傳感器的論文(熱門22篇)

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傳感器的論文(熱門22篇)
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傳感器的論文篇一

摘要:在我國經(jīng)濟總量不斷提升,社會經(jīng)濟發(fā)展速度穩(wěn)定增長時代背景下,工程機械領(lǐng)域技術(shù)進展突飛猛進,從傳統(tǒng)工程機械控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)榕c智能控制技術(shù)相結(jié)合,具有高效、集約、環(huán)保等優(yōu)勢,是工程機械領(lǐng)域現(xiàn)有主體發(fā)展方向之一。本文探討工程機械控制中智能化控制技術(shù)的發(fā)展進程,分析智能控制技術(shù)在工程機械控制領(lǐng)域中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞:智能控制技術(shù);工程機械;應(yīng)用情況;發(fā)展進程。

前些年,我國在工程機械領(lǐng)域中,跟西方發(fā)達國家的技術(shù)儲備上還存在著較大差距,而近年來,隨著經(jīng)濟水平和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在工程機械控制領(lǐng)域中總體技術(shù)水平也得到了長足長進,取得了喜人成績。在智能化領(lǐng)域蓬勃發(fā)展之余,工業(yè)產(chǎn)業(yè)中也對智能化技術(shù)與工程機械領(lǐng)域相結(jié)合工作進行了不斷嘗試,隨著結(jié)合技術(shù)的逐漸成熟,智能控制技術(shù)在工程機械領(lǐng)域也開始發(fā)揮重要顯著作用。現(xiàn)今,在工程機械領(lǐng)域整體行業(yè)中,主流觀點為工程機械控制技術(shù)的未來發(fā)展方向是智能控制技術(shù)與工程機械相結(jié)合,提高機械設(shè)備自適應(yīng)能力。在智能控制技術(shù)與工程機械控制技術(shù)結(jié)合后,將會構(gòu)建一個完整、科學(xué)的工程機械控制體系,使得工程機械設(shè)備中各部位之間建立信息溝通渠道,相互之間靈活配合,提高工程機械設(shè)備的施工精度。智能控制技術(shù)和工程機械控制技術(shù)相結(jié)合,不但在提高機械使用效率、環(huán)保問題上有著顯著作用,更有利于工程機械控制領(lǐng)域的智能化、精細化發(fā)展不斷前進,提高我國整體工程機械控制領(lǐng)域水平,從而更好促進我國整體工業(yè)水平的發(fā)展。

1工程機械控制技術(shù)智能化的發(fā)展與起源。

1.1工程機械控制技術(shù)智能化的發(fā)展。

工程機械控制技術(shù)的特點為安全性高、機械精細化程度高和性能可靠程度強。在工程機械控制領(lǐng)域中,自動化控制系統(tǒng)是整體控制領(lǐng)域中的重要組成部分。自動化控制系統(tǒng)在機械設(shè)備控制過程中,起著重要作用,有效提高了機械設(shè)備的使用效率和精準度。但在前些年我國的整體技術(shù)水平偏低,由于整體時代背景因素,自動化控制系統(tǒng)技術(shù)還被西方先進國家的公司所管控,在我國工程機械控制領(lǐng)域中自動化控制系統(tǒng)沒有得到推廣。在工程機械控制技術(shù)智能化發(fā)展過程中,逐漸顯露出智能控制技術(shù)的一些特點,如控制系統(tǒng)人性化、網(wǎng)絡(luò)化等特點,而這些特點都是傳統(tǒng)工程機械控制技術(shù)所不具備的。機械控制技術(shù)智能化發(fā)展的主要目的為便捷工程機械操作控制流程、提高機械設(shè)備運行效率、對機械設(shè)備嚴格控制,而達到以上目的首要前提為構(gòu)建工程機械智能化遠程網(wǎng)絡(luò)實時通訊系統(tǒng)。在控制工程機械實際操作施工時,通過遠距離網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng),實時下達機械設(shè)備操作指令,對機械設(shè)備運行嚴格控制,實現(xiàn)智能控制系統(tǒng)與工程機械設(shè)備之間的無縫對接。目前,在我國工程機械控制領(lǐng)域中,智能化控制技術(shù)的總體發(fā)展水平還處于起步階段,但在具體技術(shù)發(fā)展中已經(jīng)取得一些喜人成績。例如,在三一重工中,對道路施工設(shè)備的智能化控制技術(shù)的相關(guān)技術(shù)研究工作中不斷突破現(xiàn)有技術(shù),實現(xiàn)了裝載機等工程機械設(shè)備的智能化控制,有效提升了這些設(shè)備的施工效率和安全性作業(yè)操作。但是,在整體工程機械控制智能化發(fā)展過程中,還需要相關(guān)研發(fā)人員不斷論證、深入分析研究,以期在整體工程機械領(lǐng)域中,實現(xiàn)智能化系統(tǒng)控制。

1.2工程機械設(shè)備智能控制技術(shù)的起源。

在十八世紀六十年代,蒸汽機的誕生,開創(chuàng)了以機械設(shè)備代替手工生產(chǎn)的時代,從那以后,人類社會的生產(chǎn)力提高方向便從擴大生產(chǎn)范圍逐漸轉(zhuǎn)為提高科技技術(shù)。而在上世紀早期,科學(xué)界開始形成一種主流觀點,認為智能是可以計算的,科學(xué)界針對此觀點不斷研發(fā)、嘗試,在1946年2月15日,在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了人類歷史上第一臺通用電子計算機eniac。在eniac誕生二十余年后,工程機械設(shè)備的智能控制化觀點在dartmouth大學(xué)的研討會上被首次提出,直到現(xiàn)今,科學(xué)界對工程機械設(shè)備的智能控制系統(tǒng)不斷深入研究、開發(fā)、創(chuàng)新。時至今日,工程機械設(shè)備智能控制系統(tǒng)在部分設(shè)備中的已經(jīng)推廣、實踐,極大提高了人類社會的總體社會生產(chǎn)力。

傳感器的論文篇二

工程機械根據(jù)具體用途、使用方向以及運行質(zhì)量等具體方面共劃分為兩大類別,兩類工程機械都有著具體優(yōu)缺點,不同類別的工程機械設(shè)備與智能控制技術(shù)的結(jié)合方式也不一致。第一類工程機械設(shè)備的主要用途為各類對精細化程度要求低的工程作業(yè),這類工程機械設(shè)備對操作控制系統(tǒng)的要求較低,這類工程機械設(shè)備的首要要求是設(shè)備運行動力充足。具體缺點為施工作業(yè)中的精細程度低,施工介質(zhì)不均衡。第二類工程機械設(shè)備的主要用途為各類高精尖工程作業(yè),這類機械設(shè)備的優(yōu)勢相對第一類工程機械設(shè)備較為明顯,如工程作業(yè)的介質(zhì)均勻,機械運行時各部件之間穩(wěn)定,缺點是這類工程機械設(shè)備造價相對較高。針對上述兩種工程機械設(shè)備類別進行詳細研究,分析智能控制技術(shù)在兩類工程機械設(shè)備中的具體應(yīng)用。

2.1智能控制技術(shù)在壓路機中的具體應(yīng)用。

早在上世紀后期,瑞士一家公司就研發(fā)出了一款智能控制技術(shù),具體技術(shù)內(nèi)容為,將機械設(shè)備中各項數(shù)據(jù)的顯示器、加速度傳感器以及電子指令單元三個部位相結(jié)合的智能控制技術(shù)。這項智能控制技術(shù)在工程作業(yè)中的主要作用以及內(nèi)容為:在工程機械設(shè)備施工中,根據(jù)土地的軟硬、干燥具體程度來對工程機械設(shè)備的振動輪速度智能控制,已達到與施工路況相較符合的振動輪運轉(zhuǎn)速度,實時針對不同路況的土地堅硬程度切換相符速度。在壓路機智能控制技術(shù)操縱過程中,會智能切換適合操作模式,在壓路機出現(xiàn)問題時,在顯示器中顯示出現(xiàn)問題的具體部分,有利于操作人員對壓路機進行針對性維修、保養(yǎng)工作。例如,在壓路機實際工程作業(yè)中,某一區(qū)域的操作指標出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,超過了具體部位的參數(shù)上限,這時,智能控制系統(tǒng)自主切換工作模式,避免壓路機出現(xiàn)更大損失,同時,在顯示器中顯示出現(xiàn)問題部位的具體構(gòu)造圖和詳細參數(shù),有效協(xié)助操作人員發(fā)現(xiàn)、解決壓路機出現(xiàn)的實際問題。智能控制技術(shù)在壓路機上的實際應(yīng)用,提高了壓路機的作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量,在作業(yè)過程中作業(yè)介質(zhì)變得更加均勻,設(shè)備運行更加精細化,降低了操作人員的工作強度,緩解了其工作壓力。

2.2智能控制技術(shù)在挖掘機中的具體應(yīng)用。

智能控制技術(shù)在挖掘機的實際應(yīng)用中具體分為兩種控制形式:對挖掘機負荷功能的控制和對挖掘機動能的控制。在智能技術(shù)控制下的挖掘機,各個組成部分之間存在著相互影響的特點,如挖掘機的發(fā)動機的負載系統(tǒng)和動力輸出系統(tǒng)之間就存在著相互影響的關(guān)系,只有在挖掘機動力輸出系統(tǒng)保持不變的情況下,智能控制系統(tǒng)才能對挖掘機的負載系統(tǒng)進行有效的控制。在挖掘機實際施工作業(yè)過程中,在智能技術(shù)控制下,挖掘機的動力輸出系統(tǒng)會根據(jù)不同施工作業(yè)的實際動力需求量供應(yīng),這也節(jié)省了挖掘機的運行能耗成本,最大程度減少了挖掘機的壽命損耗,提高了挖掘機的工作效率。智能控制技術(shù)操作下的挖掘機相較于傳統(tǒng)操作模式下的挖掘機,極大提高了作業(yè)工作效率。在智能控制技術(shù)應(yīng)用于挖掘機之前,傳統(tǒng)挖掘機操作模式中存在著很多問題。例如,在挖掘機施工作業(yè)中,由于挖掘機發(fā)電機部位的功效低,很難滿足施工過程中的實際需求。針對此問題,挖掘機操作人員將主泵操控系統(tǒng)部分和挖掘機發(fā)動機部分都安裝于挖掘機上,對挖掘工程實際作業(yè)中,造成了極大的.困惑。隨著近年來智能控制技術(shù)的推廣,在智能控制技術(shù)與挖掘機的專業(yè)操作人員深入研究下,提出了摒棄挖掘機傳統(tǒng)控制技術(shù),采用智能控制技術(shù)與挖掘機相結(jié)合的有效策略和發(fā)展方向,提高了挖掘機的作業(yè)效率。在智能控制技術(shù)下,挖掘機在實際施工作業(yè)過程中,根據(jù)施工實際內(nèi)容對挖掘機的具體要求,智能控制系統(tǒng)針對實際需求量進行動力系統(tǒng)供應(yīng),這有效控制了挖掘機的輸出功率,提高了能源使用效率,降低了能源消耗量。在挖掘機使用智能控制技術(shù)進行控制操作過程中,也應(yīng)注意控制技術(shù)實際操作中的具體要求。例如,在挖掘機施工作業(yè)過程中,充分利用挖掘機發(fā)動機系統(tǒng)的油門分檔,載符合要求的具體操作下,有助于控制挖掘機的平穩(wěn)運行,優(yōu)化挖掘機發(fā)動系統(tǒng)的液壓燃油配置。

傳感器的論文篇三

會計政策模式是企業(yè)會計工作的核心內(nèi)容,也是保證企業(yè)會計工作順利開展的前提。會計政策模式主要指的是企業(yè)會計部門在實際工作過程中,將工作內(nèi)容與有關(guān)法律規(guī)定或者原則進行結(jié)合。會計政策模式雖然主要有三種,但企業(yè)在選擇會計政策模式中,需要根據(jù)自身的實際經(jīng)營情況,選擇適合自身發(fā)展的會計政策模式,這需要從多個角度進行系統(tǒng)性的分析,才能保證會計政策模式與企業(yè)會計工作相結(jié)合。

1企業(yè)會計政策模式的類型。

1.1保守型。

企業(yè)在經(jīng)營建設(shè)過程中,選擇使用保守型的會計政策模式的主要目的是讓企業(yè)經(jīng)營效益與所有者的權(quán)益最低。正常情況下,企業(yè)會計部門在實際工作中都會有自身的一套工作流程和需要遵守的原則,主要就是對經(jīng)濟交易和資產(chǎn)進行確定,對費用及負債進行確認。例如:不管是何種會計要素,都需要按照買價作為成本進行統(tǒng)計,對于該要素所具有的公允價值并不給予考慮及計算。企業(yè)在收購資產(chǎn)的過程中,附帶所產(chǎn)生的經(jīng)濟費用,僅僅是費用,并不是企業(yè)在資產(chǎn)購買方面的經(jīng)濟成本。一般情況下,企業(yè)在對資產(chǎn)價值轉(zhuǎn)移問題進行分析的過程中,主要是從高計算角度進行計量,對資產(chǎn)價值轉(zhuǎn)移過程中需要的經(jīng)濟成本進行計算。在對資產(chǎn)減值力度與負債確認力度計算分析時,對預(yù)計負債合理性應(yīng)給予高度關(guān)注,并在適當情況下還應(yīng)放寬要求,進而保障計量的資產(chǎn)減值力度與負債確認力度科學(xué)合理。在收入確認時,應(yīng)保持著嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,在整個工作過程中都需要遵守就低不就高的原則,這樣所確定的收入金額與實際情況才能更加符合,保證企業(yè)所獲得的經(jīng)濟效益,為企業(yè)后期的經(jīng)營發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。對于政府部門所給予的補助方面,應(yīng)選擇遞延收益,延長補助收入的時間,并且對于借款方面的費用,最好讓借款費用化,使企業(yè)經(jīng)營管理人員對企業(yè)的實際會計情況能有根本性的了解,在制定戰(zhàn)略決策方面也能更加科學(xué)合理。

1.2中庸型。

企業(yè)選擇中庸型的會計政策模式的主要目的是讓企業(yè)經(jīng)濟效益與所有權(quán)益平均分配,保證企業(yè)各方面的利益及權(quán)益合理化。企業(yè)會計工作在應(yīng)用中庸型會計政策模式中,所選擇的會計處理方式應(yīng)該以市場的實際發(fā)展情況與自身的經(jīng)營建設(shè)情況作為基礎(chǔ),這樣才能保證企業(yè)的會計信息處理方式的科學(xué)合理。例如:中庸型會計政策模式在企業(yè)經(jīng)營建設(shè)的實際應(yīng)用中,任何會計要素在實際計價過程中都應(yīng)以歷史成本作為基礎(chǔ)及前提,并且通過相對應(yīng)的輔助方式進行計量,最為常見的輔助方式主要有兩種,分別是公允價值和現(xiàn)值。對企業(yè)資產(chǎn)購入方面來說,資產(chǎn)購入過程中所產(chǎn)生的有關(guān)費用,正常情況下都會計入資產(chǎn)購入成本中。在企業(yè)負債能力確認過程中,一定要保證負債能力結(jié)果的適度化,在負債預(yù)計過程中,要根據(jù)企業(yè)目前的經(jīng)營現(xiàn)狀及未來發(fā)展過程中可能涉及的問題,將資產(chǎn)轉(zhuǎn)移或者是對負債進行科學(xué)合理性地預(yù)判。收入在確認時需要保證其科學(xué)、適當,不同的經(jīng)營方式在實際的應(yīng)用過程中所產(chǎn)生的收入會存在一定差異,這就需要充分尊重經(jīng)營方式的實際情況。在對已知收益進行計量的過程中,需要在接收到收益時進行計量確認。在處理借款費用的過程中,一定要保證其科學(xué)合理,根據(jù)借款費用所呈現(xiàn)出的經(jīng)濟特點進行處理,最為常見的處理方式主要有兩種,分別是資本化及費用化。

1.3激進型。

企業(yè)會計部門應(yīng)用激進型會計政策模式的主要目的是最大程度提高企業(yè)經(jīng)濟效益及所有者權(quán)益。激進型會計政策模式在實際中的應(yīng)用原則是對收入及資產(chǎn)高確認,對費用及負債低確認。一般情況下,企業(yè)在資產(chǎn)收入方面所產(chǎn)生的附加費用都會計入企業(yè)的資產(chǎn)購入成本中。對企業(yè)資產(chǎn)價值轉(zhuǎn)移計算時,計量的是資產(chǎn)價值轉(zhuǎn)移所能產(chǎn)生的最大經(jīng)濟效益,資產(chǎn)減值政策僅適合應(yīng)用于部分企業(yè)資產(chǎn)的計算。在企業(yè)負債預(yù)算過程中,由于負債預(yù)算可能出現(xiàn)較多不確定因素,所以計量負債中會降低負債數(shù)值。在收入確定過程中,需要對企業(yè)可能收到或者已收到的.收入大膽確認,并對政府所給予的補助也會歸納到企業(yè)的經(jīng)濟收益內(nèi),在處理借款費用時,會最大程度讓其資本化。

2企業(yè)選擇會計政策模式的策略。

2.1根據(jù)企業(yè)規(guī)模進行選擇。

企業(yè)經(jīng)營建設(shè)規(guī)模的程度與企業(yè)會計政策模式的選擇之間有著緊密的關(guān)聯(lián)。正常情況下,企業(yè)經(jīng)營建設(shè)規(guī)模若是較小,所擁有的資金數(shù)量一般也就十分有限,所開展的經(jīng)濟活動也十分簡單,會計部門在處理會計信息方面難度較低,在這種情況下,保守型會計政策模式更加適應(yīng)企業(yè)應(yīng)用。如果企業(yè)經(jīng)營建設(shè)的規(guī)模較大,所擁有的資金總量會相對較多,會計部門所需要處理的會計業(yè)務(wù)就很煩瑣,在這種情況下需要保證會計部門有合理的工作規(guī)劃,所以激進型會計政策模式或是中庸型會計政策模式更加適合其應(yīng)用,總體而言,企業(yè)規(guī)模的大小實際上代表著企業(yè)所能承受的經(jīng)濟風(fēng)險的大小,規(guī)模較小的企業(yè)本身的資本總量就較少,不能承受激進會計政策所帶來的風(fēng)險,而規(guī)模較大的企業(yè)有足夠的資產(chǎn)進行運作,可以應(yīng)對激進型會計政策的風(fēng)險,并享受激進型會計政策帶來的收益。

2.2根據(jù)企業(yè)發(fā)展情況進行選擇。

企業(yè)發(fā)展階段主要可以分為四個階段,分別是創(chuàng)業(yè)初期、成長期、成熟期與衰退期。企業(yè)在創(chuàng)業(yè)初期及成長期過程中,所有的業(yè)務(wù)活動都是剛剛開始,所需要的經(jīng)濟成本數(shù)量較高,在這種情況下對于隱形費用就可以忽視不計,因此保守型會計政策模式比較適合該階段的企業(yè)應(yīng)用。企業(yè)在發(fā)展到成熟期之后,所開展的業(yè)務(wù)基本上已經(jīng)成熟,對于企業(yè)經(jīng)營過程中所產(chǎn)生的費用都需要進行科學(xué)合理的確認,這實際上屬于一種正常的會計信息處理方式,在這種情況下企業(yè)就可以選擇應(yīng)用中庸型或者是激進型會計政策模式。企業(yè)在進入到衰退期的時候,主要面臨著轉(zhuǎn)軌或是清算的現(xiàn)狀,這就需要對企業(yè)的資產(chǎn)進行核算,在這個過程中最合適應(yīng)用的會計政策模式就是保守型。

3結(jié)語。

為了保證企業(yè)更好地進行經(jīng)營建設(shè),企業(yè)在選擇會計政策模式時,一定要根據(jù)企業(yè)的實際情況進行選擇,這樣才能推動企業(yè)更好的發(fā)展。本文首先分析了企業(yè)會計選用政策的三種模式,并陳述其存在的利弊,并結(jié)合了我國企業(yè)的實際經(jīng)濟情況對企業(yè)會計選用政策的方式方法和策略進行了分析,以期為我國企業(yè)會計經(jīng)濟政策的選用提供借鑒。

參考文獻:

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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,對彈性體進行合理的設(shè)計至關(guān)重要。

彈性體的設(shè)計基本屬于機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的范圍,但因測力性能的需要,其結(jié)構(gòu)上與普通的機械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來,普通的機械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強度和剛度即可,對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴格要求。然而,對于彈性體來說,除了需要滿足機械強度和剛度要求以外,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。

在機械零件或構(gòu)件的設(shè)計過程中,通常認為應(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。或者說,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行改進。改進前的普通筒式傳感器測力誤差大于1%f.s.,改進后(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,其彎曲強度是主要矛盾。在一個梁滿足彎曲強度的情況下,剪切強度一般裕量較大。當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度影響很小,使整個梁保持了良好的強度和剛度。

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?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。

[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

摘要:溫度傳感器是最早開發(fā)、也是應(yīng)用最廣泛的一種傳感器。據(jù)調(diào)查,早在1990年,溫度傳感器的市場份額就大大超出了其它傳感器。從17世紀初,伽利略發(fā)明溫度計開始,人們便開始了溫度測量。而真正把溫度轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器,是1821年德國物理學(xué)家賽貝發(fā)明的,也就是我們現(xiàn)在使用的熱電偶傳感器。隨后,鉑電阻溫度傳感器、半導(dǎo)體熱電偶溫度傳感器、pn結(jié)溫度傳感器、集成溫度傳感器相繼而生。也使得溫度傳感器更加廣泛的應(yīng)用到我們的生產(chǎn)和生活中。本文主要介紹了溫度傳感器的分類、工作原理及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:溫度傳感器;溫度;攝氏度。

溫度傳感器(temperaturetransducer),利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為可用輸出信號。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類?,F(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小,這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域中,也為我們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。

一、溫度的相關(guān)知識。

溫度是用來表征物體冷熱程度的物理量。溫度的高低要用數(shù)字來量化,溫標就是溫度的數(shù)值表示方法。常用溫標有攝氏溫標和熱力學(xué)溫標。

攝氏溫標是把標準大氣壓下,沸水的溫度定為100攝氏度,冰水混合物的溫度定為0攝氏度,在100攝氏度和0攝氏度之間進行100等份,每一等份為1攝氏度。熱力學(xué)溫標是威廉湯姆提出的,以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ),建立溫度僅與熱量有關(guān)而與物質(zhì)無關(guān)的熱力學(xué)溫標。由于是開爾文總結(jié)出來的,所以又稱為開爾文溫標。

二、溫度傳感器的分類。

根據(jù)測量方式不同,溫度傳感器分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式溫度傳感器是指傳感器直接與被測物體接觸,從而進行溫度測量。這也是溫度測量的基本形式。其中接觸式溫度傳感器又分為熱電偶溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、半導(dǎo)體熱敏電阻溫度傳感器等。

非接觸式溫度傳感器是測量物體熱輻射發(fā)出的紅外線,從而測量物體的溫度,可以進行遙測。

三、溫度傳感器的工作原理。

(一)熱電偶溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器結(jié)構(gòu)簡單,僅由兩根不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體焊接而成,是應(yīng)用最廣泛的溫度傳感器。

熱電偶溫度傳感器是根據(jù)熱電效應(yīng)原理制成的:把兩種不同的金屬a、b組成閉合回路,兩接點溫度分別為t1和t2,則在回路中產(chǎn)生一個電動勢。

熱電偶也是由兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體a、b焊接而成,焊接的一端稱為工作端或熱端。與導(dǎo)線連接的一端稱為自由端或冷端,導(dǎo)體a、b稱為熱電極,總稱熱電偶。測量時,工作端與被測物相接觸,測量儀表為電位差計,用來測出熱電偶的熱電動勢,連接導(dǎo)線為補償導(dǎo)線及銅導(dǎo)線。

從測量儀表上,我們觀測到的便是熱電動勢,而要想知道物體的溫度,還需要查看熱電偶的分度表。

為了保證溫度測量結(jié)果足夠精確,在熱電極材料的選擇方面也有嚴格的要求:物理、化學(xué)穩(wěn)定性要高;電阻溫度系數(shù)??;導(dǎo)電率高;熱電動勢要大;熱電動勢與溫度要有線性或簡單的函數(shù)關(guān)系;復(fù)現(xiàn)性好;便于加工等。根據(jù)我們常用的熱電極材料,熱電偶溫度傳感器可分為標準化熱電偶和非標準化熱電偶。鉑銠-鉑熱電偶是常用的標準化熱電偶,熔點高,可用于測量高溫,誤差小,但價格昂貴,一般適用于較為精密的溫度測量。鐵-康銅為常用的非標準化熱電偶,測溫上限為600攝氏度,易生銹,但溫度與熱電動勢線性關(guān)系好,靈敏度高。

(二)電阻式溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器雖然結(jié)構(gòu)簡單,測量準確,但僅適用于測量500攝氏度以上的高溫。而要測量-200攝氏度到500攝氏度的中低溫物體,就要用到電阻式溫度傳感器。

電阻式溫度傳感器是利用導(dǎo)體或者半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的。大多數(shù)金屬在溫度升高1攝氏度時,電阻值要增加0.4%到0.6%。電阻式溫度傳感器就是要將溫度的變化轉(zhuǎn)化為電阻值的變化,再通過測量電橋轉(zhuǎn)換成電壓信號送至顯示儀表。

(三)半導(dǎo)體熱敏電阻。半導(dǎo)體熱敏電阻的特點是靈敏度高,體積小,反應(yīng)快,它是利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成的??煞譃槿N類型:(1)ntc熱敏電阻,主要是mn,co,ni,fe等金屬的氧化物燒結(jié)而成,具有負溫度系數(shù)。(2)ctr熱敏電阻,用v,ge,w,p等元素的氧化物在弱還原氣氛中形成燒結(jié)體,它也是具有負溫度系數(shù)的。(3)ptc熱敏電阻,以鈦酸鋇摻和稀土元素?zé)Y(jié)而成的半導(dǎo)體陶瓷元件,具有正溫度系數(shù)。也正是因為ptc熱敏電阻具有正溫度系數(shù),也制作成溫度控制開關(guān)。

(四)非接觸式溫度傳感器。非接觸式溫度傳感器的測溫元件與被測物體互不接觸。目前最常用的是輻射熱交換原理。這種測溫方法的主要特點是:可測量運動狀態(tài)的小目標及熱容量小或變化迅速的對象,也可用來測量溫度場的溫度分布,但受環(huán)境溫度影響比較大。

四、溫度傳感器的應(yīng)用舉例。

(一)溫度傳感器在汽車上的應(yīng)用。溫度傳感器的作用是測量發(fā)動機的進氣,冷卻水,燃油等的溫度,并把測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號輸送給ecu.對于所有的汽油機電控系統(tǒng),進氣溫度和冷卻水溫度是ecu進行控制所必須的兩個溫度參數(shù),而其他的溫度參數(shù)則隨電控系統(tǒng)的類型及控制需要而不盡相同。進氣溫度傳感器通常安裝在空氣流量計或從空氣濾清器到節(jié)氣門體之間的進氣道或空氣流量計中,水溫傳感器則布置在發(fā)動機冷卻水路,汽缸蓋或機體上上的適當位置??梢杂脕頊y量溫度的傳感器有繞線電阻式,擴散電阻式,半導(dǎo)體晶體管式,金屬芯式,熱電偶式和半導(dǎo)體熱敏電阻式等多種類型,目前用在進氣溫度和冷卻水溫度測量中應(yīng)用最廣泛的是熱敏電阻式溫度傳感器。

(二)利用溫度傳感器調(diào)節(jié)衛(wèi)生間的溫度。溫度傳感器還能調(diào)節(jié)衛(wèi)生間內(nèi)的溫度,尤其是在洗澡的時候,能自動調(diào)節(jié)衛(wèi)生間內(nèi)的溫度是很有必要的。通過溫濕度傳感器和氣體傳感器就能很好的控制衛(wèi)生間內(nèi)的環(huán)境從而使我們能夠擁有一個舒適的生活?,F(xiàn)在大部分旅館和一些公共場所都實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié),而普通家庭的衛(wèi)生間都還是人工操作,尚未實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)這主要是一般客戶不知道能夠利用傳感器實現(xiàn)自動化,隨著未來人們的進一步了解,普通家庭的衛(wèi)生間也能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。

參考文獻:

[1]周琦。集成溫度傳感器的設(shè)計[d]。西安電子科技大學(xué),2007.

傳感器的論文篇六

摘要:建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)學(xué)習(xí)是主動的知識建構(gòu)過程。結(jié)合傳感器與測試技術(shù)課程特點,從設(shè)計教學(xué)流程、規(guī)范教學(xué)六大要素、構(gòu)建“點、線、面”相結(jié)合的教學(xué)模式、實施多種教學(xué)方法和手段以及多元化、全過程的綜合評價體系等方面,詳細介紹了用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)課程研究型教學(xué)的實踐活動。

關(guān)鍵詞:建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論研究型教學(xué)教學(xué)模式評價體系。

研究型教學(xué)是與創(chuàng)新性教育相適應(yīng)、以“學(xué)生為中心”的教學(xué)模式,是教師以課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)識積累為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運用知識和能力,自主發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題,在研討中積累知識、培養(yǎng)能力和鍛煉思維的新型教學(xué)模式[1]。而建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論提出學(xué)習(xí)是一個積極主動的建構(gòu)過程,強調(diào)學(xué)生對知識的主動探求、主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識的主動建構(gòu)[2]。教學(xué)過程則是充分利用情境、協(xié)作、交流會話等環(huán)境要素,調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)新精神,提高教學(xué)質(zhì)量和效率。可見將建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論運用到研究型教學(xué)實踐中,會起到事半功倍的效果。傳感器與測試技術(shù)課程具有以下的特點:工程實踐性強;涉及的專業(yè)知識面廣、知識點多、綜合性強;傳感器和測試技術(shù)本身發(fā)展迅速。結(jié)合課程特點,深入闡述建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的傳感器與測試技術(shù)課程的研究型教學(xué)實踐。

1建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的知識觀和學(xué)習(xí)觀。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論最早是由認知發(fā)展領(lǐng)域最有影響力的瑞士著名心理學(xué)家皮亞杰在20世紀60年代提出的,他認為兒童是在與周圍環(huán)境相互作用的過程中,逐步建構(gòu)起關(guān)于外部世界的認識,從而使自身的認知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展。后來又有許多心理學(xué)家和教育學(xué)家,如維果茨基、奧蘇貝爾、布魯諾等發(fā)展了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,從而形成較完整的理論,它對學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式以及師生間的關(guān)系都產(chǎn)生了重要的影響,并逐漸成為研究與實施素質(zhì)教育的重要理論依據(jù)[2]。

1.1知識觀。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為世界是客觀存在的,但每個人是以自己的經(jīng)驗為基礎(chǔ)來建構(gòu)現(xiàn)實[2]。知識不是從外部輸入人內(nèi)心的,而是在與外部作用的過程中在人的心靈內(nèi)部建立起來的[3]。知識并不是對現(xiàn)實的準確表征,它是一種解釋、一種假設(shè),而不是問題的最終答案,會隨著人類的進步而出現(xiàn)新的假設(shè)。另外,知識不可能以實體的形式存在于具體個體之外,盡管我們通過語言符號賦予知識一定的外在形式,甚至這些命題還得到了較普遍的認可,但這并不意味著學(xué)習(xí)者會對這些命題有同樣的理解。因為這些理解只能由個體學(xué)習(xí)者基于自己的經(jīng)驗背景建構(gòu)起來,這取決于特定情境下的學(xué)習(xí)歷程。

1.2學(xué)習(xí)觀。

學(xué)習(xí)過程是學(xué)習(xí)者從外界選擇性地知覺新信息,然后進行主動構(gòu)建并生成意義的過程[4]。學(xué)習(xí)者通過對外部信息的選擇和加工,通過新舊經(jīng)驗之間的相互作用,構(gòu)建自己知識,為“理解而學(xué)習(xí)”是建構(gòu)性學(xué)習(xí)的核心目標。學(xué)習(xí)者通過構(gòu)建自己對各種問題的理解形成自己的觀點,而不僅僅是記住別人已經(jīng)研究出來的結(jié)論[5]。學(xué)習(xí)者的知識構(gòu)建過程受到教師指導(dǎo)、學(xué)生參與、周圍環(huán)境等因素的影響。教師與學(xué)生之間以教學(xué)內(nèi)容為中介形成雙向互動關(guān)系,可以更好地激發(fā)學(xué)生主體作用的發(fā)揮,促進學(xué)生積極構(gòu)建知識。學(xué)習(xí)活動要發(fā)生則必須滿足兩個條件:學(xué)生的背景知識與新知識有一定的相關(guān)度、新知識的潛在意義能引起學(xué)生情感的變化。學(xué)習(xí)活動發(fā)生后,通過與其他學(xué)生和教師的不斷交流和溝通,在自己原有知識的基礎(chǔ)上完成新知識的建構(gòu)。

2.1設(shè)計課程教學(xué)流程,規(guī)范課程教學(xué)六大要素。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)“教學(xué)情境”“協(xié)作”以及“知識主動建構(gòu)”,基于該理論指導(dǎo),根據(jù)“科學(xué)引領(lǐng)工程、工程引入教堂、教員在研究中教、學(xué)員在實踐中學(xué)”的教學(xué)理念,以“知識、素質(zhì)、能力綜合培養(yǎng)”為課程目標,設(shè)計了傳感器與測試技術(shù)課程教學(xué)流程(如圖1所示)。規(guī)范了課程的講授、教材、作業(yè)、討論、實踐訓(xùn)練、考核等課程教學(xué)六大要素,使每個環(huán)節(jié)都有實施依據(jù)和具體實施方法。

2.2采取以點、線、面相結(jié)合的方式構(gòu)建新的教學(xué)模式。

解決傳感器與測試技術(shù)課程中理論與實踐相結(jié)合及學(xué)時少、內(nèi)容多、要求高的問題。突出專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的綜合性、系統(tǒng)性,體現(xiàn)現(xiàn)代儀器及測試科學(xué)和技術(shù)的相互關(guān)聯(lián)和完整性。

“點”指以課程教學(xué)六大要素為單元,課程重點講授核心知識點,重點引導(dǎo)學(xué)生把握科學(xué)的思維方式和研究方法;講授內(nèi)容寬而新,以儀器學(xué)科的應(yīng)用為大背景,引導(dǎo)學(xué)生了解傳感器基本原理、在工程中的應(yīng)用?!熬€”指以理論課程體系、實踐課程體系、科研訓(xùn)練體系為三條主線,探索研究型教學(xué)體系。理論課程體系由理論型課程教學(xué)單元構(gòu)成,強調(diào)對傳感器基本原理的掌握;實踐課程體系由基礎(chǔ)型、綜合與研究型實驗構(gòu)成,強調(diào)通過基本技能訓(xùn)練、綜合能力培養(yǎng)、開放研究實驗的鍛煉,培養(yǎng)創(chuàng)新意識;科研訓(xùn)練體系由課程設(shè)計、學(xué)科競賽、課題研究等構(gòu)成,鍛煉工程實踐能力,提高創(chuàng)新能力?!懊妗敝敢越虒W(xué)科研結(jié)合型的教師隊伍和學(xué)科的整體實力來鉸鏈點與線,建設(shè)立體化的應(yīng)用型教學(xué)模式。課程內(nèi)容注重先進性和科學(xué)性,將最新軍事應(yīng)用科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源,使學(xué)生盡早參與科學(xué)研究訓(xùn)練,接觸科學(xué)前沿。同時讓學(xué)生接受教師研究和教學(xué)文化的熏陶及嚴謹?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)的浸潤。這是培養(yǎng)學(xué)生自主研究性學(xué)習(xí)能力的一個重要環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的主渠道,同時對教學(xué)隊伍的建設(shè)提出了更高的要求。

2.3實施“從單元構(gòu)建系統(tǒng),從系統(tǒng)細化到單元”的教學(xué)手段和方法。

貫穿傳感器原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用這一主線,設(shè)計了一套適合本課程的教學(xué)進程,對不同的教學(xué)內(nèi)容方法不同,在不同的教學(xué)階段方法不同,對不同傳感器的特點,具體的教學(xué)手段也不同。

2.3.1按不同課程內(nèi)容實施不同教學(xué)模式。

不同傳感器具有不同的特性,在教學(xué)中設(shè)計了不同的教學(xué)手段。如電感式傳感器部分,差動變壓器靈敏度特性是教學(xué)難點,教學(xué)思路是“先做實驗,主動探究”。先講授差動變壓器的工作原理,而對特性部分不予講解,接著布置實驗內(nèi)容,學(xué)生通過實驗得出“電壓頻率在一定范圍內(nèi)時靈敏度不變”這一規(guī)律。學(xué)生在自問為什么時,會主動根據(jù)差動變壓器的工作原理和公式作進一步推導(dǎo)。壓電式傳感器的教學(xué)思路是“搭建支架,分析比較”。兩種典型的壓電材料石英晶體和壓電陶瓷,由于其具有不同的結(jié)構(gòu)和特性,所以兩種壓電式傳感器在穩(wěn)定性、靈敏度、價格和抗干擾性方面有很大區(qū)別,學(xué)生只要掌握了壓電材料的基本特性,即可自己分析得出兩種壓電傳感器的特性。如計量光柵,教學(xué)思路是“創(chuàng)造情境,絲絲入扣”,包括以下幾步:(1)以學(xué)生熟悉的測量轉(zhuǎn)速光電傳感器為例,提出是否可以用光電傳感器來測量位移。(2)大家分組討論,提出設(shè)計方案。這時有學(xué)生提出,可以把光電傳感器中的開孔圓盤拉直變成開槽板,并拿出事先準備的一張均勻刻槽的紙,現(xiàn)場演示了學(xué)生的思想—這是光柵的雛形。(3)分析方案的可行性。即測量的精度、實際系統(tǒng)中光電接收元件的安裝等問題。(4)討論并改進方案。學(xué)生的方案提高精度可以通過減小槽的距離,進一步讓學(xué)生分析這種思路的技術(shù)可行性和難點。于是引出用2塊光柵交疊,并請大家伸出雙手演示著名的“莫爾條紋效應(yīng)”。至此,學(xué)生已經(jīng)基本明白了光柵數(shù)字位移傳感器測量位移的基本原理。(5)配合演示動畫,讓大家分析光柵的特點。

2.4多元化、全過程的綜合評價體系研究。

該課程涉及對基本原理的掌握、對測試系統(tǒng)的設(shè)計,評估學(xué)生的能力需要建立更加科學(xué)合理的評估模式。教學(xué)評價系統(tǒng)遵循學(xué)習(xí)過程評價和教學(xué)目標管理相結(jié)合的基本原則,以研究學(xué)習(xí)過程的知識獲?。ㄈ鐐鞲衅髟恚?、探索研究(如測試技術(shù)應(yīng)用與最新發(fā)展)、思維創(chuàng)新(如測試系統(tǒng)設(shè)計)等要素為評價因子,以完成教學(xué)大綱要求的教學(xué)目標進行評價,考核重點從獲取知識量向知識、能力、綜合素質(zhì)的評價轉(zhuǎn)移,形成多元化、全過程“合格+拔尖”的綜合評價系統(tǒng)。最后成績考核包括平時作業(yè)、卷面成績、課程設(shè)計綜合評估。作業(yè)包括課本習(xí)題/調(diào)研報告、資源檢索等,作業(yè)可以通過網(wǎng)絡(luò)提交。第一次課的作業(yè)是請學(xué)生跟蹤調(diào)研新型傳感器、測試技術(shù)或測試系統(tǒng)發(fā)展動態(tài),后續(xù)的課堂中,適當安排些調(diào)研比較充分的學(xué)生做匯報、研討,教師再進行點評。課程中期布置了課程設(shè)計、自行車測速系統(tǒng)的設(shè)計,不限傳感器類型。每個小組上交傳感器設(shè)計說明書,并根據(jù)條件實現(xiàn)傳感器部分或全部環(huán)節(jié)的制作。各小組代表發(fā)言,時間不超過10分鐘,小組成員可隨時補充,其他組學(xué)生可隨時提問,對相互間的不同觀點可據(jù)理力爭,甚至駁斥。最后,教師再逐一點評,和學(xué)生一起評價出最佳設(shè)計獎。這種研討課的教學(xué)效果超過了預(yù)期設(shè)想。每組選用了不同的傳感器進行測速,設(shè)計方案五花八門,并從傳感器選型、電源、安裝、成本、誤差分析、實用性等方面全面分析,考查學(xué)生全面掌握課程核心知識點的情況以及分工、合作、溝通的能力。

3結(jié)束語。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的研究型教學(xué),迎合了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大方向,不僅提高了教師教學(xué)理論水平和教學(xué)科研能力,同時也促進了學(xué)生的全面發(fā)展,參加各種科技創(chuàng)新的學(xué)生人數(shù)激增,并且作品質(zhì)量有很大提升。但建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)實踐中的運用并不是生搬硬套,如何在傳感器與測試技術(shù)迅速發(fā)展、教學(xué)理念不斷與時俱進的情況下,探索更科學(xué)的教學(xué)模式,切實提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,還需繼續(xù)實踐和探索。

參考文獻。

[4]張大均。教育心理學(xué)[m]。北京:人民教育出版社,1999.

[5]顧琳。建構(gòu)主義熱的冷思考[j]。當代教育科學(xué),2007(1):7-10.

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)生機械形變,其電阻值隨機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,電壓靈敏度一般每毫米的位移可達數(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0.05%~0.1%。同時,這種傳感器能實現(xiàn)信息的遠距離傳輸、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行金屬蒸鍍,形成金屬膜,構(gòu)成兩個電極。當晶片受壓力時,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)擴散作用進入生物活性材料,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)無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等。激光傳感器原理:激光傳感器工作時,先由激光發(fā)射二極管對準目標發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標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、推動社會進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。現(xiàn)為鄭州大學(xué)本科生,主要研究方向為機械工程及自動化。

作者單位。

鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院河南省鄭州市450001。

傳感器的論文篇八

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)問題進行簡要探討。

在社會和經(jīng)濟快速發(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,才能正確認識和把握規(guī)律,促進科技工藝的發(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,并且能對表格進行更靈活的測量,在自動檢測技術(shù)當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?,光電倍增管等光學(xué)效應(yīng)的外部光電效應(yīng)是指光對下一個對象造成影響時,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)動低功率負荷的場合中使用的達林頓復(fù)合管。

當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用檢測器,以確定是否斷裂時在噴射緯紗效果的進步,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?,去探索,如在太陽下,還不能很好看清手機和電腦的顯示,那么我們就可以用它來更改手機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.

傳感器的論文篇九

摘要:本文探討壓阻式傳感器mpx10在制筆機械真空度控制的應(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)擠出機模芯擠出成管、牽引冷卻定型、切斷成長管,再經(jīng)切斷機切斷平口成筆管長度,最后經(jīng)自動攻絲機雙頭攻絲成為成品。經(jīng)擠出機模芯初步成形后的筆管,進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臺三相交流電動機驅(qū)動的排風(fēng)機完成,電機由變頻器控制,水槽相對密封,只有前后筆桿進出有空氣進入。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、指針式負壓表指示實際負壓。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)負壓,壓差代表真空度。排風(fēng)機控制:排風(fēng)電機用變頻器控制速度,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,負載為風(fēng)機水泵;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,適當大些則穩(wěn)定度更好。按照上述設(shè)計,適當調(diào)整變頻器pid參數(shù),達到真空度控制要求,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:

傳感器的論文篇十

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,對彈性體進行合理的設(shè)計至關(guān)重要。

彈性體的設(shè)計基本屬于機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的范圍,但因測力性能的需要,其結(jié)構(gòu)上與普通的機械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來,普通的機械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強度和剛度即可,對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴格要求。然而,對于彈性體來說,除了需要滿足機械強度和剛度要求以外,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。

在機械零件或構(gòu)件的設(shè)計過程中,通常認為應(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。

[1][2][3][4]。

傳感器的論文篇十一

對施工材料的檢測在所有工程施工中均具有較高的要求,作為公路工程施工材料中占有大比例的砂石的檢測,便是公路工程檢測的一項重要內(nèi)容,其直接決定這些材料能否應(yīng)用于施工,因此需要技術(shù)人員對這些材料現(xiàn)場進行檢測。工程用砂則需要確保砂的含泥量及級配等與施工要求相符;同時應(yīng)嚴格控制碎石的軋制過程,確保其壓碎值及密實度與要求相符;砂中的泥塊含量應(yīng)為0%,泥粉塵含量應(yīng)小于或等于5%,砂當量應(yīng)超過75%;檢測氧化鎂及氧化鈣在石灰中的含量,確保其用量及消解率與達到工程需要的要求。

(2)施工檢測。

首先,公路工程檢測中的標準性試驗,為檢測施工過程所使用的材料及施工工藝等是否符合國家規(guī)范或者滿足行業(yè)標準,需要在公路工程檢測中應(yīng)用標準性試驗,該項檢測通常位于施工之前,主要是對擬用材料及配合比進行檢測,檢驗材料及工藝是否滿足國家規(guī)定標準,如滬寧高速公路增補聲屏障施工項目,在檢測粒徑小于38mm的路基土?xí)r,通常采取重型擊實的手段對路基土含水量和密度、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料及水泥穩(wěn)定粒料進行檢測,控制混凝土的最大水泥用量為500kg/m3,減水率要大于等于28%,初凝時間要超過120min;在對瀝青進行試驗檢測時,由于其路面處在高溫塑性變形狀態(tài)下強度降低,在低溫情況下脆性變大,所以冬季路面易出現(xiàn)裂縫,所以檢測前需要全面了解瀝青的使用標準規(guī)范,瀝青的理想結(jié)構(gòu)為骨架密實度結(jié)構(gòu),即將一定的粗骨料摻入混合料中作為框架,同時還摻入一定量細骨料來增加其密度。其次,對于路基及路面基層壓實度檢測。工地實際達到的干密度與室內(nèi)標準擊實試驗得到的最大密度間的比值為壓實度,而瀝青路面的'壓實度的確定包括對路面基層混合料最大干密度及最佳含水量、路基土最佳含水量及最大子密度以及瀝青材料標準密度的確定等,其混合料的標準密度檢測通常以馬歇爾密度或者試驗段密度作為取樣標準,馬歇爾密度的標準要高于試驗段密度,2種方法均需測量試件的密度,而測密度的方法一般有表干法、體積法以及蠟封法等。

(3)施工質(zhì)量跟蹤檢測。

應(yīng)當對工程中的每一分項工程項目進行檢測,并將實際檢測的頻率及方法作為施工質(zhì)量跟蹤檢測的依據(jù),如廣東省某公路工程對道路中心線、橋涵等構(gòu)造物軸線偏移情況的檢測(測量軸線的偏移量),以及采用灌砂法及環(huán)刀法等對路基及路面壓實度的檢測,其中灌砂法試樣最大粒徑一般不得超出15mm,測定密度曾厚度為150~200mm。通常情況下,用回彈彎沉值來表示路基與路面承載能力,其中承載能力與回彈彎沉值成反比。要確保試驗檢測的各項內(nèi)容均滿足工程規(guī)范要求,同時應(yīng)增加路基邊部、挖方以及低填土地段的檢測頻率,確保加荷載速度依照水泥混凝土的抗壓抗折強度試驗規(guī)程進行,并且還應(yīng)準確處理相應(yīng)的測試值。

3加強公路工程檢測工作的建議。

為了加強公路工程的質(zhì)量控制,保證行車安全,除了要加強對相關(guān)檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用外,還需要加強公路工程日常檢測工作的力度。首先需要建立健全檢測工作體系,完善各項檢測制度。公路工程的建設(shè)單位,要推行質(zhì)量自檢的工作制度,合理安排管理工作人員,明確各個崗位職責(zé),并要結(jié)合公路工程的實際施工進度情況,制定出詳細化的檢測工作計劃,使其具有實踐性與科學(xué)性。其次,加大投入,保證相關(guān)設(shè)備齊全。在開展公路工程的檢測工作之前,需要合理布置實驗室,并要加大投入,配全檢測工作中所需的相關(guān)儀器設(shè)備,儀器設(shè)備優(yōu)先選用自動化程度高的,減少人員操作帶來的誤差,從而提高檢測數(shù)值的準確性。同時要對檢測人員提出較高要求,使其牢固掌握檢測技術(shù),可以通過崗前培訓(xùn)及嚴格考核等環(huán)節(jié),來逐步強化其技能,不斷提高個人素養(yǎng),保證相關(guān)工作人員能夠持證上崗。最后,需要精細化公路工程的檢測工作,對各項檢測數(shù)值進行準確分析。在開展檢測工作時,需要對各個工程環(huán)節(jié)進行詳細劃分,并要實行一一負責(zé)制,當完成檢測工作時,需要對各項檢測結(jié)果及時進行處理,減小誤差,保證檢測結(jié)果的精確性,及時對收集上來的數(shù)據(jù)通過數(shù)理統(tǒng)計分析施工水平,找出施工存在的問題,及時糾正施工中存在的問題。

4結(jié)語。

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,使得我國公路工程建設(shè)呈現(xiàn)出了跨越式的發(fā)展趨勢,公路建設(shè)在快速發(fā)展的同時,所承受的通行壓力也在不斷增加,因而質(zhì)量問題也日益嚴重。我們需要對公路工程的檢測工作有足夠重視,通過全面檢查及現(xiàn)代化的檢測技術(shù)的應(yīng)用來對公路施工進行控制,保證公路施工質(zhì)量,促進我國家交通運輸業(yè)的發(fā)展。

參考文獻:。

[2]張穎.公路工程檢測在公路工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用.交通標準化,(15).。

傳感器的論文篇十二

新課標代表著新的教育形勢。小學(xué)體育教學(xué)的重要性自然不言自明。因此,注重小學(xué)體育教學(xué)方式方法上的創(chuàng)新就成為順理成章的事情,值得廣大教育者去用心關(guān)注。但是,在轉(zhuǎn)變教學(xué)方式之前,應(yīng)當對小學(xué)體育教學(xué)的特點進行全面的了解。

1.1小學(xué)體育教學(xué)具備鍛煉學(xué)生身體的功能。

體育教育目標不是簡單地完成教學(xué)任務(wù)而已,而是需要將教學(xué)任務(wù)通過較好的方法方式落實給學(xué)生,使他們在體育教學(xué)中積極配合老師,完成課堂任務(wù)。從本質(zhì)上認識,體育活動也是一種積極的鍛煉,其適當?shù)倪\動量必然能夠?qū)崿F(xiàn)鍛煉身體的目的,從而有效增強學(xué)生的體質(zhì)。

1.2小學(xué)體育教學(xué)具備較強的趣味性。

很多時候,體育內(nèi)容的有效落實需要在內(nèi)容設(shè)置上添加一些有益的游戲內(nèi)容。體育游戲同樣具備一般游戲的特點,能夠有效激發(fā)出學(xué)生的興趣,使學(xué)生積極參與體育課堂教學(xué)活動,順利完成體育課堂教學(xué)任務(wù),使體育教育目標順利及時地實現(xiàn)??梢?,若想在體育教學(xué)過程中充分調(diào)動學(xué)生的積極性,就應(yīng)當適當融入體育游戲的趣味性,并利用好這個最為明顯的特點。

1.3小學(xué)體育教學(xué)需要借助一定規(guī)則來完成。

從本質(zhì)上看,小學(xué)體育活動是游戲的一種,因此,其滿足了學(xué)生的一種內(nèi)心需求,能夠使學(xué)生投入高漲的熱情去“玩”。當然,體育游戲也有其自身的規(guī)則,以利于老師合理組織學(xué)生人數(shù)及游戲角色,實現(xiàn)老師與學(xué)生的良好互動,實現(xiàn)良好的體育教學(xué)效果。

2體育教學(xué)在小學(xué)教育過程中的積極價值。

體育課是小學(xué)乃至大學(xué)階段必不可少的科目。可見,體育教學(xué)在每個學(xué)習(xí)階段都占有重要的地位。究其原因,在于體育教學(xué)在每個學(xué)習(xí)階段都發(fā)揮著非常積極的作用。小學(xué)作為每個人受教育的起步階段,其各個方面的良好基礎(chǔ)是非常必要的。怡好,體育教學(xué)在小學(xué)教育過程中就體現(xiàn)了非常明顯的價值。

2.1通過體育教學(xué),鍛煉學(xué)生身體,及時實現(xiàn)體育教育目標。

體育教學(xué)活動是在尊重運動規(guī)律的基礎(chǔ)上進行設(shè)計的,需要借助符合客觀規(guī)律的方式方法。同時,其是以身體運動形式加以體現(xiàn)的,因此,能使學(xué)生達到較好的健身作用,使學(xué)生的身體得到應(yīng)有的鍛煉,進而實現(xiàn)小學(xué)體育教學(xué)目標,出色地完成教學(xué)任務(wù),從而提高學(xué)校的整體教學(xué)水平。

2.2通過體育教學(xué),滿足學(xué)生心理需求,增強學(xué)生團結(jié)意識。

在體育教學(xué)過程中,學(xué)生通過愉快輕松的競爭氛圍,實現(xiàn)在體力、技能、智慧等方面的有效鍛煉,從而得到師生的夸獎和贊揚,實現(xiàn)學(xué)生自身的心理滿足,這種滿足能在很大程度上使學(xué)生得到快樂。同時,很多體育游戲一般情況下是通過分組進行的,因此,也能夠有效提高學(xué)生之間的.團結(jié)意識和互助精神。

3體育教學(xué)內(nèi)容編排規(guī)則。

體育教學(xué)能夠收到良好的教學(xué)效果,得益于其合理科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容編排。因此,在體育教學(xué)活動編排過程中,應(yīng)當切實樹立創(chuàng)新意識,嚴格把握體育活動的特點,遵循一定的規(guī)則,使體育活動發(fā)揮應(yīng)有的價值。

3.1教學(xué)內(nèi)容和形式應(yīng)當健康。

體育活動對于學(xué)生的體力、智慧、基本身體素質(zhì)都有一定的要求。因此,在編排體育內(nèi)容時,應(yīng)當具備健康的內(nèi)容,并且承載體育內(nèi)容的外在游戲形式也應(yīng)當是健康的,只有這樣,才能更好地配合小學(xué)生德育教育,有利于學(xué)生的健康成長,易于學(xué)生的接受。

3.2體育游戲應(yīng)當簡單易學(xué)。

體育游戲是完成體育教學(xué)活動的有力助手。因此,復(fù)雜深奧的體育游戲反而不利于小學(xué)生的掌握。在編排體育游戲時,要時刻兼顧學(xué)生的年齡特點和生理需求。這就客觀地要求體育游戲應(yīng)當淺顯易學(xué),使學(xué)生能夠很快投入到游戲氛圍中,在體育教學(xué)過程中實現(xiàn)師生的良性互動。

3.3體育活動應(yīng)當具備趣味性。

小學(xué)體育教學(xué)應(yīng)當以提升學(xué)生興趣為前提條件,實現(xiàn)學(xué)生積極配合老師的狀態(tài)。激發(fā)出小學(xué)生的興趣,才能提升他們的主體參與意識,因此,在進行內(nèi)容的設(shè)置時就應(yīng)當注重小學(xué)生趣味性的有效調(diào)動。只有這樣,學(xué)生的興趣才能被激發(fā),體育活動才能發(fā)揮應(yīng)有的作用,實現(xiàn)應(yīng)有的效果。

傳感器的論文篇十三

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)果將比較準確,如果有耦合力進入該支路傳感器,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個方面進行改進: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。

傳感器的論文篇十四

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。當輸入量為常量或變化很慢時,其關(guān)系為靜態(tài)特性。當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。最常用的標準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。

傳感器的論文篇十五

[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。

[11]劉國華.高功率光纖激光器的理論研究[d].華中科技大學(xué)2007。

[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)。

傳感器的論文篇十六

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、管理流程和標準一致;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?;诙嘈^(qū)大學(xué)的特點,三種模式的缺點是各校區(qū)因地域較遠,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,形成不同標準的兩套體系。

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準化、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)管理團隊和建立組織運行機制等措施促進了教學(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行開展,教學(xué)進程、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行改革與創(chuàng)新,進行管理流程再造。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)校對其進行培訓(xùn)和訓(xùn)練,讓其負責(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制和獎懲辦法等相關(guān)制度文件,建立教學(xué)組織運行機制。

傳感器的論文篇十七

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)體育課教師在進行體育授課時,應(yīng)當讓學(xué)生認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?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嚴格抓好體育教學(xué)課堂的紀律性。

在體育教學(xué)過程中應(yīng)時刻牢記教育目標,因此,培養(yǎng)學(xué)生在體育教學(xué)活動中的紀律意識顯得格外重要。在教學(xué)體育游戲時,老師要嚴格抓好教學(xué)紀律,提高學(xué)生的紀律性,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)當在老師的指令下有秩序有步驟地進行,此外,老師要秉持人文理念,對學(xué)生進行思想教育,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。

體育教師在進行體育游戲前應(yīng)當對場地、器材進行細致檢查,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備活動,要預(yù)先想到并考慮好采取針對性的預(yù)防。總之,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,才能在新課標指導(dǎo)下,對小學(xué)體育教學(xué)方式進行創(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。

傳感器的論文篇十八

為了提高傳感器整體抗耦合性,各支路傳感器結(jié)構(gòu)須具有很好抗扭、抗彎曲能力。本文根據(jù)力學(xué)分析,將板環(huán)結(jié)構(gòu)改為圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu),圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu)集合了板環(huán)結(jié)構(gòu)線性好、輸出靈敏度高、剛性好的優(yōu)點,同時具備工作區(qū)應(yīng)變穩(wěn)定、對稱、抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)等特性。其力學(xué)模型如圖3所示。圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu)測量的是梁上的拉/壓應(yīng)力,當環(huán)受拉向或壓向載荷作用時,垂直與水平直徑位移方向相反,在十字梁的根部(圖3(b)中1,2,3,4處)會產(chǎn)生彎曲和拉伸兩類變形,其中拉伸應(yīng)變可通過全橋接線測量,環(huán)上的彎曲應(yīng)力具有很好的對稱性,因此,傳遞到梁上的工作應(yīng)變?yōu)榧兝?壓應(yīng)變,工作應(yīng)變區(qū)如圖3(b)的1,2,3,4處。本文利用solidworks軟件為對優(yōu)化前后樣機進行仿真受力分析,比較工作區(qū)應(yīng)變,驗證優(yōu)化結(jié)構(gòu)的合理性。仿真時對優(yōu)化前后的傳感器都進行裝配體受力分析,嚴格按照實際參數(shù)(材料、約束、配合、載荷)進行仿真。載荷施加方法:在軸向載荷基礎(chǔ)上附加額外的彎矩與扭矩,測試其對工作應(yīng)變區(qū)影響。兩結(jié)構(gòu)施加載荷大小、方向、作用點都一致,其中對于扭矩加力,是直接施加于上端鉸座面上;對于彎矩加力,是在同一面上施加側(cè)向力荷來等效,如圖4。根據(jù)仿真的結(jié)果,得到的數(shù)據(jù)由表1所示。由仿真數(shù)據(jù)可得:1)優(yōu)化后支路傳感器的抗耦合力矩能力明顯強于未優(yōu)化傳感器的抗耦能力。比如:在附加100力矩時,優(yōu)化后的傳感器其微應(yīng)變值增加了(1105-951)×10-6=154×10-6,而未優(yōu)化的傳感器微應(yīng)變值增加了(1510-956)×10-6=554×10-6,因此,優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)其抗扭能力大大加強。2)優(yōu)化后支路傳感器的抗側(cè)向力的能力明顯強于未優(yōu)化傳感器的抗側(cè)向能力。比如:在附加測向力為200n時,優(yōu)化后的傳感器其微應(yīng)變值增加了(1215-951)×10-6=264×10-6,而未優(yōu)化的傳感器微應(yīng)變值增加了(1460-956)×10-6=504×10-6,因此,新結(jié)構(gòu)抗側(cè)向力效果明顯。2.3支路傳感器的優(yōu)化結(jié)構(gòu)根據(jù)以上的.分析結(jié)果,新的支路傳感器利用了各種去耦方式,得到的總體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

依據(jù)要研制的傳感器量程和精度,設(shè)計了相應(yīng)的標定系統(tǒng),該系統(tǒng)的實現(xiàn)主要是通過比對的方法來進行,在施加力的路徑上串聯(lián)一個高精度的s型傳感器,精度為0.03%,滿足本系統(tǒng)要求。將優(yōu)化前后傳感器在完全相同的試驗條件下進行加載并記錄測量結(jié)果,利用線性解算法求解各自的映射關(guān)系矩陣,最后驗證比對測量精度。試驗標定過程中對傳感器6支路通道依次進行標定,每路各取不少于6個標定點,并進行遞增、遞減加載各3次,然后對遞增、遞減的標定數(shù)據(jù)進行均值化處理即為最終的標定數(shù)據(jù)。對于六維力傳感器,解耦的優(yōu)劣和傳感器的精度息息相關(guān),一個方向的加載很難對傳感器的解耦能力做出全面的評價,截至目前為止,大部分的論文只是在試驗時只是加載了一維力,只有個別的文章提及到二維加載[11],還沒有三維加載的試驗數(shù)據(jù)。本文為了驗證傳感器的耦合情況,進行了三維復(fù)合加載,標定數(shù)據(jù)見表2~表4。

3結(jié)束語。

本文設(shè)計了一種基于at89s52單片機和ds18b20數(shù)字溫度傳感器的溫度采集報警系統(tǒng),對軟硬件設(shè)計進行詳細說明。該設(shè)計具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點,適用于糧倉、電力機房、軸瓦、空調(diào)、冰箱和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,ds18b20單總線和多點式測溫特點使其擴展性加強,具有廣闊的市場前景。

傳感器的論文篇十九

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,對彈性體進行合理的設(shè)計至關(guān)重要。

彈性體的設(shè)計基本屬于機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的范圍,但因測力性能的需要,其結(jié)構(gòu)上與普通的機械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來,普通的機械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強度和剛度即可,對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴格要求。然而,對于彈性體來說,除了需要滿足機械強度和剛度要求以外,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。

在機械零件或構(gòu)件的設(shè)計過程中,通常認為應(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行改進。改進前的普通筒式傳感器測力誤差大于1%f.s.,改進后(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,其彎曲強度是主要矛盾。在一個梁滿足彎曲強度的情況下,剪切強度一般裕量較大。當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度影響很小,使整個梁保持了良好的強度和剛度。

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?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。

[1].劉鴻文主編,《材料力學(xué)》,高等教育出版社,1979年。

傳感器的論文篇二十

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、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。

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機進行銜接,實現(xiàn)終端設(shè)備的視音頻信號相互傳遞;各視頻會議室達到高清視頻會議標準;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,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信號傳輸距離過遠會有所衰減的問題,遠距離的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攝像機控制系統(tǒng)。

視頻控制方面:根據(jù)各個會議室的攝像機品牌比較繁多的問題,采用一臺多協(xié)議的攝像機控制器,能針對不同攝像機設(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的需求,例如對rs232和rs485的控制協(xié)議的攝像機進行控制。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機同屬一個網(wǎng)段,通過在pc機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,配備標準19寸機柜,為解決設(shè)備開關(guān)問題,各個會議室機柜內(nèi)部都配備針對220v強電的遠程控制開關(guān)。中央控制室配備一臺可遠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,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。

傳感器的論文篇二十一

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)的機械專業(yè)歷史悠久,基礎(chǔ)雄厚,機械設(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)生的機械設(shè)計綜合能力,學(xué)院開設(shè)“機械結(jié)構(gòu)設(shè)計”這門課,教材采用自編書目?!皺C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,涉及機械制圖、力學(xué)、材料、機械原理、機械零件、公差與配合、機械制造工藝、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,能夠獨立進行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,在達到功能要求和質(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“機械結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程講授之前,學(xué)生僅做過“機械設(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行改進,所以學(xué)生只是達到了“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,對機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程、步驟和原則還沒有清晰的認識。

(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、空間想象能力弱、工程制圖表達不清晰、對常用機構(gòu)和標準件不熟悉、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)生對機械結(jié)構(gòu)設(shè)計有一個全面的、直觀的認識,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)。其次引入標準公比、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動進給的傳動路線。在傳動分析過程中,還結(jié)合ca6140車床,介紹了一些機電產(chǎn)品設(shè)計中常用的'機械通用部件: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)都進行詳細講解,收集了大量同類型的結(jié)構(gòu)進行對比分析,并以往屆學(xué)生的錯誤結(jié)構(gòu)為例進行分析并改正。在普通機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)使用要求進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。在進給箱中,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給。為避免機床損壞,所以不僅要實現(xiàn)車螺紋和機動進給運動的互鎖,而且要實現(xiàn)縱向進給和橫向進給運動的互鎖。在ca6140中,實現(xiàn)車螺紋和機動進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動進給運動都未接通,如果接通一種機動進給,則開合螺母機構(gòu)無法操縱閉合??v橫向進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械互鎖結(jié)構(gòu)。另外,進給箱在進給運動的驅(qū)動下刀架沿導(dǎo)軌實現(xiàn)進給;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。接著進一步介紹其分類、特點和數(shù)控機床導(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、進給箱等結(jié)構(gòu)的直觀認識,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)整方法及操縱機構(gòu)的作用原理;觀察六速單手柄操縱機構(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)生基本都可以進行到畫展開圖草圖程度。草圖畫完后,按照草圖尺寸進行操縱機構(gòu)的計算和主軸的校核。接著完善展開圖,要求清晰表達轉(zhuǎn)動路線和各個轉(zhuǎn)動軸、主軸的詳細結(jié)構(gòu)。另外還要畫一張剖視圖,要求表達各軸的空間位置,以及某個滑移變速齒輪的操縱機構(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。機械設(shè)計中,不同的設(shè)計者對機械系統(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)標準件。標準件是機械設(shè)計的基礎(chǔ),用好標準件,可以提高機械設(shè)計的效率。通過課程設(shè)計,學(xué)生們對標準件進一步熟悉。(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—認識—再實踐的過程。

因此,學(xué)生對結(jié)構(gòu)的認識進一步深入,在認識的指導(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、機械原理、機械零件、工藝等方面的知識加以運用,因此在機械方面的綜合素質(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)。

傳感器的論文篇二十二

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的技術(shù)發(fā)展趨勢保持一致,對于傳感器性能指標(包括精確性、可靠性、靈敏性等)的要求越來越嚴格;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準的輸出模式;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。

對于微機電系統(tǒng)(mems)的研究工作始于20世紀60年代,其研究范疇涉及材料科學(xué)、機械控制、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于是微型機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)果進行校正;而硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯娜踺敵鲂盘栠M行放大、處理和存儲外,還執(zhí)行與計算機之間的通信聯(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)值及其誤差進行補償,而且還能夠進行邏輯思考和結(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,以改進測量精度。

2.智能化傳感器具有自診斷和自校準功能,可以用來檢測工作環(huán)境。當工作環(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進行通信聯(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)進行遠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的標準模擬信號來實現(xiàn)。一些國際性標準化研究機構(gòu)目前正在積極研究推出相關(guān)的通用現(xiàn)場總線數(shù)字信號傳輸標準;不過,在眼下過渡階段仍大多采用遠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一步擴展到化學(xué)、電磁、光學(xué)和核物理等研究領(lǐng)域??梢灶A(yù)見,新興的智能化傳感器將會在關(guān)系到全人類國民生的各個領(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行適當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遠不盡人意。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?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半娮颖恰毕到y(tǒng)是氣體傳感器技術(shù)和信息處理技術(shù)進行有效結(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、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,然后采用標準的數(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、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,無線上網(wǎng),電視機。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)對信息進行處理,并通過隨機自組織無線通信網(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)代的先進微電子技術(shù)、微細加工技術(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,并成為進入年以來公認的新興前沿?zé)狳c研究領(lǐng)域,被認為是將對二十一世紀產(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,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,被認為是將對21世紀產(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)。現(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,通過飛機撒播、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,為己方確定進攻目標和進攻路線提供依據(jù)。

監(jiān)測敵軍進攻:在敵軍駐地和可能的進攻路線上部署大量傳感器,從而及時發(fā)現(xiàn)敵軍的進攻行動、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:在進攻前后,在攻擊目標附近部署傳感器網(wǎng)絡(luò),從而收集目標被破壞程度的數(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)遠距離跟蹤,家庭采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)負責(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)用都還還遠談不上成熟,國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該抓住商機,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?shù)母倪M和進一步發(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、導(dǎo)彈誘導(dǎo)、遙感、射電望遠鏡中。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。

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