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传感器的应用论文篇一
摘要:信息技术的飞速发展带来教学的新突破,化学实验教学作为化学教学的重要部分,引入多媒体技术对于提高学生学习兴趣,增强实验可见度,降低实验的危害性,使化学概念抽象形象化,培养学生创造力以及丰富学生实验知识均起着至关重要的作用。
关键词:多媒体教学;化学实验;直观。
信息化社会是人类社会发展的必然结果,是人类文明史上的又一次飞跃。从工业生产中悄然兴起的信息技术不断潜入到教育科学领域,成为教育教学工作的又一重要手段。化学教学作为一门以实验为基础的自然科学,对现代信息技术有着更大的依赖性。电教媒体这一技术似一缕微风给化学实验教学带来新鲜气息,解决了传统教学中的种种难题,起到优化实验教学,激发学生兴趣的作用。
一、多媒体教学激发学生的学习兴趣。
兴趣是成功的基础,是推动学生自主学习的强大动力。传统的`教学方式虽然在化学实验教学中提供了一定的趣味性,但有些化学实验因其过程复杂,现象不显,安全性差使得实验操作很难执行,造成好多实验无法完成,阻碍了教学活动的进行,而此时多媒体教学的引入克服了这些缺点,使得化学实验更直观更形象更易于接受,这种教学方式因其操作灵活简便,内容丰富激发了学生的好奇心和求知欲,同时培养了学生的学习兴趣。
二、多媒体教学增强实验的可见度。
演示实验是帮助学生学会实验基本操作技能的最有效的途径,对于提高学生对化学学习的积极性和参与程度有很大的作用,因而演示实验要真正起到演示作用,提高实验的可见度至关重要。传统的教学方法一般采用放大实验仪器,抬高实验装置,增加实验药品用量以及巡回演示实验结果的方法,然而实验仪器放大是有限的,而其他操作方法浪费药品又浪费时间,且有些现象在实验瞬间难以观察,以致影响教学效果,而多媒体技术的引用克服了上述缺陷,提高了演示实验的效果,增强了实验的可见度,又能达到预期的目的。
三、多媒体教学降低实验的危害性。
许多化学实验具有危险性,如果操作不当,就有可能发生意外事故,在课堂上难以完成实验演示,因此传统化学实验教学的一些错误操作只能靠教师讲解其错误的原因,以及错误操作可能带来的危害,却不能用实际操作实验来证明,否则会造成危险。而多媒体技术的引入,既保证学生的安全又保护环境,还达到良好的教学效果。同时可以对实验中的错误操作引起的危害进行真实再现,引起学生重视,帮助学生掌握正确的实验操作步骤和操作技能。
四、多媒体教学使实验概念抽象形象化。
在中学化学阶段,有的概念是以实验为主线的。学生在课堂学习过程中,往往重视了概念的记忆轻视了概念的正确理解,因而对于以实验为主线的概念教学,教师必须把握现代教育手段的应用,利用多媒体技术变抽象为形象,在实验中做到声音,图像,模拟实验与演示的有机结合,加深理解形成概念,优化认知结构。
例如,可利用多媒体模拟烯烃或炔烃的加聚反应过程,通过动画模拟断键过程和成键方式来加深对加聚反应的掌握。再比如对于一些化工生产过程,接触法制硫酸等,用多媒体计算机可形象逼真地实现每一步生产过程,强化记忆。
五、多媒体教学培养创造力。
实验教学发展提出要加强学生的实验探究能力,让学生参与到自主设计实验的教学过程中来。而多媒体技术在化学实验中起到实验设计教学,对学生进行化学知识和操作技能的演示教学,有利于培养学生的迁移能力,解决问题的能力,相互协作的能力和创造能力。在多媒体教学“实验室”中让学生在实验室中畅游发挥各自的才能,去探索化学世界。例如:物质的鉴别,通过多媒体实验室提供学生所需的试剂,由学生选择各种方法进行实验并加以判断,计算机对各种方法所产生的各种现象都会模拟,并正确判断加以提示,有利于巩固知识,培养学生的创造力。
六、多媒体教学使实验知识丰富化。
电教媒体的大信息,大容量,省时,省力的优势是传统的教学手段所无法比拟的。化学实验知识内容丰富,学生课堂学习时间是有限的,要让学生在有效的时间尽可能地获得较多的信息,多媒体是最有效的手段。
总之,化学实验是化学教学的基础,是提高化学教学质量的重要手段,对帮助学生更好地接受和掌握化学知识有着至关重要的作用。在实验教学中引入多媒体技术丰富了化学实验内容,使原来难以操作或者无法操作的实验实现其可操作性,使化学实验更直观更形象。同时教师可以根据教学需要,对实验进行优化组合,调动学生的积极性,从而使多媒体技术在化学实验教学中发挥其作用。
传感器的应用论文篇二
工程机械根据具体用途、使用方向以及运行质量等具体方面共划分为两大类别,两类工程机械都有着具体优缺点,不同类别的工程机械设备与智能控制技术的结合方式也不一致。第一类工程机械设备的主要用途为各类对精细化程度要求低的工程作业,这类工程机械设备对操作控制系统的要求较低,这类工程机械设备的首要要求是设备运行动力充足。具体缺点为施工作业中的精细程度低,施工介质不均衡。第二类工程机械设备的主要用途为各类高精尖工程作业,这类机械设备的优势相对第一类工程机械设备较为明显,如工程作业的介质均匀,机械运行时各部件之间稳定,缺点是这类工程机械设备造价相对较高。针对上述两种工程机械设备类别进行详细研究,分析智能控制技术在两类工程机械设备中的具体应用。
2.1智能控制技术在压路机中的具体应用。
早在上世纪后期,瑞士一家公司就研发出了一款智能控制技术,具体技术内容为,将机械设备中各项数据的显示器、加速度传感器以及电子指令单元三个部位相结合的智能控制技术。这项智能控制技术在工程作业中的主要作用以及内容为:在工程机械设备施工中,根据土地的软硬、干燥具体程度来对工程机械设备的振动轮速度智能控制,已达到与施工路况相较符合的振动轮运转速度,实时针对不同路况的土地坚硬程度切换相符速度。在压路机智能控制技术操纵过程中,会智能切换适合操作模式,在压路机出现问题时,在显示器中显示出现问题的具体部分,有利于操作人员对压路机进行针对性维修、保养工作。例如,在压路机实际工程作业中,某一区域的操作指标出现异常现象,超过了具体部位的参数上限,这时,智能控制系统自主切换工作模式,避免压路机出现更大损失,同时,在显示器中显示出现问题部位的具体构造图和详细参数,有效协助操作人员发现、解决压路机出现的实际问题。智能控制技术在压路机上的实际应用,提高了压路机的作业效率和作业质量,在作业过程中作业介质变得更加均匀,设备运行更加精细化,降低了操作人员的工作强度,缓解了其工作压力。
2.2智能控制技术在挖掘机中的具体应用。
智能控制技术在挖掘机的实际应用中具体分为两种控制形式:对挖掘机负荷功能的控制和对挖掘机动能的控制。在智能技术控制下的挖掘机,各个组成部分之间存在着相互影响的特点,如挖掘机的发动机的负载系统和动力输出系统之间就存在着相互影响的关系,只有在挖掘机动力输出系统保持不变的情况下,智能控制系统才能对挖掘机的负载系统进行有效的控制。在挖掘机实际施工作业过程中,在智能技术控制下,挖掘机的动力输出系统会根据不同施工作业的实际动力需求量供应,这也节省了挖掘机的运行能耗成本,最大程度减少了挖掘机的寿命损耗,提高了挖掘机的工作效率。智能控制技术操作下的挖掘机相较于传统操作模式下的挖掘机,极大提高了作业工作效率。在智能控制技术应用于挖掘机之前,传统挖掘机操作模式中存在着很多问题。例如,在挖掘机施工作业中,由于挖掘机发电机部位的功效低,很难满足施工过程中的实际需求。针对此问题,挖掘机操作人员将主泵操控系统部分和挖掘机发动机部分都安装于挖掘机上,对挖掘工程实际作业中,造成了极大的.困惑。随着近年来智能控制技术的推广,在智能控制技术与挖掘机的专业操作人员深入研究下,提出了摒弃挖掘机传统控制技术,采用智能控制技术与挖掘机相结合的有效策略和发展方向,提高了挖掘机的作业效率。在智能控制技术下,挖掘机在实际施工作业过程中,根据施工实际内容对挖掘机的具体要求,智能控制系统针对实际需求量进行动力系统供应,这有效控制了挖掘机的输出功率,提高了能源使用效率,降低了能源消耗量。在挖掘机使用智能控制技术进行控制操作过程中,也应注意控制技术实际操作中的具体要求。例如,在挖掘机施工作业过程中,充分利用挖掘机发动机系统的油门分档,载符合要求的具体操作下,有助于控制挖掘机的平稳运行,优化挖掘机发动系统的液压燃油配置。
传感器的应用论文篇三
时代在进步,教育在改革,网络时代的覆盖,为了跟上时代的变迁,培养创新性人才,教学模式也在不断改变。微课的出现就是对传统教学模式的转变,它是将学习内容引进视频,通过视频的方式完成教与学的过程,可谓是对传统教学模式的颠覆,不过其中也包括了重难点的解析及课后反思等。
2微课的概念及特点。
微课是教师在课堂内外教育教学中围绕重要知识点,视频教学是微课的核心组成内容。与传统教学的视频资料不同,微课还包涵与教学主题有关的教学设计、素材、课件、反思、测试、评价等辅助性教学资源。所以微课既是区别于传统教学资源的教学模式,又是在其基础上继承发展起的新型教学模式。微课所具有的特点是教学时间短,教学内容少,符合学生的认知特点,能提高学习效率。相对于传统的课堂来说,微课采用的视频为主的教学模式,教师不再只担任讲授的角色,更多转变为引导角色;学生也由被动接受转变为主动探究。微课的主体突出、内容具体,研究的问题来源于教育教学实践的具体问题,每堂课都会根据其知识点和核心内容教学,主题明确,教学目标单一,内容精简,知识点针对性强,研究内容易表达,也易理解。
实验教学是对理论教学的补充,实验也是很好检验学生的动手能力和实际操作能力,基础实验教学也是医学中的关键,医学实验的发展对医学的进步起着重要作用,实验的教学的目的除了进一步加深学生对已掌握的理论知识的理解,对实验教学的强化,也是对学生动手能力的锻炼。实验教学在医学学习中占重要地位,医学教育质量也跟基础医学实验教学挂钩,所以在对实验的.教学中要深化实验教育改革,创新实验教学模式。目前我国的传统医学教育存在着一些问题,在教学中都是以传授知识为主,没有传授获取的方法,通常都是以教师灌输的方式,学生在学习中比较被动,缺少自己思考创新。特别是实验教学中,如果一昧的重复验证性实验只会使学生觉得枯燥,所以要注意对实验的合理安排。医学实验教学为了使学生对已学知识的深入理解,并且能够学习基本技能和实际操作方法。
传感器的应用论文篇四
摘要:在初中生物实验课中,通过“学案导学”,以学生为学习的主体,教师依“案”而“导”,学生依“案”而“学”,从学案的设计、教师的引导、学生的实验等方面对提高学生综合能力以及提高初中生物实验课堂有效性进行探讨。
关键词:初中生物实验学案导学。
生物学是一门以实验为基础的自然科学,许多生物现象只有通过实验才能得到解释。实验教学在生物课程中的地位非常重要。在生物学的教学中,必须重视对学生的实验能力的培养。初中的学生,尤其是初一和初二的学生,对生物学科的好奇心强,兴趣浓,若能利用这一特点,在初中的起始阶段,通过实验教学,使学生养成正确的实验习惯,培养专业的生物素养,逐步具备实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神,将使学生终生受益。另一方面,由于初中生刚接触生物实验,做实验时,注意力容易分散在实验仪器及用具上,不注意听讲,在实验过程中不能有效操作,使实验课堂的有效性大大降低。有什么办法既能提高实验课堂的有效性,又能关注学生实验能力的培养?笔者经过多年的教学实践发现,“学案导学”能有效解决这一问题。
“学案导学”是以“不待教师教,学生自己能学习”为宗旨,立足于学生的自主学习,教师以创新性、发展性为目标,以学案为载体,以导学为方法,实现学生自学能力、合作能力、创新能力和学科素养共同提高的一种教学模式。下面,笔者以八年级下册第八单元第三章第二节中的一个探究实验《酒精对水蚤心率的影响》(下简称为《酒精》)为例,谈谈“学案导学”在初中生物实验课中的应用。
一、学案的创新设计是“学案导学”的基础。
实验学案的一般组成应包括学习目标、实验过程、学习检测三部分。
学习目标要明确,要求学生运用各种学习手段去完成、落实。这一部分还包含有学习重点、难点,主要的问题与解决的办法,即学习准备。
实验过程可按照“提出问题――作出假设dd制定计划dd实施计划dd得出结论dd表达和交流”这种科学探究的一般过程来设计。如《光对鼠妇生活的影响》、《酒精对水蚤心率的影响》等探究实验。
学习检测是为巩固所学知识以达到学习目标进行的练习,选题要力求典型,有梯度,力争全部学生均能完成基础题,优秀学生能完成拓展题,使各类学生均可在原有水平上有所提高。布鲁纳曾经说过:“最好的动因是学员对所学材料有内在的兴趣。”要激发学生这种内在的动力,需要一份让学生感兴趣的学案。结合教材和学生的特点,我认为学案的设计应在上述基础上有所创新:
1、加入情境内容。
创设一定的情境,使学生身临其境,进入角色,容易激起学生的兴趣,调动学习的积极性。在《酒精》一例中,我以“水蚤国国王离奇暴毙”为诱导,结合当时热播的电视剧中的人物“古灵精探”,创造出浓厚的情境氛围,学生很快就表现出极强的好奇心,想了解当中的原因,也就有了做实验的兴趣。
2、结合生活设计层层深入的问题。
问题是激发学生探索和求知的重要手段,其设计是学案设计的关键环节。问题的设置不仅要有一定的科学性、启发性、趣味性,还要有一定的层次和梯度,循循善诱,层层深入。如《酒精》中,我先让学生思考“用什么方法来说明酒精会影响水蚤的心率?”,继而提问“白酒和啤酒对水蚤心率的影响一样吗?”,联系生活,引导学生阅读资料,按照科学探究的一般步骤,一步一步完成实验。
二、教师的引导是“学案导学”的关键。
导学的目的,就是采用一定的教学手段,引导出学生潜藏的且能够解决问题的知识联系和能力,从一种潜质转变为现实。对于初中生物实验教学来说,导学的目的就是为了少教,“不教”,让学生针对问题多思考,多交流。导学是让学生能在主动学习,主动探求,主动交流,主动应用的学习活动过程中,使学生的“自我”得到充分发展,充分体现学生的主体地位。在“学案导学”的课堂教学的五个阶段中,教师的引导是关键。
1、示案导学阶段。
教师把学案发给学生以后,通过创设有效的教学情境,引导学生阅读学案,明确学习目标,并激发学生的思考。在《酒精》一课中,创设情境后,教师马上引导学生思考引发“水蚤国王”死亡的原因,从而联想酒精对水蚤心脏的影响,继而查找喝酒对人类健康影响的资料,通过比较后,作出问题的假设。
2、引导讨论阶段。
在学生确定研究的问题后,教师可组织学生分组讨论问题,然后巡班指导,并在这个时候进行个别的辅导,提醒学生做好学案的记录。
学生的分组要提前做出干预,确保组员的层次性,提高分组讨论的效率。在学生的交流过程中,可引导学生尝试解答学案中提出的主要问题。如《酒精》的实验中:“为什么可以用水蚤来做实验?”“水蚤心跳很快,如何数水蚤的心率?”等。
3、集思广益阶段。
教师根据课堂学生实验收集到的反馈情况,引导学生归纳出规律性的知识,通过梳理概括,总结在学案上,使知识系统化。学生通过对比、分析、综合把感性认识上升到理性认识。同时,教师要注重培养学生以创新为本的价值理念,注重引导学生总结解决问题的方法,提高学生应用知识的能力。
5、迁移应用阶段。
教师要善于在总结阶段引导学生完成学案中精心设计的课堂练习,引导学生通过习题训练迁移获得新知,达到知识的融会贯通。如《酒精》一课中,便可设计这样一个练习:“如果您是一个医生,如何劝告人们避免水蚤国王暴毙的悲剧?”学生在教师的引导下思维活跃,纷纷在学案上写上了“给广大群众的健康建议”等应用于生活实际的内容。这个阶段是学生是否理解实验目的的检验,更是一种创新思维能力的培养。引导时还要注意做到以下几点:
(1)要创设民主的氛围,倡导自由讨论。
(2)在“互问互答”环节中要不断引导学生,在一位学生发言后,允许其他学生的补充,或者请另一位学生来判断前一位学生讲得对不对,为达到分层教学的目的,可以要求部分学习能力较强的学生发表自己的观点的同时要说明理由。
(3)教师要充分备课且对课堂有较强的驾驭能力。自由讨论的课堂不同的意见较多,对教师的调控能力及知识修养有较高的要求,教师要善于处理“放”与“收”、互问与互答、主题与个性化问题等几方面的关系,既要使学生各抒已见,又不能干扰课堂正常进行,更不能偏离主题,要做到课堂秩序活而不乱,高质量的完成教学任务。
三、学生的自主学习是有效实验的核心。
学生实验是初中生物实验课堂中学生学习活动的一个不可缺少的重要组成部分。在学生实验中,学生的观察能力,合作能力、探究能力,分析问题、解决问题的思维能力,以及动手操作技能都得到了锻炼与提高。但实验课和一般的.授课对学生有不同的要求,最明显的不同是学生必须要动手做。传统的实验课往往是教师教,学生做,教师先讲清了每个实验的内容、操作步骤、注意事项、实验目的和全过程,然后让学生按教师要求完成实验,这种教法一成不变,学生的思维难以发散。“学案导学”教学模式提倡学生的自主学习,自主探究,体现出学生是实验活动的主体,这就要求教师要在课堂上敢于放手,让学生主动接手。
(1)要让学生接手,必须在学案的设计上重视教学目标的设计,明确学生的学习,不但要学知识,更重要的是通过知识的学习,通过实验的操作,培养解决问题、分析问题的能力,培养学生灵活的思维,提高学生的实践能力。把固化的思维变灵活,让灵活的思维更灵活,让每一个学生都能实践体验。
(2)在教学组织形式上,改变单一的“教师教,学生做”的教学形式,给学生一定空间和时间,放手让学生自己动手设计实验方案,归纳和总结实验要点。学生对实验现象的质疑也可以改变教师“一言堂”解疑释难的方式,可以把“假设与结论不一致”“实验现象不明显”等问题交给学生,组织学生讨论,分析实验操作可能产生的误差或错误的操作等。
(3)“学案导学”为学生创造了一个宽松和谐的学习环境,建立了教师与学生、学生与学生之间的学习共同体,营造了民主平等的师生关系。教师鼓励学生大胆质疑,培养学生的想象力和发散思维,允许学生提出不同的看法,无论什么问题,都不是把现成答案讲授给学生,而是让学生积极主动地寻找解决问题的最佳途径。在探求知识的过程中培养和锻炼了学生的创新精神和创新意识。
美国心理学家布鲁纳认为:“知识的获得是一个主动的过程,学习者不应是信息的被动接受者,而应是知识获取的主动参与者。”在初中生物实验课上应用“学案导学”,突出学生主体地位,结合学生实验和学习的主观能动性,提高了学生生物实验的能力和学科素养,也有效提高了生物实验课堂的教学效果。
参考文献:
[2]赵加琛,张成菊..学案教学设计[m].北京:中国轻工业出版社,37~73。
传感器的应用论文篇五
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:
传感器的应用论文篇六
虚拟仿真技术的发展和应用对医学实验教学产生了很大的影响,特别是对传统的医学实验教学方式和实验模式进行了很大的改进。传统的医学实验教学中,缺少实验的设备和实验的客体,学生的实际操作能力得不到有效的锻炼,所以,对学生的学习和操作能力培养不到位[2]。虚拟仿真技术的应用为学生进行实验操作提供了一定的基础,也实现了对学生的有效培养。目前虚拟仿真技术在医学实验教学中的优势主要体现在以下四个方面。
2.1虚拟仿真技术改善了医学实验教学设备。
在医学实验教学中,对设备的要求比较高,主要包括一些实验用的动物或者尸体、实验用到的仪器和设备以及相关的实验经费等,都对实验教学的有效进行产生了一定的影响。随着社会的发展,解剖学在目前获得了很大的发展,也是医学教学中最基础和最重要的课程,所以,一定的实验设备在教学中是非常关键的,对教学的`有效性影响也很大。目前,虚拟仿真技术的广泛应用和发展,很好的解决了医学实验教学中的这些问题,不但丰富了实验教学设备,学生可以利用虚拟的“尸体”进行操作和实践,也很好的锻炼了学生的实践动手操作能力。
2.2虚拟仿真技术能够提高学生的兴趣。
虚拟仿真技术能够为学生提供相关的实验环境,创造一定的基础性实验条件,同时,还能够实现学生在虚拟的空间环境中和客体进行有效的交流,提高学生对相关内容的认识和理解。虚拟仿真技术在医学试验教学中的应用,能够将声音、图像和相关的多媒体演示功能进行结合,丰富实验教学过程和教学内容,充分的提高了学生的兴趣[3]。同时,将具体的教学内容变得形象和生动,而且有一定的视觉冲击力,方便了学生的理解和掌握,因此,提高了实验教学的效率和质量。比如,在进行细胞膜的教学时,可以利用虚拟仿真技术建立细胞结构,动态化的展示,可以让学生更好的观察和学习。
2.3虚拟仿真技术突破了时间和空间上的限制。
虚拟仿真技术的应用,对传统的医学实验教学产生了很大改变,打破了时间和空间上的限制,学生可以通过虚拟仿真技术对动物的内部结构进行有效的观察,以及实现动态化的观察[4]。比如要了解一些药物的成分和产生的身体反应,在传统的教学中,通过一定的讲述过程是无法实现有效教学的,学生也难以理解。因此,虚拟仿真技术的应用,实现了这些过程的快速进行和变化,同时,将这些反应过程和变化情况能够清晰的表现出来,帮助学生进行学习和理解。
2.4虚拟仿真技术避免了在具体实验中的危险情况。
医学实验过程存在一定的危险性,会对人体的健康产生一定的危害,比如一些感染性的疾病等。所以,随着虚拟仿真技术在实验教学中的应用,避免了学生和实验对象的直接接触,而是通过虚拟的方式产生实验的客体,所以,不需要考虑实验过程中产生一些危险性的因素,因此,对相关的实验进行有很大的帮助。除此之外,虚拟仿真技术也很好的帮助学生积累了临床经验,有效的锻炼了学生的实际操作能力,有利于学生的综合水平提高和发展。结语随着虚拟仿真技术的发展和应用,改善了医学实验教学,虚拟仿真技术的应用,加深了学生对于医学知识的认识和理解,提高了医学实验教学的质量和效率。另外,虚拟仿真技术打破了时间和空间上的限制,完善了实验教学的设备,并有效的避免了在试验中的不安全因素,对医学实验教学具有重要的意义。
参考文献。
传感器的应用论文篇七
随着科学技术的迅速发展,医学实验教学方面出现了许多的新技术和应用,对医学教学产生了很大的影响。其中虚拟仿真技术是目前比较先进的技术应用,且获得了广泛的应用和发展,特别是对计算机技术和多媒体技术的应用,提高了医学实验的教学质量,创新了医学实验教学的模式。虚拟实验教学是一种在计算机技术基础上发展起来的情景模拟技术,能够让用户体验到一种身临其境的感觉,实现和具体的情景接触,产生一定的体验,为实际的操作提供一定的基础。
1虚拟仿真技术的概述。
虚拟仿真技术是在计算机技术的基础上发展起来的新兴的科学技术,是指利用多媒体技术的结合,创造形成一个有视觉、听觉和触觉的虚拟现实环境,让用户体验到一种身临其境的感觉。在这个虚拟的环境中,用户能够感受到空间中客体的存在,也可以和虚拟空间中的客体进行相关的互动,这项技术的应用,主要是加快用户对相关知识的认识效率。虚拟仿真技术涉及的方面比较多,主要包括计算机技术、多媒体技术、网络技术和人工智能技术等,另外,还有计算机的图像处理和模式的识别等,是现代仿真技术的有效发展和外延[1]。虚拟仿真技术的主要特点就是,让用户获得真实的体验,和虚构的客体进行交互,并产生一定的想象。在虚拟的空间中,实验人员可以进行和现实世界中同样的活动和实验,而且受到的外界影响因素比较小,实验产生的效果也更好一些。特别是在医学教学中的应用,能够有效的提高学生的实践能力和创新能力,因此,虚拟仿真技术的应用具有重要的意义。
传感器的应用论文篇八
摘要:国家的繁荣富强离不开公路的建设,经济越发展质量控制越重要,公路施工中的检测工作是控制质量的有效保证。文章概述了公路工程试验检测工作的重要意义,探讨了公路工程检测在公路工程质量控制中的具体应用,提出了加强公路工程检测工作的建议。
关键词:公路工程;工程检测;质量控制。
公路工程施工技术管理中的一个重要环节是工程试验检测工作,也是公路工程竣工验收评定和质量控制工作中不可缺少的组成部分。试验检测的数据不真实、不可靠。公路工程试验检测机构虽然在我国已初具规模,但还存在有认识、管理上的诸多问题。只有强化行业管理手段,弥补试验检测机构中存在的不足,切实建立检测行业诚信体系,才能促进我国公路检测市场健康有序地发展。
1公路工程试验检测工作的重要意义。
(1)公路工程试验检测工作有利于推广新技术,加强新工艺和新材料的应用。对于某种新工艺、新技术、新材料进行及时有效的检测,还可以对其适用性、可行性、先进性和有效性进行鉴别和了解,从而积累公路工程的施工经验,为推动整个行业的技术进步,提高公程工程试验检测工作质量作出积极的贡献。(2)公路工程试验检测工作有利于充分利用当地出产的材料,可有效降低施工成本。例如:通过对施工地点的砂石、填料等的检测。可以确定这些材料是否符合施工要求,如果符合,则可进行就地取材。(3)公路工程试验检测工作有利于对施工所用到的各种原材料的质量好坏进行科学的鉴定。通过这套合理有效的测试手段,施工所用材料的各种性能是否符合规定就变得更加明了,对于合理应用材料,提高工程质量具有重要作用。
传感器的应用论文篇九
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.
传感器的应用论文篇十
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。
传感器的应用论文篇十一
[4]许荣荣.光纤环形腔光谱技术与传感应用的研究[d].华中科技大学。
[5]张磊.基于光子晶体光纤非线性效应的超宽带可调谐光源[d].清华大学。
[9]许艳.基于飞秒光频梳的绝对距离测量技术研究[d].华中科技大学2012。
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[11]刘国华.高功率光纤激光器的理论研究[d].华中科技大学2007。
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[21]孙琪真.分布式光纤传感与信息处理技术的研究及应用[d].华中科技大学。
传感器的应用论文篇十二
专业:机械电子工程。
班级:10机工a2。
姓名:
学号:
指导老师:杨淑珍。
日期:20xx年6月24日~7月7日
项目五:转子台转速测量及振动监控系统。
(一)内容。
设计一个转子台的振动检测系统,能实时测量转子台工作时的振动信号(振幅)并实时显示转速,当振幅超过规定值时,报警。具体要求:
1.能测量振动信号并显示波形,若振动超过限值,报警(软硬件报警);
2.能测量并显示转子的转速;
4.显示当次产品检测结果(文字显示),显示检验产品的总数,合格数和不合格数;
5.当次结果报告生成(可选)。
(二)实训要求:
1.提出设计方案(提出测量原理,选用传感器,构建测试系统);
2.设计测量电路,硬件连接;
3.测试软件设计。
利用labview或其它开发程序(vb,vc等),设计测量软件进行数据采集和分析。
4.调试;
5.撰写实训报告。
目录。
一、综合实验要求————————————————————3。
二、设计方案——————————————————————3。
三、硬件设备选择————————————————————5。
四、电路设计——————————————————————10。
五、软件设计流程图———————————————————12。
六、程序设计——————————————————————13。
七、小结和体会—————————————————————18。
转子台转速测量及振动监控系统实习报告。
一、综合实验要求。
设计一个转子台的振动检测系统,能实时测量转子台工作时的振动信号(振幅)并实时显示转速,当振幅超过规定值时,报警。具体要求:
1.能测量振动信号并显示波形,若振动超过限值,报警(软硬件报警);
2.能测量并显示转子的转速;
4.显示当次产品检测结果(文字显示),显示检验产品的总数,合格数和不合格数;
5.当次结果报告生成。
二、设计方案。
1.测量原理。
反光标签容易污损的环境下,需即时更换。
反射式光电传感器的工作原理见下图,主要由被测旋转部件、反光片(或反光贴纸)、反射式光电传感器组成,在可以进行精确定位的情况下,在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。在本实验中,由于测试距离近且测试要求不高,仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸,因此,当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时,光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f,就可知道转速n。
n=f。
如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸,那么,n=f/n。n-反光片或。
反光贴纸的数量。
反射式光电转速传感器的结构图。
传感器的应用论文篇十三
无线传感器网络简称wsn,它综合了现代无线网络通信技术、传感器技术、计算机技术等,其应用十分广泛。下面是小编为大家搜索整理的关于无线传感器网络的特点与应用,欢迎参考阅读,希望对大家有所帮助!想了解更多相关信息请持续关注我们应届毕业生培训网!
无线传感器网络是一种新型的传感器网络,其主要是由大量的传感器节点组成,利用无线网络组成一个自动配置的网络系统,并将感知和收集到的信息发给管理部门。目前无线传感器网络在军事、生态环境、医疗和家居方面都有一定应用,未来无线传感器网络的发展前景将是不可估量的。
在监测区通常都会安置许多传感器节点,并通过分布式处理信息,这样就能够提高监测的准确性,有效获取更加精确的信息,并降低对节点传感器的精度要求。此外,由于节点数量多,因此存在许多冗余节点,这样就能使系统的容错能力较强,并且节点数量多还能够覆盖到更广阔的监测区域,有效减少监测盲区。
无线传感器网络属于动态网络,其节点并非固定的。当某个节电出现故障或是耗尽电池后,将会退出网络,此外,还可能由于需要而被转移添加到其他的网络当中。
无线传感器的节点位置并不能进行精确预先设定。节点之间的`相互位置也无法预知,例如通过使用飞机播散节点或随意放置在无人或危险的区域内。在这种情况下,就要求传感器节点自身能够具有一定的组织能力,能够自动进行相关管理和配置。
无线传感网络中,节点之间的距离通常都在几十到几百米,因此节点只能与其相邻的节点进行直接通信。如果需要与范围外的节点进行通信,就需要经过中间节点进行路由。无线传感网络中的多跳路由并不是专门的路由设备,所有传输工作都是由普通的节点完成的。
无线传感网络中的节点均利用编号标识。由于节点是随机分布的,因此节点的编号和位置之间并没有联系。用户在查询事件时,只需要将事件报告给网络,并不需要告知节点编号。因此这是一种以数据为中心进行查询、传输的方式。
通常都是用电池对节点进行供电,而每个节点的能源都是有限的,因此一旦电池的能量消耗完,就是造成节点无法再进行正常工作。
无线传感器可以用于进行气象研究、检测洪水和火灾等,在生态环境监测中具有明显优势。随着我国市场经济的不断发展,生态环境污染问题也越来越严重。我国是一个幅员辽阔、资源丰富的农业大国,因此在进行农业生产时利用无线传感器进行对生产环境变化进行监测能够为农业生产带来许多好处,这对我国市场经济的不断发展有着重要意义。
无线传感器网络通过使用互联网络将收集到的信息传送到接受端口,例如一些病人身上会有一些用于监测心率、血压等的传感器节点,这样医生就可以随时了解病人的病情,一旦病人出现问题就能够及时进行临时处理和救治。在医疗领域内传感器已经有了一些成功案例,例如芬兰的技术人员设计出了一种可以穿在身上的无线传感器系统,还有ssim(smart sensors and integrated microsystems)等。
文物保护单位的一个重要工作就是要对具有意义的古老建筑实行保护措施。利用无线传感器网络的节点对古老建筑内的温度是、湿度、关照等进行监测,这样就能够对建筑物进行长期有效的监控。对于一些珍贵文物的保存,对保护地的位置、温度和湿度等提前进行检测,可以提高展览品或文物的保存品质。例如,英国一个博物馆基于无线传感器网络设计了一个警报系统,利用放在温度底部的节点检测灯光、振动等信息,以此来保障文物的安全[5]。
目前我国基础建设处在高速发展期,建设单位对各种建设工程的安全施工监测越来越关注。利用无线传感器网络使建筑能够检测到自身状况并将检测数据发送给管理部门,这样管理部门就能够及时掌握建筑状况并根据优先等级来处理建筑修复工作。
另外,在家具或家电汇中设置无线传感器节点,利用无线网络与互联网络,将家居环境打造成一个更加舒适方便的空间,为人们提供更加人性化和智能化的生活环境。通过实时监测屋内温度、湿度、光照等,对房间内的细微变化进行监测和感知,进而对空调、门窗等进行智能控制,这样就能够为人们提供一个更加舒适的生活环境。
无线传感器网络具有低能耗、小体积、高抗毁等特性,且其具有高隐蔽性和高度的自组织能力,这为军事侦察提供有效手段。美国在20世纪90年代就开始在军事研究中应用无线传感器网络。无线传感器网络在恶劣的战场内能够实时监控区域内敌军的装备,并对战场上的状况进行监控,对攻击目标进行定位并能够检测生化武器。
目前无线传感器网络在全球许多国家的军事、研究、工业部门都得到了广泛的关注,尤其受到美国国防部和军事部门的重视,美国基于c4isr又提出了c4kisr的计划,对战场情报的感知和信息综合能力又提出新的要求,并开设了如nsof系统等的一系列军事无线传感器网络研究。
总之,随着无线传感器网络的研究不断深入和扩展,人们对无线传感器的认识也越来越清晰,然而目前无线传感器网络的在技术上还存在一定问题需要解决,例如存储能力、传输能力、覆盖率等。尽管无线传感器网络还有许多技术问题待解决使得现在无法广泛推广和运用,但相信其未来发展前景不可估量。
传感器的应用论文篇十四
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。
传感器的应用论文篇十五
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。
传感器的应用论文篇十六
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。
传感器的应用论文篇十七
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。
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