探究式实验。学生刚刚开始接触一个新的物理实验时,往往对于实验的了解太少而无法顺利完成实验。此时,需要教师加以耐心的引导,帮助学生明确实验的目的,理清实验的步骤和思路。
学生通过小组合作,进行实验方案设计时,教师可以提出几点注意事项和要求,帮助学生明确实验的内容、要求和目标。此外,教师需要关注学生在实验中小组合作的效率,解答学生在实验设计和实验操作中的问题,同时不断吸取教学经验,改良实验教学的方法。
同时,教师可以根据学生所设计的实验方案发现学生物理学习中的盲点和易错点,让教师更好地了解学生。通过小组合作的实验设计,充分发挥学生在物理学习中的主体地位,培养学生的协作能力、自主性、积极性、探究能力以及创新精神。
5.重视实验总结。
印象。
如果学生的实验成功,学生在完成报告时,可以发现实验成功的关键要素,并且能够牢记在心。而如果学生的实验失败,学生可以在完成总结报告时,寻找失败的原因,对影响实验结果的因素有更为深入的认识。
6.教师需要重视提高自身的物理实践操作的专业水平。
学生对实验的态度和实验流程的认识、实验理念的认知都来源于教师。因此,教师需要不断进行自我完善,关注实验的细节。特别是在实验演示教学中,教师应严格要求自己,进行演示操作应更应严谨、规范,注意实验的每一个细节。教师作为示范者,应引导学生正确认识物理实验,严肃对待物理实验,并认真进行自主探究实验。
物理来源于生活,而物理的概念来源于重复性的实验。实验是物理研究的重要部分,是物理学的基础。因此学校与教师应该重视高中物理教学中的物理实验教学,认清物理教学的重要性,教师在不断完善自身的物理实验操作专业水平的同时,应帮助学生端正对物理实验的态度,培养学生的实验技能与实验设计能力,激发学生对物理学习的兴趣和探究精神。
参考文献:
[1]张玉国。浅谈实验在高中物理教学中的重要性[j]。中国校外教育,(26)。
[2]苟举强。浅谈高中物理教学方式的多样化[j]。学周刊,2013(26)。
[4]王作印。高中物理探究式实验课堂构建[j]。太原城市职业技术学院学报,2013(08)。
(作者单位甘肃省庆阳市镇原县镇原中学)。
传感器的应用论文(通用17篇)篇五
姓名:安班级:学号:滨。
2013级本科三班。
201315110101。
论文分析:
意义:光纤传感技术是一门新兴的应用物理技术,它在石油、通信、化工检测以及各种参量测量方面具有许多独特的优点,有广阔的应用前景。近年来,光纤技术已逐渐渗透到各研究领域,其应用范围日渐广泛。随着光纤传感系统在国防军事、航空航天、工矿企业、土木建筑、能源环保、生物医学、计算测量、自动控制等各领域的应用,对光纤传感系统的性能也不断提出新的要求。光纤温度传感器特别适用于易燃易爆的工作环境,从而弥补了传统的点温度传感器的不足。主要内容及研究思路:本文从光纤的基础入手,首先介绍了光纤的基础知识,然后结合传感器引入了光纤温度传感器的定义,分类及工作原理。本课题研究的是一种非功能性光纤温度传感器,它是利用高度敏感的双金属片作为感温元件,金属片的变化改变了光纤的通光强度。
目标:光纤温度传感器可以达到不但测温对象广,从监测相对低温的生物过程到监测高温的发动机零件,而且测量准确度、灵敏度高,抗电磁能力强,传输距离远,使用寿命长,价格相对低廉,使用更加经济。今后光纤温度传感器研究方向将会进一步提高传感器的精度、可靠性;提高抗干扰能力、稳定性,并简化器件结构,降低成本。
目录。
第1章前言。
2.4纤端光场的光强分布函数选取。
3.2实验主要设备和材料3.3实验搭建与调试第4章实验结果分析。
5.1实验结论。
5.2光纤温度传感器存在的不足和展望参考文献致谢。
第1章前言。
1.1选题背景及研究意义。
1.2光纤传感器国内外研究现状。
1.2.1国外研究现状。
1.2.2国内研究现状。
1.3光纤传感器及其组成与分类。
1.4本论文的主要内容。
本文所采用的温度变换器为u型双金属片,依据双金属片的位置随温度的变化而变化的原理,利用双金属片的纵向位置改变来调制光纤探头接收到的光强,从而实现温度对光强的间接调制。与传统的指针式双金属片温度计相比,本传感器具有快速、灵敏、便于实现与计算机接口连接等优点。研究从基本的概念入手。
第2章光纤温度传感器理论。
2.1光纤基础知识介绍。
2.1.1光纤的结构和分类。
2.1.2光纤的传输原理。
2.2热敏元件双金属片工作原理。
2.2.1双金属片弯曲机理及其选取。
2.2.2双金属片得到选取及其补偿和调制机理。
2.2.3双金属片温度变换对位移的补偿机理及其位移的计算。
2.3光纤探头的原理。
2.3.1光纤反射式调制原理及与光强分布的关系。
2.3.2光纤传输信号准共路理论。
2.4纤端光场的光强分布函数选取。
第3章光纤温度传感器系统组成与实验步骤。
3.1实验原理。
3.2实验主要设备和材料。
3.3实验搭建与调试。
3.3.1led光源i-p特性曲线测试。
3.3.2反射式光纤位移传感实验。
3.3.3光纤温度传感器实验。
第4章实验结果分析。
4.1位移光强曲线的测定及其与理论曲线的对比。
4.2温度光强曲线的测定及出现的问题和解决办法。
4.3测温曲线的选取及传感器测温范围的确定。
第5章结论与展望。
5.1实验结论。
5.2光纤温度传感器存在的不足和展望。
参考文献。
致谢。
传感器的应用论文(通用17篇)篇六
在科学技术高度发展的现代社会中,我们主要依靠检测技术获取、筛选和传输信息来实现自动控制。光电传感器本身具有反应快、精度高、可靠性高等优点,而且其在测量速度方面较快,所以在自动测量领域中得到了广泛的应用。本文主要针对光电传感器的原理以及其应用等相关问题进行简要探讨。
在社会和经济快速发展的背景下,信息技术获得了广泛的应用,并在现代社会中发挥着重要的作用。很多人在得到资料后通过一系列科学的分析,加工,处理,才能正确认识和把握规律,促进科技工艺的发展。通过对信息的自动采集和过滤,获取有效的控制信息,可以提升企业的竞争力。
光电子和微电子技术的有效结合,形成了新的光电传感信息技术,这一技术的应用,使精度更高,响应速度更快,是具有高可靠性和高精确度的光电传感器,并且能对表格进行更灵活的测量,在自动检测技术当中得到了非常广泛的应用。光电传感器的应用可以实现对光学部件的有效检测。
光电效应分为外部和内部光电效应光电效应。外部光电效应指的是表面电子的某些对象的光照射发生逃逸的现象,也称为电光效应以外光电子效应。基于在光电元件上具有光电管,光电倍增管等光学效应的外部光电效应是指光对下一个对象造成影响时,原子的内部电子被释放,但这些电子不会发生表面的逃逸现象,而是仍保持在所述主体的内部,从而使所述被摄体的变化的电阻率或产生电动势。主要包括光敏电阻器,光电二极管,光电池等光电元件。在光电材料的光,电子材料吸收能量,如果电子的表面能吸收足够的,电子将克服逃逸的束缚到空间,这是光电效应以外的外表面。
因此,如果光电子逃逸面中,w不同的材料具有不同的功函数,入射光具有一定的频率限制,并且仅当入射光的频率大于该频率的限制,将已光电子,否则力度不大,也不会有光电子,这个频率所具有的上限我们一般把它称为“红色极限”。而光在电效应当中,价带与正常情况下的那些半导体材料之间所具有的带隙能量间隔在导带之间,价带电子不会自发如果通过转换到导带,使得导电半导体材料少得多的导电,但是,以某种方式与价带电子提供能量,它可以被激发到导带,形成一个载体,增加的方式的导电性时,光对于入射光的能量的激励。例如,价带电子将吸收这些具有很高能量的光子,并将其过渡到导带之中,从而留下一个介质孔当中的价带,这样也可以形成一对可以用来导电的电子――空穴对。虽然没有相关的逃逸电子或光电子形成,但是显然有电气效应是由于被光电效应中所产生的光。
房间。
光电传感器可以检测已被广泛应用于光的变化量而引起的检测技术,工业自动化和智能控制等领域。在这里,我们来说明这种传感器中的应用生产和生活。
所谓光隔离器一般是由一个发光的二极管或者光电晶体管在同一封套的组合物进行安装而成的。发光二极管的光敏电阻器,发光二极管光电晶体管。其中发光二极管的光电晶体管是被最广泛使用的,经常在隔离一般信号中使用;发光的光敏可控硅电源隔离的驾驶情况下使用二极管;发光二极管或在直接驱动低功率负荷的场合中使用的达林顿复合管。
当扫描条形码笔尖上移动,如果遇到黑线,所述发光二极管的光就会由黑线被吸收,光电晶体管不接收反射的光,高阻抗电流干旱,在横截面中比状态由于当由发光二极管发出的光,被反射到光电晶体管的基极的颜色空间满足,光电晶体管导通,整个条码扫描之后,条形码到光电晶体管的电脉冲信号,将信号放大,脉冲列的形成后成形,然后通过计算机处理,以完成的条形码信息的识别。
2
光电探测器在纬纱织机用检测器,以确定是否断裂时在喷射纬纱效果的进步,红外发射红外光,经纬线反射的接收到的光电池,如果没有接收到电池中的光的反射信号,则纬纱已破裂,因此光电池的输出信号,经过随后的电路放大,脉冲整形,并控制机器的正常操作是打开还是关闭报警。
因为纬纱非常薄,并向前摆动,漫射光的生成,减弱了反射光的强度,并伴有背景的杂散光,因此要求塞具有高的灵敏度和分辨率,为此,利用红外线led高电流小电源脉冲占空比,它将确保发光管的寿命,而且在瞬间射的光,以提高检测灵敏度。
一些广泛运用的光电传感器仍等着我们去研究,去探索,如在太阳下,还不能很好看清手机和电脑的显示,那么我们就可以用它来更改手机的感光器件和屏幕亮度,同样的,空调调节,可以红外线检测自动调整到舒适的温度的身体,当温度过高或过低时,打开空调即可调整到人的舒适范围温度,由此可见,光电传感器将会使我们的生活更方便。
[1]张梦欣.自动检测与传感器应用[m].中国劳动社会保障出版社.
传感器的应用论文(通用17篇)篇七
摘要:本文探讨压阻式传感器mpx10在制笔机械真空度控制的应用,给出了mpx10的技术数据,检测转换电路,及传感器在塑料笔杆成型时真空度控制设计与系统调试实际应用,对其他类似压差控制具有一定参考意义。
关键词:mpx10;真空度检测;真空度控制系统。
1控制要求。
塑料笔杆生产工艺需要经挤出机模芯挤出成管、牵引冷却定型、切断成长管,再经切断机切断平口成笔管长度,最后经自动攻丝机双头攻丝成为成品。经挤出机模芯初步成形后的笔管,进入水槽冷却固化定型,为保证同心度、壁厚、内径、外径尺寸,需在冷却水槽前部设置一部分真空段,使笔管扩张到规定要求。笔杆型号各样、材料不同、挤出速度变化、牵引速度变化、水槽前后风量变化等很多因素影响着真空段的真空度。在实际生产中,要求真空度稳定。
2设计方案。
本文的设计方案是:冷却水槽抽真空由1台三相交流电动机驱动的排风机完成,电机由变频器控制,水槽相对密封,只有前后笔杆进出有空气进入。水槽真空冷却段上方开孔2个,安装压差传感器检测真空度、指针式负压表指示实际负压。变频器给定需要的真空度,压力传感器和变频器构成闭环控制。压力检测:mpx10压阻式压差传感器。p1孔外置于大气,p2孔检测水槽内负压,压差代表真空度。排风机控制:排风电机用变频器控制速度,采用变频器内置pid控制器,变频器面板给定作为真空度给定值,由传感器mpx10检测的实际真空度作为反馈量,完成真空度闭环控制,使各种影响真空度的干扰源包括在内,自动完成真空度稳定。真空度:本文指相对于大气压的.负压程度,以百分比(%)表示。
3方案实施。
控制系统由压力检测与转换、变频器闭环控制组成。3.1压差检测与转换如图2所示,压差检测采用motorola压阻型集成芯片mpx10,体积小,集成度高,线性度好,内带电桥平衡电路,实现温度自动补偿。技术数据:压力范围为0~10kpa,最大承压范围75kpa,灵敏度3.5mv/kpa,零压偏差典型值20mv,工作电压+5v(典型值3v)。p1孔外置于空气,p2孔检测水槽内负压,压差代表真空度,经mpx10转换成差分电压。mpx10的1、3脚为电源,2、4脚输出差分电压。转换电路:采用差分式仪表放大器,3个电位器分别调整芯片工作点、放大比例、零位。零位调整使p1、p2都置于大气时放大器输出电压为零。转换电路把工作所需最大负压转换成+10v输出。运算放大器为集成电路四运放lm324。3.2变频器闭环控制系统使用变频器内置pid,给定真空度范围1%~100%,由操作面板直接以数字设定;反馈0-+10v信号接入变频器电压模拟量输入端,10v对应最大负压,量化为给定值100%。由于系统较简单,变频器内置pid完全能够达到要求,不必制作pid控制电路板。
4调试结果。
本文取材于对无锡信立文具用品公司橡塑笔杆制笔设备改造。(1)电路板调试:当p1、p2均置于大气压时,调节rp1使mpx10差分输出电压为0;短接仪表放大器输入端,调节rp3使仪表放大器输出为0;电路板正常接线,变频器开环控制,使真空度达到需要的最大时,调节rp2使电路板输出为10v。(2)变频器参数设置:设定为pid控制,面板百分比给定,模拟电压输入为反馈信号;v/f控制模式,负载为风机水泵;pid参数,d参数设定为0,p参数影响超调量设置中等,i参数影响真空度稳定性,适当大些则稳定度更好。按照上述设计,适当调整变频器pid参数,达到真空度控制要求,实际效果很好。由于使用内置pid,真空度数字化更直观。经过改造的设备,调试与使用简单直观,真空度稳定性好。
参考文献:
传感器的应用论文(通用17篇)篇八
针对智能传感器的小型化、智能化、网络化的发展趋势,我们应该设计一种多功能集成的智能传感器。智能传感器的实现是在传感器、计算机、信号处理、网络控制等技术的基础上发展起来的,它综合了上述这些技术,并随这些技术的发展而发展。在智能传感器的设计上,首先要考虑与外界环境相关的一些物理量信号,这些物理量信号通过敏感元器件转化为模拟信号,对这些模拟信号的检测要求满足实时性和准确性的要求。
在智能传感器的设计中应采用高精度的数据采集芯片。它的功能是以比较低的成本获得极高的分辨率,芯片上集成有多路开关、可编程增益放大器、增益及零点校正等,可以直接处理传感器输出的微弱信号,这样不但简化了设计,而且在提高系统性能的同时降低了成本。
2.1系统结构及组成。
只能传感器系统由以下3部分组成:传感模块、信号处理模块和通讯模块。
2.1.1传感模块。
传感模块将各种物理量转换为电量,主要由具体的传感单元来实现,如温湿度传感单元、光敏传感单元及气敏传感单元等,其输出包括模拟量、数字量、开关量等。它需要对信号进行检测,这主要是通过对max1400的编程来实现的。max1400内部各部分电路的工作状态由一组内部寄存器控制。这些内部寄存器包括8个可单独寻址的寄存器。其中通信寄存器主要控制对内部寄存器的访问;两个全局设置寄存器主要用来选择模拟输入通道、设置调制频率、数字抽取滤波器抽取因子、数字滤波器频率响应和其他工作状态;特殊功能寄存器用于控制整个器件;3个传输函数寄存器分别用来设置对应于3个模拟输入通道的pga增益和dac偏移量;数据寄存器用于保存转换结果。
2.1.2信号处理模块。
信号处理模块以微处理器为核心,主要完成a\d转换、数字信号处理和数据输出调度。从智能传感器高可靠性、低功耗、微体积等特点来考虑,选用winbond公司的w78e58单片机,该型号的单片机性价比高、速度快、程序空间大,能很好地满足设计要求。信号处理单元包含微处理芯片和存储器。一方面用来存储传感器的物理特征:偏移、灵敏度、校准参数,甚至传感器的厂家信息,另一方面微处理器需要根据实际的需要对传感器的输入进行处理和变换,用来实现数据的处理和补偿,以及输出校准。网络接口实现智能传感器之间以及它们与检测控制设备之间的互连,设计中必须保证网络中所有的节点能够满足共同的协议,实现即插即用功能,它是对网络中的每个设备最基本的要求。
2.1.3通讯模块。
通讯模块用来实现本地数据的远程传送及接收远程控制命令等。工业应用中采用的网络形式有多种,现在一般都采用各种现场总线等,我们可以在pc机上广泛使用的tcp\ip协议,这是因为tcp\ip协议已经成为计算机网络通信中的事实标准协议,它具有开放性、低成本、高速度、高可靠性等特点,而且连网方便,有众多的应用和开发软件。实现网络接口的方式一般有两种:软件方式和硬件方式。软件方式是开发者将所采用的协议模式嵌入到特定的芯片中,这种方式的优点是成本低,但实施起来具有一定的困难;硬件方式是直接使用已经嵌入了协议的芯片,使用这些芯片操作简单、使用方便,但它所需要的成本太高,利用这些芯片组网动辄几千元。综合考虑实现的方便性及设备的成本问题,这里采用的是软硬件结合的方式,就是把协议写入到单片机中,用单片机驱动8029芯片的网卡来实现网络接口。
硬件结构的设计:智能传感器的硬件结构应该包含网络化接口,这样便于与远程internet进行通讯的实现,复杂可编程逻辑器件用于进行单片机与网络芯片8029之间的逻辑转换,am作为收发网络数据缓冲区,eeprom用于存放断电需保存的数据,如本机ip地址、网关ip地址等,这些设置都是智能传感器的硬件结构设计中所必须的设备。
软件结构的设计:只能传感器软件设计中的网络接口的实现,采取的是软硬件结合的形式,微处理器2是整个软件设计的核心。一方面,它要处理传统传感器部分传过来的数据;另一方面,它要根据ip地址和端口把待发送的数据压缩成能直接在internet传输的数据包送给网络芯片8029发送,又要根据8029芯片的逻辑时序,对8029进行控制,实现网络数据的发送和接收。由上分析可知,网络接口设计的关键在于完成对待收发数据的解包打包及实现对8029芯片的控制。
3结语。
智能传感器是测量技术、半导体技术、计算技术、信息处理技术、微电子学、材料科学互相结合的综合密集型技术。我们需要对其进行进一步的研究,从而与国际自动化技术水平接轨。
参考文献:
[1]王汝文,宋政湘,杨伟.电器智能化原理及应用[m].北京:电子工业出版社,2003.
传感器的应用论文(通用17篇)篇九
电信工二班。
201400121099传感器应用极其广泛,而且种类繁多,涉及的学科也很多,通过对传感器的学习让我基本了解了传感器的基本概念及传感器的静、动态特性电阻式、电感式传感器的结构、工作原理及应用。
传感器的特性主要是指输出入输入之间的关系。当输入量为常量或变化很慢时,其关系为静态特性。当输入量随时间变换较快时,其关系为动态特性。
传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。
所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量,并按一定规律将其转换成有用输出,特别是完成非电量到电量的转换。传感器的组成并无严格的规定。一般说来,可以把传感器看做由敏感元件和变换元件两部分组成。
通过最近的学习,是我了解到在实际中使用传感器的选择一定要慎重。我们可以根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。其次,当我们在选择传感器时要注意传感器的灵敏度,频率响应范围,线性范围,稳定性,精度等。
人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。
新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
通过对这门课的学习开阔了我的视野,让我了解了以前没有了解的东西。在老师的指导下让我明白了学习要有自觉性,要自己积极主动地去学习。
传感器的应用论文(通用17篇)篇十
随着科技的进步和智能化的不断发展,我们已经进入了数字化时代。现在,智能传感器已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。智能传感器具有广泛的应用,可以用于远程监测、控制和诊断。本文作者将分享一些采用智能传感器的工作和生活经验,并谈论其在现代社会中的重要性。
智能传感器是由微处理器、变送器、传感器和其他元件组成的。它的作用是将物理量转换为可读取的数字信号。传感器部分测量所需的参数,例如温度、压力、湿度和风速等。这些数据传输到微处理器,随后为转换成易于解读的信号。传感器可以通过有线或无线网络连接到主机机构实时读取数据。最终,数据可以被用于采取行动,如更改输送量、发出警报或优化维护计划。
许多制造业和工业生产已经从传统的手动监测方式转变为智能化的自动化控制方式。智能传感器可以确保生产系统的高效性和可靠性,使工人可以更快地诊断问题,减少生产停机时间。此外,利用智能传感器进行预测性维护可以减少维护成本,延长设备寿命,并改善设备的可靠性。智能传感器甚至可以用于优化供应链,并保持库存水平。
智能传感器被广泛应用于家庭自动化系统,如智能家居系统,可用于控制室内温度、照明和安全系统。可以通过智能手机应用或语音控制操作系统,让用户更轻松地管理家庭环境。另外,智能传感器技术还可以应用于医疗保健系统,例如,生理和生命体征监测等。通过智能传感器的帮助,医生可以得到实时数据,对医疗状况进行实时监测和跟踪,从而提高了治疗的效果和准确性。
第五段:结论。
总之,随着科技的进步,智能传感器已经广泛运用于工业、医疗、安保等众多领域,并能够促进现代社会高效地运作。智能传感器所提供的数据不仅可以帮助企业更好的进行高效生产,也可以方便日常生活并且提高医疗和安全保障的质量。因此,在未来,智能传感器的应用将不断拓展,并不断发挥更多更广泛的作用。
传感器的应用论文(通用17篇)篇十一
2.闭磁路变隙式单线圈电感传感器的3.电涡流式传感器工作时,要求线圈距被测物无关的金属物体至少有一个线圈的距离,否则会使降低和非线性误差加大。
5.电位器的种类繁多,按工作特性可分为性两种。
6.差动螺线管式电感传感器主要由两个。
7.电涡流传感器的主体是。因而它的性能对整个测量系统的性能产生重要影响。
8.电容式传感器中,变面积式常用于较大的9.光敏三极管可以看成普通三极管的集电结用替代的结果。通常基极不引出,只有两个电极。
10.光电管由一个光电阴极和一个阳极封装在真空的玻璃壳内组成,其技术性能主要取决于。
11.振弦式传感器是经被拉紧的钢弦作为传感元件,其与弦的张紧力的平方根成正比。
12.振筒式传感器用薄壁圆筒将被测气体或密度的变化转换成频率的变化。
13.所谓光栅,从它的功能上看,就是刻线间距很小的14.振弦式传感器的原理结构中,振弦的一端用夹紧块固定在上,另一端用夹紧块固定在上。
15.对某种物体产生有一个的限制,称为红限。
16.光敏二极管的结构与普通二极管相似,其管芯是一个具有pn结。它是在电压下工作的。
17.振筒式传感器中,激励器与拾振器通过加上放大器和反馈网络组成一个振荡系统,所以振筒是由材料制成的。
二、选择题(5题为多选)。
1.当一定波长入射光照射物体时,反映该物体光电灵敏度的物理量是()。
a.红限b.量子效率。
c.逸出功d.普朗克常数。
2.光敏三极管工作时()。
a.基极开路、集电结反偏、发射结正偏。
b.基极开路、集电结正偏、发射结反偏。
c.基极接电信号、集电结正偏、发射结反偏。
3.在光线作用下,半导体电导率增加的现象属于()。
a.外光电效应b.内光电效应。
d.光电发射。
4.振弦式传感器中,把被测量转换成频率的关键部件是()。
a.激励器b.拾振器。
c.永久磁铁d.振弦。
5.计量光栅上出现莫尔条纹的条件有()。
a.两块栅距相等的光栅叠在一起。
b.两块光栅的刻线之间有较大的夹角。
c.两块光栅的刻线之间有较小的夹角。
d.两块光栅的刻线之间必须平行。
传感器的应用论文(通用17篇)篇十二
1、传感器:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断的元件。
2、传感器的优点:把非电学量转换为电学量,很方便地进行测量、传输、处理和控制。
4、认识一些制作传感器的元器件。
(1)、光敏电阻:光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小。作用:光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
(2)、热敏电阻:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且阻值随温度变化非常明显。作用:半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。
(3)、霍尔元件:霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
十.【教学反思】。
本节课依据学生的认知规律组织教学,引入新课从生活实例入手,设置悬念,提出问题,激发学生兴趣,增强学生的求知欲;在进行“什么是传感器”的教学中注重实验探究,引导学生从两个实验的探究中加以归纳,并通过dislab系统显示传感器的优越性,让学生了解把非电学量转化为电学量的技术意义;在对光敏电阻、热敏电阻和热电阻、霍尔元件这些制作传感器的元器件教学中,注重将教师演示实验与学生动手实验相结合,注重理论与实践相结合。整个教学过程符合新课程的三维目标,体现新课程的理念,注意培养学生的自主、合作、探究能力,注意从生活走向物理,从物理走向生活,以此增进学生的学习能力和科学素养。
传感器的应用论文(通用17篇)篇十三
专业:电气工程及其自动化。
班级:13电气2。
学号:
姓名:张航。
指导教师:张红琴、王九龙。
二〇xx年二月二十五日至三月四日。
前言。
传感器是一种能够感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,其输入信号(被测量)往往是非电量,输出信号常常为易于处理的电量,比如电压或电流。
传感器种类很多,分类标准不一样,叫法也不一样,常见的有电阻传感器、电感式传感器、电容式传感器、温度传感器、压电式传感器、霍尔传感器、热电偶传感器、光电传感器、数字式位置传感器等。在水电厂应用的传感器主要有电流传感器、电压传感器、光电编码器、压力传感器、液位传感器、温度传感器、流量传感器等,主要用来检测位置、直线位移、压力、温度、流量等。
传感器应用的领域是非常多的,传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,传感器虽然应用的领域非常多,但是主要的领域还是分为四个方向的,下面中国传感器交易网来具体介绍一下吧。
传感器目前最重要的应用领域主要是涉及到机械制造,医疗设备上,汽车电子产业,通信技术等领域。
在机械制造方面,工业领域应用的传感器,如工艺控制、工业机械以及传统的;各种测量工艺变量如温度、液位、压力、流量等的;测量电子特性和物理量的,以及传统的接近/定位传感器发展迅速。
在医疗设备方面,专用设备主要包括医疗、环保、气象等领域应用的专业电子设备。目前医疗领域是传感器销售量巨大、利润可观的新兴市场。
汽车电子产业方面,现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键就在于采用压力传感器的数量和水平,目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器,而要求传感器件向小型化、低成本和高可靠性方向发展。
在通信方面,手机产量的大幅增长及手机新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战,彩屏手机和摄像手机市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例。此外,应用于集团电话和无绳电话的超声波传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长。
以上几个方面是传感器应用最多的,传感器也主要销售在这些行业,但是随。
着传感器的发展,很多行业也在积极开发利用传感器,比如一些消费行业,如鞋子上安装跑步传感器,护腕上安装脉搏传感器等。很多新型的传感器都在广泛的被开放利用。
随着科技的进步,对电子秤的应用越来越广泛。传统机械秤是杠杆放大系统,系统中载重架上比较小的垂直偏移经过放大后在秤的刻度上形成很大的指针偏转。然而载重架的偏移量通常很大,所以不允许机械秤安装在工业过程的设备中,相反,用于电子秤的称重传感器的压缩量通常可以忽略不计,可以安装在工业过程设备中。本系统是基于单片机控制的电子秤,控制精度较高,实时性较强,同时采用led显示,既美观又实用。
本系统利用应变式称重台,将四片应变片采用全桥形式接入测量电路,经过运放op07组成的仪表放大器放大,再由串行模数转换芯片tlc549进行a/d转换,转换结果送入单片机at89c51,通过同向门7407驱动四位数码管显示。由称重传感器来的电信号经过放大和处理后,通过模/数转换后在led上显示。仪表放大器的输出需经采集卡采集,经过csy9.0虚拟仪器软件分析,得到较好的线性度和灵敏度后,才能再送入a/d芯片进行转换。
传感器的应用论文(通用17篇)篇十四
(2)、理解光电传感器的应用dd鼠标器、火灾报警器的工作原理。
(4)通过对鼠标器以及火灾报警器的原理的探究,认识光传感器的应用。
【学习方法】:探究实验,讨论。
【学习过程】。
一、问题引入。
二、学习新课。
(2)、电饭锅的工作原理:________________________.。
思考与讨论:
(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度?为什么?
(4)如果用电饭锅烧水,能否在水沸腾后自动断电?
(1)温度传感器测温仪有何优点?
(2)测温仪是如何工作的。
(3)什么是热电偶?
(3)、鼠标器的主要组成?
(4)、鼠标器中光传感器的主要部件是什么?。
(5)、鼠标器的工作原理?
(3)、以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例,简述其工作原理。
实验:把光敏电阻、多用表的直流电流档和干电池按照图甲连成电路,对光照的强度进行比较性测量。光敏电阻受到的光照越强,电路中的电流越大。
白天,将它放在教室中适合阅读的地方,记下电流表的读数,晚上,用它来测灯光对书桌的照明。比较两者的差别。
还可以按照图乙,把光敏电阻r的引脚穿过硬泡沫塑料板z而固定,再罩上内壁涂黑、长度足够的遮光简t,避免杂散光的干扰然后分别把不同的光源l(如蜡烛、几种不同功率的白炽灯泡、日光灯管等)都放在与光敏电阻相同距离(例如1m)的位置,比较它们的亮度。
这个实验也可以用硅光电池来做。由于光电池在受到光照时可以自己产生电动势,所以电路中不用电源。
想一想,怎样用如图所示的装置来制作一个摄影用的曝光表?
典型例题:
【例2】如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图。a为光源,b为光电接收器,a、b均固定在车身上,c为小车的车轮,d为与c同轴相连的齿轮。车轮转动时,a发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被b接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内脉冲数为n,累计脉冲数为n,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是,小车速度的表达式为v=;行程的表达式为=。
传感器的应用论文(通用17篇)篇十五
1微型化(micro)。
为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。
目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(cad)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。
对于微机电系统(mems)的研究工作始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科,是一个极具前景的新兴研究领域。mems的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。经过几十年的发展,尤其最近十多年的研究与发展,mems技术已经显示出了巨大的生命力,此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。在当前技术水平下,微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3d微型结构,从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件,象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1],[2]。目前,这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。
2智能化(smart)。
智能化传感器(smartsensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用领域,如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。
2.1智能化传感器的特点。
智能化传感器是指那些装有微处理器的,不但能够执行信息处理和信息存储,而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样,其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。如智能化压力传感器,主传感器为压力传感器,用来探测压力参数,辅助传感器通常为温度传感器和环境压力传感器。采用这种技术时可以方便地调节和校正由于温度的变化而导致的测量误差,而环境压力传感器测量工作环境的压力变化并对测定结果进行校正;而硬件系统除了能够对传感器的弱输出信号进行放大、处理和存储外,还执行与计算机之间的通信联络。
通常情况下,一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量,其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的;但智能化传感器却能够实现所有的功能,而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。与传统的传感器相比,智能化传感器具有以下优点:
1.智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节,能够对所测的数值及其误差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理,借助于软件滤波器滤波数字信号。此外,还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿,以改进测量精度。
2.智能化传感器具有自诊断和自校准功能,可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时,它将发出告警信号,并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时,它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。
3.智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量,从而进一步拓宽了其探测与应用领域,而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。此外,其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能,也能够使它们适合于各不相同的工作环境。
5.智能化传感器备有一个数字式通信接口,通过此接口可以直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。此外,智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便,譬如,可以对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作,也可以将所测的数据发送给远程用户等。
2.2智能化传感器的发展与应用现状。
目前,智能化传感器技术正处于蓬勃发展时期,具有代表意义的典型产品是美国霍尼韦尔公司的st-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器,以及另外一些含有微处理器(mcu)的单片集成压力传感器、具有多维检测能力的智能传感器和固体图像传感器(ssis)等。与此同时,基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中的重要作用也日益受到了相关研究人员的极大重视。
指出的一点是:目前的智能化传感器系统本身尽管全都是数字式的,但其通信协议却仍需借助于4~20ma的标准模拟信号来实现。一些国际性标准化研究机构目前正在积极研究推出相关的通用现场总线数字信号传输标准;不过,在眼下过渡阶段仍大多采用远距离总线寻址传感器(hart)协议,即highwayaddressableremotetransducer。这是一种适用于智能化传感器的通信协议,与目前使用4~20ma模拟信号的系统完全兼容,模拟信号和数字信号可以同时进行通信,从而使不同生产厂家的产品具有通用性。
能化传感器多用于压力、力、振动冲击加速度、流量、温湿度的测量,如美国霍尼韦尔公司的st3000系列全智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器就属于这一类传感器。另外,智能化传感器在空间技术研究领域亦有比较成功的应用实例[6]。
发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。可以预见,新兴的智能化传感器将会在关系到全人类国民生的各个领域发挥越来越大作用。
3多功能传感器(multifunction)。
如前所述,通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。
3.1多功能传感器的执行规则和结构模式。
概括来讲,多功能传感器系统主要的执行规则和结构模式包括:
(1)多功能传感器系统由若干种各不相同的敏感元件组成,可以用来同时测量多种参数。譬如,可以将一个温度探测器和一个湿度探测器配置在一起(即将热敏元件和湿敏元件分别配置在同一个传感器承载体上)制造成一种新的传感器,这样,这种新的传感器就能够同时测量温度和湿度。
(2)将若干种不同的敏感元件精巧地制作在单独的一块硅片中,从而构成一种高度综合化和小型化的多功能传感器。由于这些敏感元件是被综装在同一块硅片中的,它们无论何时都工作在同一种条件下,所以很容易对系统误差进行补偿和校正。
(3)借助于同一个传感器的不同效应可以获得不同的信息。以线圈为例,它所表现出来的电容和电感是各不相同的。
(4)在不同的激励条件下,同一个敏感元件将表现出来不同的特征。而在电压、电流或温度等激励条件均不相同的情况下,由若干种敏感元件组成的一个多功能传感器的特征可想而知将会是多么的`千差万别!有时候简直就相当于是若干个不同的传感器一样,其多功能特征可谓名副其实。
3.2多功能传感器的研制与应用现状。
多功能传感器无疑是当前传感器技术发展中一个全新的研究方向,日前有许多学者正在积极从事于该领域的研究工作。如将某些类型的传感器进行适当组合而使之成为新的传感器,如用来测量流体压力和互异压力的组合传感器。又如,为了能够以较高的灵敏度和较小的粒度同时探测多种信号,微型数字式三端口传感器可以同时采用热敏元件、光敏元件和磁敏元件;这种组配方式的传感器不但能够输出模拟信号,而且还能够输出频率信号和数字信号.
从目前的发展现状来看,最热门的研究领域也许是各种类型的仿生传感器了,而且在感触、刺激以及视听辨别等方面已有最新研究成果问世。从实用的角度考虑,多功能传感器中应用较多的是各种类型的多功能触觉传感器,譬如人造皮肤触觉传感器就是其中之一,这种传感器系统由pvdf材料、无触点皮肤敏感系统以及具有压力敏感传导功能的橡胶触觉传感器等组成。据悉,美国merritt公司研制开发的无触点皮肤敏感系统获得了较大的成功,其无触点超声波传感器、红外辐射引导传感器、薄膜式电容传感器、以及温度、气体传感器等在美国本土应用甚广。
与其它方面的研究成果相比,目前在人工嗅觉方面的研究还似乎远远不尽人意。由于嗅觉元件接收到的判别信号是非常复杂的,其中总是混合着成千上万种化学物质,这就使得嗅觉系统处理起这些信号来异常错综复杂。
人工嗅觉传感系统的典型产品是功能各异的electronicnose(电子鼻),近10多年来,该技术的发展很快,目前已有数种商品化的产品在国际市场流通,美、法、德、英等国家均有比较先进的电子鼻产品问世。
“电子鼻”系统通常由一个交叉选择式气体传感器阵列和相关的数据处理技术组成,并配以恰当的模式识别系统,具有识别简单和复杂气味的能力,主要用来解决一般情况下的气味探测问题。根据应用对象的不同,“电子鼻”系统传感器阵列中传感器的构成材料及配置数量亦有所不同,其中,构成材料包括金属氧化物半导体、导电聚合物、石英晶振等,配置数量则从几个到数十个不等。总之,“电子鼻”系统是气体传感器技术和信息处理技术进行有效结合的高科技产物,其气体传感器的体积很小,功耗也很低,能够方便地捕获并处理气味信号。气流经过气体传感器阵列进入到“电子鼻”系统的信号预处理元件中,最后由阵列响应模式来确定其所测气体的特征。阵列响应模式采用关联法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法对所测气体进行定性和定量鉴别。美国cyranosciences公司生产的cyranose320电子鼻是目前技术较为先进、适用范围也比较广的嗅觉传感系统之一,该系统主要由传感器阵列和数据分析算法两部分组成,其基本技术是将若干个独特的薄膜式碳-黑聚合物复合材料化学电阻器配置成一个传感器阵列,然后采用标准的数据分析技术,通过分析由此传感器阵列所收集到的输出值的办法来识别未知分析物。据称,cyranose320电子鼻的适用范围包括食品与饮料的生产与保鲜、环境保护、化学品分析与鉴定、疾病诊断与医药分析以及工业生产过程控制与消费品的监控与管理等。
4无线网络化(wirelessnetworked)。
无线网络对我们来说并不陌生,比如手机,无线上网,电视机。传感器对我们来说也不陌生,比如温度传感器、压力传感器,还有比较新颖的气味传感器。但是,把二者结合在起来,提出无线传感器网络(wirelesssensornetworks)这个概念,却是近几年才发生的事情。
传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域。传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现“无处不在的计算”理念。传感器网络的研究采用系统发展模式,因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术、系统soc(system-on-chip)芯片设计技术、纳米材料与技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合,以实现其微型化、集成化、多功能化及系统化、网络化,特别是实现传感器网络特有的超低功耗系统设计。传感器网络具有十分广阔的应用前景,在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值,已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,并成为进入年以来公认的新兴前沿热点研究领域,被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。
4.2传感器网络研究热点问题和关键技术。
传感器网络以应用为目标,其构建是一个庞大的系统工程,涉及到的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都很多。对无线传感器网络系统结构及界面接口技术的研究意义重大。如果我们把传感器网络按其功能抽象成五个层次的话,将会包括基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。
其中,基础层以研究新型传感器和传感系统为核心,包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等,以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。
传感器网络有着巨大的应用前景,被认为是将对21世纪产生巨大影响力的技术之一。已有和潜在的传感器应用领域包括:军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等等。随着传感器技术、无线通信技术、计算技术的不断发展和完善,各种传感器网络将遍布我们生活环境,从而真正实现“无处不在的计算”。以下简要介绍传感器网络的一些应用。
(1)军事应用。
传感器网络研究最早起源于军事领域,实验系统有海洋声纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中,通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段,可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域如敌方阵地内,收集到有用的微观数据;在一部分传感器因为遭破坏等原因失效时,传感器网络作为整传感器网络体仍能完成观察任务。传感器网络的上述特点使得它具有重大军事价值,可以应用于如下一些场景中:
监测人员、装备等情况以及单兵系统:通过在人员、装备上附带各种传感器,可以让各级指挥员比较准确、及时地掌握己方的保存状态。通过在敌方阵地部署各种传感器,可以了解敌方武器部署情况,为己方确定进攻目标和进攻路线提供依据。
监测敌军进攻:在敌军驻地和可能的进攻路线上部署大量传感器,从而及时发现敌军的进攻行动、争取宝贵的应对时间。并可根据战况快速调整和部署新的传感器网络。
评估战果:在进攻前后,在攻击目标附近部署传感器网络,从而收集目标被破坏程度的数据。
核能、生物、化学攻击的侦察:借助于传感器网络可以及早发现己方阵地上的生、化污染,提供快速反应时间从而减少损失。不派人员就可以获取一些核、生、化爆炸现场的详细数据。
(2)环境应用。
洪灾的预警:通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器,可以在洪灾到来之前发布预警信息,从而及时排除险情或者减少损失。
农田管理:通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器,可以更好地对农田管理微观调控,促进农作物生长。
(3)家庭应用。
建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内,获取室内环境参数,从而为居室环境控制和危险报警提供依据。
智能家居:通过布置于房间内的温度、湿度、光照、空气成分等无线传感器,感知居室不同部分的微观状况,从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制,提供给人们智能、舒适的居住环境[16]。
建筑安全:通过布置于建筑物内的图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器,发现异常事件及时报警,自动启动应急措施。
智能交通:通过布置于道路上的速度、识别传感器,监测交通流量等信息,为出行者提供信息服务,发现违章能及时报警和记录[17]。反恐和公共安全通过特殊用途的传感器,特别是生物化学传感器监测有害物、危险物的信息,最大限度地减少其对人民群众生命安全造成的伤害。
(4)结论。
无线传感器网络有着十分广泛的应用前景,它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值,在未来还将在许多新兴领域体现其优越性,如家用、保健、交通等领域。我们可以大胆的预见,将来无线传感器网络将无处不在,将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连,实现远距离跟踪,家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。但是,我们还应该清楚的认识到,无线传感器网络才刚刚开始发展,它的技术、应用都还还远谈不上成熟,国内企业应该抓住商机,加大投入力度,推动整个行业的发展。
无线传感器网络是新兴的通信应用网络,其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此,无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,需要各种技术支撑。目前,成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展,应用到无线传感器网络中,形成新的市场增长点,创造无线通信的新天地。
5结语。
当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后,随着cad技术、mems技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展,未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会,作为现代科学“耳目”的传感器系统,作为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础,必将进一步得到社会各界的普遍关注。
微波传感器依靠微波的很多优点,将广泛地用于微波通讯、卫星发送等无线通讯,和雷达、导弹诱导、遥感、射电望远镜中。并且在一些非接触式的监测和控制中也有很好的应用。
传感器的应用论文(通用17篇)篇十六
智能传感器是当今智能化发展的重要组成部分之一,它能够通过各种方式感受周围环境变化,并提供数据供相关机器设备运转、决策及改善生产效率之用,如智能家居、工业能效、智慧城市等领域都广泛应用。我在实践应用智能传感器的工作中,深感其重要性和实用性,在此,我将就智能传感器的几个方面体会和心得进行分享。
一、赋能于智慧城市建设。
对于智慧城市而言,规模较大、数据、资源较为丰富,智能传感器作为信息发布、数据收集兼具的利器,有助于各领域信息共享和拓展。依扫、红外传感器等智能检测设备可以自动感知实时交通情况,通过无线网络传输,数据处理产生最优路线方案,从而帮助人们规避交通堵塞;而在其他智慧应用场景中,智能传感器还可以通过数据分析,提前预防或解决问题,以更高效的方式解决民生难题。
二、在行业中优化生产流程。
施乐(XEROX)生产线上的智能传感器可以在区域感知温度、气压等因素,从而优化设备的协同动作和流程。智能传感器可以实现设备间的自动协同操作,不再需要人为干预。该方案的实现可以大幅提高生产效率并降低人工干预带来的安全隐患,对于企业而言,这样的应用极具可行性和较高的投资回报率。智能传感器的应用不仅简化了生产流程,也大大提高了企业的生产效率和工作效率。
三、实现更智能的智能家居。
智能家居方案的普及使得人们可以更加便捷地进行家用电器的控制和管理。智能传感器可以自动感知周围环境,依据感知情况,进行智能匹配和控制。例如,用户通过语音控制智能家居变得日趋便利,用户只需进行命令操作,便可以进行灯光亮度、电颜色、温度、窗帘等多种设备的控制,从而实现一个智能化、高效的家居环境。
四、提高现有产品的附加值。
智能传感器还可以为市场带来更好的用户体验和增加产品的附加值。光线、声音、温度、气压等实体模拟信号可以转换成数字信号,并通过数据网络或信号线传输至后台,形成大量的数据,但大量数据的价值在于其组合分析与使用,在这个过程中智慧传感器扮演了重要角色。从而使得现有的产品不仅具有原产品的常规功能,还提供了更加智能化的用户体验,以及更优秀的数据支撑,方便更好地为市场、客户提供更体现价值的解决方案。
五、开发新的物联网应用场景。
虽然智能传感器在各个领域都有了相对完整的经验积累,但是新的不同实践场景的不断拓展需要不断提高智能传感器的可靠性、灵活性和实用性。智能传感器以其功能强大、便捷灵活的特点,将成为新型的物联网底层通信环节,支撑着不断变革和拓展的物联网方案。未来,智能传感器凭借强大的数据处理能力,将不断迎来更广泛和更复杂的应用场景,让物联网更快地发展更加蓬勃。
总之,智能传感器的应用是构建物联网的重要组成部分,因其便捷、实用、智能的特点在各个行业中都有较好的应用前景。我们需要在实践和探索过程中不断学习和提高,不断提升其在各个行业中的应用价值,进一步为社会发展做出更大的贡献。
传感器的应用论文(通用17篇)篇十七
一.实训目的:
1、了解红外线的工作原理;2、熟悉红外线的工作状态;3、了解红外线电路的接法。
二.红外线的原理。
发热的物体会产生红外辐射,人的身体会发热,此系统可以探测到是否有人,有人则开启/关闭被控电电器。
三.电路的原件清单。
四.整体电路图分析。
各部分电路分析。
1.电源电路。
2.红外电传感器感应电路。
a、5v的稳压芯片7805输出的5v电压通过r2、c2滤波,连接到热电堆传感器pir的引脚1,供电。
b、热电堆传感器pir的引脚2的输出通过一个100pf的旁路电容c1接到地。
3.放大电路。
c、当探测到运动目标时传感器将会在引脚2输出一个微电压,经多次放大才能使用。lm324的两个放大通道用来提供必要的放大。
d、初级放大器u1:a的输出从引脚1得到。该输出通过r5、c5输入到次级放大器u1:b的反相输入端引脚13。
4.比较电路。
e、在u1:b的输出引脚14的输出连接到由u1:c和u1:d组成的比较器中。u1:c反相输入端引脚9的电压输入由r6,r7交点处的偏置电压决定。它的输出电压要比u1:b的输出引脚14的2.5v基准电压高175mv。
f、u1:c的正相输入端引脚10和u1:b的引脚14的电压变换输出是正极性,u1:c才会工作,使得u1:c的输出端电压为高电平。否则u1:b的引脚14的电压是低电平,这样u1:d会工作,使得u1:d的输出端电压为高电平。
5.稳压电路与场效应管控制电路。
g、cd4538是双稳态触发器,即u2中两个触发电路的每一个都有正相、反相的输入与输出。这个触发器的正相输出引脚10连接到n沟道场效应管并让该管导通。
h、由n沟道场效应管的导通/截止控制继电器的闭合/开路,从而控制受控电路。
五.芯片与主要器件的引脚图。
1..红外传感器pir引脚2.场效应管引脚3..双极型线性集成电路引脚。
4.cd4538芯片引脚图5.lm324芯片引脚图。
六.完整电路图。
七.作品实物图。