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传感器论文篇一

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。

传感器论文篇二

从节能的角度出发，在楼宇电器智能化设计中采用红外传感器的自动监测系统，具有自动控制功能强、灵活、方便且成本低的优点;很适合楼宇的照明改造工程，该系统是以热释电红外传感器为基础、应用vc程序界面和单片机相结合的技术，对楼宇照明进行自动监控。

一、系统总体方案设计。

利用热释电红外传感器对人体进行采集，经过运算放大器对采集到的信号进行放大整形后、产生控制信号，通过执行器对某个房间中的用电设备进行自动开启或关闭的同时，还可以用光电传感器对光信号进行采集，产生控制信号控制照明电路和调光作用。整个楼宇控制系统分从机、主从机接口、主机界面三部分。

(一)从机设计。

从机的功能是对现场数据信息的采集、计算和现场的控制，自动完成对各要素的定时采样和存储，达到自动控制照明电路。在接到主机的命令时，将采集到的信息经过主从机接口送给主机。从机以单片机为核心，一片单片机监控一个楼层或一个房间的照明电路，每一个房间或每盏灯旁边安装一个热释电红外传感器，当传感器检测房间是有人时，单片机控制继电器接通交流电电源，点亮照明灯，通过串口通信，在主机查询该从机时，有人的信息发送到主机上，并接收主机的命令，关闭交流电源。

(二)主从机接口。

由于从机的数目众多，为此专门设计了主从机接口电路，以适应多从机的需求。

(三)主机设计。

主机通过通信接口，主动的和从机取得快速有效的联络，并向从机发出各种命令、接收从机反馈回来的数据、询问并检测从机的状态等。

二、系统整体硬件设计。

(一)驱动电路。

单片机控制模块设在楼层分配电控箱中，采用光电隔离电路，可有效减少电网电压波动对其逻辑电平的干扰和强点磁场作用所引入的随机干扰。

单片机输出的控制信号，经光电耦合控制三极管的开关状态，以控制交流电源的通断。本系统采用直流继电器，线圈电压一般用+12v，独立电源供电。

(二)交流控制电路。

为了使电控系统更加趋于合理和人性化，在交流电源开关处设计了手动开关和自动切换设置。在设置为手动状态时，照明灯的通断状态就像平时的照明灯一样，使用者根据个人和当前的环境来控制照明灯，传感器采集到的数据通过串口下参与主机，但不能通过继电器来控制照明灯电源的`通断;自动状态时，根据传感器采集到的数据来判断是否打开或关闭交流电源，并将当前的状态传送到主机。

(三)人体探测和信号处理电路。

人体探测和信号处理电路工作原理图如图2所示，热释电传感器安装于房间墙壁上的适当高度位置，当有人在房间的时候，传感器将输出微弱的电压信号，通过由放大器组成的带通滤波器，进行频率的筛选。本设计采用集成远算放大器来进行两级放大，以使其传感器可消除小动物干扰以及电磁干扰和灯光干扰，可靠性很高。检测放大电路输出的信号经传输线传送到单片机。

(四)单片机电路设计。

作为从机的核心部分，主要功能是采用实时方式对每个房间是否有人进行检测，并将检测到的结果传输到pc主机上。热释电红外传感器外部采集到的信号进行处理，产生控制相应房间照明电源的控制信号，接到的外部中断。，以便达到对楼宇的实时监控，当热释电红外传感器检测到房间内有人移动时，通过信号处理电路进行传感器所采集的信号放大和处理，输出低电平触发单片机的外部中断产生中断，及时的控制继电器接通交流电源。

(五)地址存储电路设计。

具有三条地址线分别是ao,al,a2，可以确定芯片的硬件地址。地址是从000,001到111地址，此电路选择ao,al,a2接地，器件的地址为0，第8脚和第1脚分别为正、负电源。sda为串行数据输入、输出，数据通过这条双向2l总线串行传送，在本电路中，为了节约读写的时间，只需要将从机地址两个字节写入。

(六)串口通信及硬件接口电路。

从机向主机发送数据;当输出低电平时，从机接收主机发送过来的数据。从机的输出端a和y与主从机接口的输出端a和y通过双绞线连接起来。

(七)主从机接口电平转换电路。

max232芯片具有电平转换的作用，内部有一个自动电源电压变换器，采用这款芯片接口简单，并且串行通信系统供电电源只需要正jv电源。对于没有正负12v电源的场合其适应性更强。

软件设计。

(一)单片机程序设计。

单片机软件设计包括主程序、l2c程序、串行口发送，中断服务程序和定时中断服务程序五部分。

(二)串口通信协议。

各从机挂在总线上，各机使用使能信号控制接收与发送，但任何时候只能允许一点发送，是一种半双工工作方式。主机、从机协议规定如下:设置波特率为96006pt，以串行中断方式作为主机、从机通信的初始状态。

(三)单片机软件设计与流程图。

在单片机内部ram区建立的工作单元和标志位，每次由中断服务程序启动定时中断并重新设置计数值，即采用可重复触发定时器。

四、结论。

综上所述，计算机信息管理系统的科学分析可以为县乡医院有效建立起适合本院的计算机信息管理系统提供参考和借鉴。计算机信息管理系统不仅能够快速处理各种数据，有效降低医护人员的工作强度，提高工作效率，而且能够帮助医院减少各类库存，大力提升经济效益。

传感器论文篇三

传感器（英文名称：transducer/sensor）是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前，传感器转换后的信号大多是电信号，因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。

1前言。

传感器是测试系统的一部分，其作用类似于人类的感觉器官，也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物，如用热电偶可以测量炽热物体的温度；用超声波换能器可以测海水深度；用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此，可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具，是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下，传感器处于测试装置的输入端，是测试系统的第一个环节，其性能直接影响着整个测试系统，对测试精度有很大影响。

按被测物理量的不同，可以分为位移、力、温度、流量传感器等；按工作的基础不同，可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等；按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器；根据敏感元件与被测对象直接的能量关系，可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。

3常见传感器介绍。

3.1电阻应变式传感器。

电阻应变式传感器又叫电阻应变计，其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚，环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上，粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应，即金属导体在外力作用下产生机械形变，其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为：金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。它们的主要区别在于：金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化，而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。

3.2电容式传感器。

电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置，它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比，与正对面积和介质成正比，因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量，对被测系统的影响小，灵敏度高，适用于较小位移的测量，但这种传感器有非线性特性，因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系，但与极距型传感器相比，灵敏度较低，适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。

3.3电感式传感器。

电感式传感器是将被测物理量，如力、位移等，转换为电感量变换的一种装置，其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多，常见的有自感式，互感式和涡流式三种。

电感式传感器具有以下特点：结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高，能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好，在一定位移范围（几十微米至数毫米）内，传感器非线性误差可达0.05%～0.1%。同时，这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是，它有频率响应较低，不宜快速动态测控等缺点。

3.4磁电式传感器。

磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器，又称电磁感应式或电动力式传感器。其工作原理是一个匝数为n的线圈，当穿过它的磁通量变化时，线圈产生了感应电动势。磁通量的变化可通过多种方式来实现，如磁铁与线圈做切割磁力线运动、磁路的磁阻变化、恒定磁场中线圈面积的变化，因此可制造出不同类型的传感器用于测量速度、扭矩等。

3.5压电式传感器。

压电式传感器是一种可逆传感器，是利用某些物质的压电效应进行工作的器件。最简单的压电式传感器是在压电晶片的两个工作面上进行金属蒸镀，形成金属膜，构成两个电极。当晶片受压力时，两个极板上聚集数量相等而极性相反的电荷，形成电场。因此压电传感器可以看成是电荷发生器，又可以看作电容器。

4新型传感器。

4.1生物传感器。

生物传感器是用生物活性材料（酶、蛋白质、dna、抗体、抗原、生物膜等）与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构：包括一种或数种相关生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器），二者组合在一起，用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理：待测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。

4.2激光传感器。

激光传感器：利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。激光传感器原理：激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号。

5结束语。

随着科技的飞速发展，人们不断提高着自身认知世界的能力。传感器在获取自然和生产领域中发挥着巨大上的作用。目前，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面起到重要的推动作用。相信未来，传感器技术将会出现一个飞跃。

作者简介。

杨天娟(1991-)，女，河北省邯郸市人。现为郑州大学本科生，主要研究方向为机械工程及自动化。

作者单位。

郑州大学机械工程学院河南省郑州市450001。

传感器论文篇四

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。

传感器论文篇五

对施工材料的检测在所有工程施工中均具有较高的要求，作为公路工程施工材料中占有大比例的砂石的检测，便是公路工程检测的一项重要内容，其直接决定这些材料能否应用于施工，因此需要技术人员对这些材料现场进行检测。工程用砂则需要确保砂的含泥量及级配等与施工要求相符;同时应严格控制碎石的轧制过程，确保其压碎值及密实度与要求相符;砂中的泥块含量应为0%，泥粉尘含量应小于或等于5%，砂当量应超过75%;检测氧化镁及氧化钙在石灰中的含量，确保其用量及消解率与达到工程需要的要求。

(2)施工检测。

首先，公路工程检测中的标准性试验，为检测施工过程所使用的材料及施工工艺等是否符合国家规范或者满足行业标准，需要在公路工程检测中应用标准性试验，该项检测通常位于施工之前，主要是对拟用材料及配合比进行检测，检验材料及工艺是否满足国家规定标准，如沪宁高速公路增补声屏障施工项目，在检测粒径小于38mm的路基土时，通常采取重型击实的手段对路基土含水量和密度、石灰粉煤灰稳定粒料及水泥稳定粒料进行检测，控制混凝土的最大水泥用量为500kg/m3，减水率要大于等于28%，初凝时间要超过120min;在对沥青进行试验检测时，由于其路面处在高温塑性变形状态下强度降低，在低温情况下脆性变大，所以冬季路面易出现裂缝，所以检测前需要全面了解沥青的使用标准规范，沥青的理想结构为骨架密实度结构，即将一定的粗骨料掺入混合料中作为框架，同时还掺入一定量细骨料来增加其密度。其次，对于路基及路面基层压实度检测。工地实际达到的干密度与室内标准击实试验得到的最大密度间的比值为压实度，而沥青路面的'压实度的确定包括对路面基层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沥青材料标准密度的确定等，其混合料的标准密度检测通常以马歇尔密度或者试验段密度作为取样标准，马歇尔密度的标准要高于试验段密度，2种方法均需测量试件的密度，而测密度的方法一般有表干法、体积法以及蜡封法等。

(3)施工质量跟踪检测。

应当对工程中的每一分项工程项目进行检测，并将实际检测的频率及方法作为施工质量跟踪检测的依据，如广东省某公路工程对道路中心线、桥涵等构造物轴线偏移情况的检测(测量轴线的偏移量)，以及采用灌砂法及环刀法等对路基及路面压实度的检测，其中灌砂法试样最大粒径一般不得超出15mm，测定密度曾厚度为150～200mm。通常情况下，用回弹弯沉值来表示路基与路面承载能力，其中承载能力与回弹弯沉值成反比。要确保试验检测的各项内容均满足工程规范要求，同时应增加路基边部、挖方以及低填土地段的检测频率，确保加荷载速度依照水泥混凝土的抗压抗折强度试验规程进行，并且还应准确处理相应的测试值。

3加强公路工程检测工作的建议。

为了加强公路工程的质量控制，保证行车安全，除了要加强对相关检测技术的研究与应用外，还需要加强公路工程日常检测工作的力度。首先需要建立健全检测工作体系，完善各项检测制度。公路工程的建设单位，要推行质量自检的工作制度，合理安排管理工作人员，明确各个岗位职责，并要结合公路工程的实际施工进度情况，制定出详细化的检测工作计划，使其具有实践性与科学性。其次，加大投入，保证相关设备齐全。在开展公路工程的检测工作之前，需要合理布置实验室，并要加大投入，配全检测工作中所需的相关仪器设备，仪器设备优先选用自动化程度高的，减少人员操作带来的误差，从而提高检测数值的准确性。同时要对检测人员提出较高要求，使其牢固掌握检测技术，可以通过岗前培训及严格考核等环节，来逐步强化其技能，不断提高个人素养，保证相关工作人员能够持证上岗。最后，需要精细化公路工程的检测工作，对各项检测数值进行准确分析。在开展检测工作时，需要对各个工程环节进行详细划分，并要实行一一负责制，当完成检测工作时，需要对各项检测结果及时进行处理，减小误差，保证检测结果的精确性，及时对收集上来的数据通过数理统计分析施工水平，找出施工存在的问题，及时纠正施工中存在的问题。

4结语。

社会经济的快速发展，使得我国公路工程建设呈现出了跨越式的发展趋势，公路建设在快速发展的同时，所承受的通行压力也在不断增加，因而质量问题也日益严重。我们需要对公路工程的检测工作有足够重视，通过全面检查及现代化的检测技术的应用来对公路施工进行控制，保证公路施工质量，促进我国家交通运输业的发展。

参考文献:。

［2］张颖．公路工程检测在公路工程质量控制中的应用．交通标准化，(15)．。

传感器论文篇六

摘要：在我国经济总量不断提升，社会经济发展速度稳定增长时代背景下，工程机械领域技术进展突飞猛进，从传统工程机械控制方式转变为与智能控制技术相结合，具有高效、集约、环保等优势，是工程机械领域现有主体发展方向之一。本文探讨工程机械控制中智能化控制技术的发展进程，分析智能控制技术在工程机械控制领域中的应用情况。

关键词：智能控制技术；工程机械；应用情况；发展进程。

前些年，我国在工程机械领域中，跟西方发达国家的技术储备上还存在着较大差距，而近年来，随着经济水平和科学技术的不断发展，在工程机械控制领域中总体技术水平也得到了长足长进，取得了喜人成绩。在智能化领域蓬勃发展之余，工业产业中也对智能化技术与工程机械领域相结合工作进行了不断尝试，随着结合技术的逐渐成熟，智能控制技术在工程机械领域也开始发挥重要显著作用。现今，在工程机械领域整体行业中，主流观点为工程机械控制技术的未来发展方向是智能控制技术与工程机械相结合，提高机械设备自适应能力。在智能控制技术与工程机械控制技术结合后，将会构建一个完整、科学的工程机械控制体系，使得工程机械设备中各部位之间建立信息沟通渠道，相互之间灵活配合，提高工程机械设备的施工精度。智能控制技术和工程机械控制技术相结合，不但在提高机械使用效率、环保问题上有着显著作用，更有利于工程机械控制领域的智能化、精细化发展不断前进，提高我国整体工程机械控制领域水平，从而更好促进我国整体工业水平的发展。

1工程机械控制技术智能化的发展与起源。

1.1工程机械控制技术智能化的发展。

工程机械控制技术的特点为安全性高、机械精细化程度高和性能可靠程度强。在工程机械控制领域中，自动化控制系统是整体控制领域中的重要组成部分。自动化控制系统在机械设备控制过程中，起着重要作用，有效提高了机械设备的使用效率和精准度。但在前些年我国的整体技术水平偏低，由于整体时代背景因素，自动化控制系统技术还被西方先进国家的公司所管控，在我国工程机械控制领域中自动化控制系统没有得到推广。在工程机械控制技术智能化发展过程中，逐渐显露出智能控制技术的一些特点，如控制系统人性化、网络化等特点，而这些特点都是传统工程机械控制技术所不具备的。机械控制技术智能化发展的主要目的为便捷工程机械操作控制流程、提高机械设备运行效率、对机械设备严格控制，而达到以上目的首要前提为构建工程机械智能化远程网络实时通讯系统。在控制工程机械实际操作施工时，通过远距离网络通讯系统，实时下达机械设备操作指令，对机械设备运行严格控制，实现智能控制系统与工程机械设备之间的无缝对接。目前，在我国工程机械控制领域中，智能化控制技术的总体发展水平还处于起步阶段，但在具体技术发展中已经取得一些喜人成绩。例如，在三一重工中，对道路施工设备的智能化控制技术的相关技术研究工作中不断突破现有技术，实现了装载机等工程机械设备的智能化控制，有效提升了这些设备的施工效率和安全性作业操作。但是，在整体工程机械控制智能化发展过程中，还需要相关研发人员不断论证、深入分析研究，以期在整体工程机械领域中，实现智能化系统控制。

1.2工程机械设备智能控制技术的起源。

在十八世纪六十年代，蒸汽机的诞生，开创了以机械设备代替手工生产的时代，从那以后，人类社会的生产力提高方向便从扩大生产范围逐渐转为提高科技技术。而在上世纪早期，科学界开始形成一种主流观点，认为智能是可以计算的，科学界针对此观点不断研发、尝试，在1946年2月15日，在美国宾夕法尼亚大学诞生了人类历史上第一台通用电子计算机eniac。在eniac诞生二十余年后，工程机械设备的智能控制化观点在dartmouth大学的研讨会上被首次提出，直到现今，科学界对工程机械设备的智能控制系统不断深入研究、开发、创新。时至今日，工程机械设备智能控制系统在部分设备中的已经推广、实践，极大提高了人类社会的总体社会生产力。

传感器论文篇七

在科学技术高度发展的现代社会中，我们主要依靠检测技术获取、筛选和传输信息来实现自动控制。光电传感器本身具有反应快、精度高、可靠性高等优点，而且其在测量速度方面较快，所以在自动测量领域中得到了广泛的应用。本文主要针对光电传感器的原理以及其应用等相关问题进行简要探讨。

在社会和经济快速发展的背景下，信息技术获得了广泛的应用，并在现代社会中发挥着重要的作用。很多人在得到资料后通过一系列科学的分析，加工，处理，才能正确认识和把握规律，促进科技工艺的发展。通过对信息的自动采集和过滤，获取有效的控制信息，可以提升企业的竞争力。

光电子和微电子技术的有效结合，形成了新的光电传感信息技术，这一技术的应用，使精度更高，响应速度更快，是具有高可靠性和高精确度的光电传感器，并且能对表格进行更灵活的测量，在自动检测技术当中得到了非常广泛的应用。光电传感器的应用可以实现对光学部件的有效检测。

光电效应分为外部和内部光电效应光电效应。外部光电效应指的是表面电子的某些对象的光照射发生逃逸的现象，也称为电光效应以外光电子效应。基于在光电元件上具有光电管，光电倍增管等光学效应的外部光电效应是指光对下一个对象造成影响时，原子的内部电子被释放，但这些电子不会发生表面的逃逸现象，而是仍保持在所述主体的内部，从而使所述被摄体的变化的电阻率或产生电动势。主要包括光敏电阻器，光电二极管，光电池等光电元件。在光电材料的光，电子材料吸收能量，如果电子的表面能吸收足够的，电子将克服逃逸的束缚到空间，这是光电效应以外的外表面。

因此，如果光电子逃逸面中，w不同的材料具有不同的功函数，入射光具有一定的频率限制，并且仅当入射光的频率大于该频率的限制，将已光电子，否则力度不大，也不会有光电子，这个频率所具有的上限我们一般把它称为“红色极限”。而光在电效应当中，价带与正常情况下的那些半导体材料之间所具有的带隙能量间隔在导带之间，价带电子不会自发如果通过转换到导带，使得导电半导体材料少得多的导电，但是，以某种方式与价带电子提供能量，它可以被激发到导带，形成一个载体，增加的方式的导电性时，光对于入射光的能量的激励。例如，价带电子将吸收这些具有很高能量的光子，并将其过渡到导带之中，从而留下一个介质孔当中的价带，这样也可以形成一对可以用来导电的电子――空穴对。虽然没有相关的逃逸电子或光电子形成，但是显然有电气效应是由于被光电效应中所产生的光。

房间。

光电传感器可以检测已被广泛应用于光的变化量而引起的检测技术，工业自动化和智能控制等领域。在这里，我们来说明这种传感器中的应用生产和生活。

所谓光隔离器一般是由一个发光的二极管或者光电晶体管在同一封套的组合物进行安装而成的。发光二极管的光敏电阻器，发光二极管光电晶体管。其中发光二极管的光电晶体管是被最广泛使用的，经常在隔离一般信号中使用；发光的光敏可控硅电源隔离的驾驶情况下使用二极管；发光二极管或在直接驱动低功率负荷的场合中使用的达林顿复合管。

当扫描条形码笔尖上移动，如果遇到黑线，所述发光二极管的光就会由黑线被吸收，光电晶体管不接收反射的光，高阻抗电流干旱，在横截面中比状态由于当由发光二极管发出的光，被反射到光电晶体管的基极的颜色空间满足，光电晶体管导通，整个条码扫描之后，条形码到光电晶体管的电脉冲信号，将信号放大，脉冲列的形成后成形，然后通过计算机处理，以完成的条形码信息的识别。

2

光电探测器在纬纱织机用检测器，以确定是否断裂时在喷射纬纱效果的进步，红外发射红外光，经纬线反射的接收到的光电池，如果没有接收到电池中的光的反射信号，则纬纱已破裂，因此光电池的输出信号，经过随后的电路放大，脉冲整形，并控制机器的正常操作是打开还是关闭报警。

因为纬纱非常薄，并向前摆动，漫射光的生成，减弱了反射光的强度，并伴有背景的杂散光，因此要求塞具有高的灵敏度和分辨率，为此，利用红外线led高电流小电源脉冲占空比，它将确保发光管的寿命，而且在瞬间射的光，以提高检测灵敏度。

一些广泛运用的光电传感器仍等着我们去研究，去探索，如在太阳下，还不能很好看清手机和电脑的显示，那么我们就可以用它来更改手机的感光器件和屏幕亮度，同样的，空调调节，可以红外线检测自动调整到舒适的温度的身体，当温度过高或过低时，打开空调即可调整到人的舒适范围温度，由此可见，光电传感器将会使我们的生活更方便。

[1]张梦欣.自动检测与传感器应用[m].中国劳动社会保障出版社.

传感器论文篇八

摘要：温度传感器是最早开发、也是应用最广泛的一种传感器。据调查，早在1990年，温度传感器的市场份额就大大超出了其它传感器。从17世纪初，伽利略发明温度计开始，人们便开始了温度测量。而真正把温度转换成电信号的传感器，是1821年德国物理学家赛贝发明的，也就是我们现在使用的热电偶传感器。随后，铂电阻温度传感器、半导体热电偶温度传感器、pn结温度传感器、集成温度传感器相继而生。也使得温度传感器更加广泛的应用到我们的生产和生活中。本文主要介绍了温度传感器的分类、工作原理及应用。

关键词：温度传感器；温度；摄氏度。

温度传感器(temperaturetransducer)，利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。

一、温度的相关知识。

温度是用来表征物体冷热程度的物理量。温度的高低要用数字来量化，温标就是温度的数值表示方法。常用温标有摄氏温标和热力学温标。

摄氏温标是把标准大气压下，沸水的温度定为100摄氏度，冰水混合物的温度定为0摄氏度，在100摄氏度和0摄氏度之间进行100等份，每一等份为1摄氏度。热力学温标是威廉汤姆提出的，以热力学第二定律为基础，建立温度仅与热量有关而与物质无关的热力学温标。由于是开尔文总结出来的，所以又称为开尔文温标。

二、温度传感器的分类。

根据测量方式不同，温度传感器分为接触式和非接触式两大类。接触式温度传感器是指传感器直接与被测物体接触，从而进行温度测量。这也是温度测量的基本形式。其中接触式温度传感器又分为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、半导体热敏电阻温度传感器等。

非接触式温度传感器是测量物体热辐射发出的红外线，从而测量物体的温度，可以进行遥测。

三、温度传感器的工作原理。

（一）热电偶温度传感器。热电偶温度传感器结构简单，仅由两根不同材料的导体或半导体焊接而成，是应用最广泛的温度传感器。

热电偶温度传感器是根据热电效应原理制成的：把两种不同的金属a、b组成闭合回路，两接点温度分别为t1和t2，则在回路中产生一个电动势。

热电偶也是由两种不同材料的导体或半导体a、b焊接而成，焊接的一端称为工作端或热端。与导线连接的一端称为自由端或冷端，导体a、b称为热电极，总称热电偶。测量时，工作端与被测物相接触，测量仪表为电位差计，用来测出热电偶的热电动势，连接导线为补偿导线及铜导线。

从测量仪表上，我们观测到的便是热电动势，而要想知道物体的温度，还需要查看热电偶的分度表。

为了保证温度测量结果足够精确，在热电极材料的选择方面也有严格的要求：物理、化学稳定性要高；电阻温度系数小；导电率高；热电动势要大；热电动势与温度要有线性或简单的函数关系；复现性好；便于加工等。根据我们常用的热电极材料，热电偶温度传感器可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。铂铑-铂热电偶是常用的标准化热电偶，熔点高，可用于测量高温，误差小，但价格昂贵，一般适用于较为精密的温度测量。铁-康铜为常用的非标准化热电偶，测温上限为600摄氏度，易生锈，但温度与热电动势线性关系好，灵敏度高。

（二）电阻式温度传感器。热电偶温度传感器虽然结构简单，测量准确，但仅适用于测量500摄氏度以上的高温。而要测量-200摄氏度到500摄氏度的中低温物体，就要用到电阻式温度传感器。

电阻式温度传感器是利用导体或者半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。大多数金属在温度升高1摄氏度时，电阻值要增加0.4%到0.6%。电阻式温度传感器就是要将温度的变化转化为电阻值的变化，再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表。

（三)半导体热敏电阻。半导体热敏电阻的特点是灵敏度高，体积小，反应快，它是利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成的。可分为三种类型：(1）ntc热敏电阻，主要是mn，co，ni，fe等金属的氧化物烧结而成，具有负温度系数。(2)ctr热敏电阻，用v，ge，w，p等元素的氧化物在弱还原气氛中形成烧结体，它也是具有负温度系数的。(3)ptc热敏电阻，以钛酸钡掺和稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件，具有正温度系数。也正是因为ptc热敏电阻具有正温度系数，也制作成温度控制开关。

（四）非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的测温元件与被测物体互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。这种测温方法的主要特点是：可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可用来测量温度场的温度分布，但受环境温度影响比较大。

四、温度传感器的应用举例。

（一）温度传感器在汽车上的应用。温度传感器的作用是测量发动机的进气，冷却水，燃油等的温度，并把测量结果转换为电信号输送给ecu.对于所有的汽油机电控系统，进气温度和冷却水温度是ecu进行控制所必须的两个温度参数，而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。进气温度传感器通常安装在空气流量计或从空气滤清器到节气门体之间的进气道或空气流量计中，水温传感器则布置在发动机冷却水路，汽缸盖或机体上上的适当位置。可以用来测量温度的传感器有绕线电阻式，扩散电阻式，半导体晶体管式，金属芯式，热电偶式和半导体热敏电阻式等多种类型，目前用在进气温度和冷却水温度测量中应用最广泛的是热敏电阻式温度传感器。

（二）利用温度传感器调节卫生间的温度。温度传感器还能调节卫生间内的温度，尤其是在洗澡的时候，能自动调节卫生间内的温度是很有必要的。通过温湿度传感器和气体传感器就能很好的控制卫生间内的环境从而使我们能够拥有一个舒适的生活。现在大部分旅馆和一些公共场所都实现了自动调节，而普通家庭的卫生间都还是人工操作，尚未实现自动调节这主要是一般客户不知道能够利用传感器实现自动化，随着未来人们的进一步了解，普通家庭的卫生间也能实现自动调节。

参考文献：

[1]周琦。集成温度传感器的设计[d]。西安电子科技大学，2007.

传感器论文篇九

姓名：安班级：学号：滨。

2013级本科三班。

201315110101。

论文分析：

意义：光纤传感技术是一门新兴的应用物理技术，它在石油、通信、化工检测以及各种参量测量方面具有许多独特的优点，有广阔的应用前景。近年来，光纤技术已逐渐渗透到各研究领域，其应用范围日渐广泛。随着光纤传感系统在国防军事、航空航天、工矿企业、土木建筑、能源环保、生物医学、计算测量、自动控制等各领域的应用，对光纤传感系统的性能也不断提出新的要求。光纤温度传感器特别适用于易燃易爆的工作环境，从而弥补了传统的点温度传感器的不足。主要内容及研究思路：本文从光纤的基础入手，首先介绍了光纤的基础知识，然后结合传感器引入了光纤温度传感器的定义，分类及工作原理。本课题研究的是一种非功能性光纤温度传感器，它是利用高度敏感的双金属片作为感温元件，金属片的变化改变了光纤的通光强度。

目标：光纤温度传感器可以达到不但测温对象广，从监测相对低温的生物过程到监测高温的发动机零件，而且测量准确度、灵敏度高，抗电磁能力强，传输距离远，使用寿命长，价格相对低廉，使用更加经济。今后光纤温度传感器研究方向将会进一步提高传感器的精度、可靠性；提高抗干扰能力、稳定性，并简化器件结构，降低成本。

目录。

第1章前言。

2.4纤端光场的光强分布函数选取。

3.2实验主要设备和材料3.3实验搭建与调试第4章实验结果分析。

5.1实验结论。

5.2光纤温度传感器存在的不足和展望参考文献致谢。

第1章前言。

1.1选题背景及研究意义。

1.2光纤传感器国内外研究现状。

1.2.1国外研究现状。

1.2.2国内研究现状。

1.3光纤传感器及其组成与分类。

1.4本论文的主要内容。

本文所采用的温度变换器为u型双金属片，依据双金属片的位置随温度的变化而变化的原理，利用双金属片的纵向位置改变来调制光纤探头接收到的光强，从而实现温度对光强的间接调制。与传统的指针式双金属片温度计相比，本传感器具有快速、灵敏、便于实现与计算机接口连接等优点。研究从基本的概念入手。

第2章光纤温度传感器理论。

2.1光纤基础知识介绍。

2.1.1光纤的结构和分类。

2.1.2光纤的传输原理。

2.2热敏元件双金属片工作原理。

2.2.1双金属片弯曲机理及其选取。

2.2.2双金属片得到选取及其补偿和调制机理。

2.2.3双金属片温度变换对位移的补偿机理及其位移的计算。

2.3光纤探头的原理。

2.3.1光纤反射式调制原理及与光强分布的关系。

2.3.2光纤传输信号准共路理论。

2.4纤端光场的光强分布函数选取。

第3章光纤温度传感器系统组成与实验步骤。

3.1实验原理。

3.2实验主要设备和材料。

3.3实验搭建与调试。

3.3.1led光源i-p特性曲线测试。

3.3.2反射式光纤位移传感实验。

3.3.3光纤温度传感器实验。

第4章实验结果分析。

4.1位移光强曲线的测定及其与理论曲线的对比。

4.2温度光强曲线的测定及出现的问题和解决办法。

4.3测温曲线的选取及传感器测温范围的确定。

第5章结论与展望。

5.1实验结论。

5.2光纤温度传感器存在的不足和展望。

参考文献。

致谢。

传感器论文篇十

系统核心处理模块基于cc2530开发设计，选用星型拓扑结构组建无线传感器网络，具有容量大、低成本和低功耗等特点，且相邻两个节点传输距离可达10～150m，完全满足温室内无线调光系统设计需求。其中，主控节点实现网络构建、环境信息采集、数据处理分析、人机交互及调光命令下发等功能;驱动节点主要实现控制命令接收、数据解析及调光数据输出等功能;植物led执行器实现led灯组调控及亮度输出。主控节点采用全功能设备ffd(fullfunctionde-vice)，具备网络协调功能，可联结其他ffd或精简功能设备(rfd)，组建无线传感器网络，可双向传输信息，具有协调作用;同时，根据系统设计要求，主控节点具有控制功能。电路设计增加环境光照与温度信息采集模块、人机交互模块(即液晶显示及按键)、工作指示灯、时钟模块以及复位模块，分别完成数据采集、人机交互和复位等控制功能。驱动节点采用简化功能设备rfd(reducedfunc-tiondevice)与主控节点进行信息传输，同时完成控制命令输出;植物led执行器基于植物光合作用分析，选用中心波长为660nm、半波带宽度为40nm的红光led，以及中心波长为450nm、半波带宽度为40nm的蓝光led两种特定波段led作为光源，可根据驱动节点输出不同的调光命令，实现不同配光比的光环境调节。

2系统硬件设计。

2．1主控节点结构及硬件设计。

主控节点主要负责构建及启动网络、网络参数选择、当前环境信息监测、控制方式选择、计算调光值、调光命令下发、人机交互等功能，包括电源模块、核心处理模块、无线模块。

2．1．1核心处理模块。

系统选用cc2530作为中央处理器，内含高性能低功耗8051微控制器，工作电压3．3v，外设21个i/o口。其中，p1．0接入系统正常工作信号led指示灯;p0．1接入手动按钮;人机交互模块电路为液晶分别与p0．0，p1．2，p1．5和p1．6连接，按键与p0．6和p2．0口连接;p0．2，p0．4，p0．5与时钟芯片ds1302相连;p1．4口与温度传感器连接，p1．1和p1．3口与光照传感器相连。具体电路根据cc2530芯片手册设计开发，降低了开发难度。

2．1．2人机交互模块。

系统选用db12864－16c作为液晶显示，采用普通复位按键作为设备按键，在满足系统工作要求的条件下，为节省i/o口使用，液晶与cc2530连接采用串行spi方式进行通信，按键电路利用sn74hc32或门和lm358运放共同实现。具体电路根据spi方式及运放典型电路开发设计。

2．1．3其他模块。

电源模块采用5v适配器为主控节点供电。电源输入后，经过降压芯片asm－1117典型电路为系统提供3．3v直流电压。数据采集模块包括环境温度采集和光照采集两种。其中，温度采集选用ds18b20作为温度传感器和isl29010作为光照传感器，通过在光照传感器上覆盖红蓝光滤光片以及软件修正，实现对光合作用有效波段监测。时钟模块根据ds1302芯片手册中典型电路设计，可实现系统时间设制以及定时控制功能。同时，为满足系统后期扩展需求，将剩余i/o口作为备用扩展口使用，以提高系统实际应用及二次开发能力。

2．2驱动节点及植物led执行器设计。

驱动节点属于精简功能设备，只完成调光控制命令接收与信号输出功能，可减少外围电路设计，降低了智能调光系统的成本。驱动节点包括核心处理模块、无线接收模块、电源模块和继电器模块。具体电路为:p1．0连接红光led驱动电路，p1．1连接蓝光led驱动电路，p1．5连接红光信号继电器，p1．6连接蓝光信号继电器。led执行器包括驱动模块及红蓝光led灯组，由24v电源供电。驱动模块选择pt4115驱动芯片，是一款连续电感电流导通模式的`降压恒流源，可用于驱动一颗或多颗led串联。led灯组根据植物生长所需光环境由若干红蓝光led按比例组成。

3系统软件设计。

本系统以iar为软件开发平台，可以直接对zig-bee协议栈进行开发移植，生成高效可靠的可执行代码，并对代码进行调试。代码采用c语言开发，不仅有利于软件代码的可读性，而且能够满足对硬件功能的调试和控制，大大缩短了系统开发周期。系统软件主要包括节点间数据传输和节点功能软件两个部分。节点数据传输过程:首先，通过主控节点进行信道扫描，选择合适的信道组建网络。在ieeee802．15．4协议中，将2．4g频段划分16个信道，编号为11－26。本系统选择默认值11信道。构建成功后，驱动节点以直接方式加入网络，即驱动节点作为主控节点的子节点，由主控节点向驱动节点发送，作为其子设备命令。主控节点在网络中起协调器作用，负责网络构建。为确保系统安全可靠工作，系统采用分布式分配机制为每个节点分配自己的地址，主控节点在组网以后使用0x0000作为自己的短地址，在驱动执行节点加入系统网络后，由主控设备随机分配一个不重复的16位短地址作为自己唯一的地址来进行通讯。主控节点控制软件包括两类传感器解析函数、计算决策程序、参数设定程序、液晶显示程序和时钟程序等子程序;驱动节点作为终端节点，在完成调光控制命令接收后，将控制信号输出给继电器和驱动电路;led执行器根据调光控制命令实时调节红蓝光led灯组状态，实现温室光环境的多种方式以及无线控制。

4运行结果。

本设备已通过实验测试，并应用于西北农林科技大学某实验基地。试验证明，系统可根据用户实际需要实现手动控制、定时控制、阈值控制以及定量控制等多种控制方式调光，且所有控制命令均可采用无线传输方式进行准确传输。其中，在阈值控制方式下，主控节点可完成温室实时温度、红蓝光光强等环境因子检测，并基于光合作用机理精确决策温室作物实际需光量;驱动节点可稳定接收实际调光数据，并准确输出给驱动电路和继电器，led执行器可根据控制命令准确调节led灯组输出状态。

5结论。

（1）本文设计了一种基于无线传感器网络的设施农业调光系统，可通过用户实际需求选择多种控制方式对温室作物光环境进行无线调控。其中，阈值控制方式综合考虑作物光合作用影响因素，根据温室温度、红蓝光光强等环境因子精确计算作物实际需光量，实现了温室光环境的实时按需调节。

（2）系统结合温室实际生产条件，采用无线传感器网络技术传输调光命令，有效降低了系统部署难度与维护成本;采用新一代led光源，减少了生产成本，节约了能源。

（3）经过实际部署和运行证明，系统具有稳定性好、准确性高、部署简单和能耗少等优点。

传感器论文篇十一

传感器应用极其广泛，而且种类繁多，涉及的学科也很多，通过对传感器的学习让我基本了解了传感器的基本概念及传感器的静、动态特性电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、磁敏式、光电式传感器与光纤传感器的结构、工作原理及应用。传感器的特性主要是指输出入输入之间的关系。当输入量为常量或变化很慢时，其关系为静态特性。当输入量随时间变换较快时，其关系为动态特性。

前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量，并按一定规律将其转换成有用输出，特别是完成非电量到电量的转换。传感器的组成并无严格的规定。一般说来，可以把传感器看做由敏感元件（有时又称为预变换器）和变换元件（有时又称为变换器）两部分组成，。

敏感元件。

在具体实现非电量到电量的变换时，并非所有的非电量都能利用现有的技术手段直接变换为电量，有些必须进行预变换，即先将待测的非电量变为易于转换成电量的另一种非电量。这种能完成预变换的器件称为敏感元件。

变换器。

能将感受到的非电量变换为电量的器件称为变换器，例如，可以将位移量直接变换为电容、电阻及电感的电容变换器、电阻变换器及电感变换器，能直接把温度变换为电势的热电偶变换器。显然，变换器是传感器不可缺少的重要组成部分。

在实际情况中，由于有一些敏感元件直接就可以输出变换后的电信号，而一些传感器又不包括敏感元件在内，因此常常无法将敏感元件与变换器加以严格区别。

通过本学期的学习让我了解在实际使用中对传感器的选择的要。

求如下：1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。

要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定.因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制.

在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指针.

2、灵敏度的选择。

量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理.但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度.因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽员减少从外界引入的厂扰信号.

传感器的灵敏度是有方向性的.当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好.

3、频率响应特性。

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好.

传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低.

在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差.

4、线性范围。

传感器论文篇十二

多校区大学集权式教学组织运行模式，其优点是管理职责分明、教学组织安排和规范统一、管理流程和标准一致；分权式教学组织运行模式的优点是学院内部组织运行灵活，学院内部效率相对高；混合式教学组织运行模式的优点是两者优点兼有。基于多校区大学的特点，三种模式的缺点是各校区因地域较远，易导致教学组织运行配合不协调、管理效率不高、教学资源重复配置、共享困难、教学管理效益差。由于其管理的复杂性，可能会有主校区和分校区学院在教学运行的某些环节上有差异，形成不同标准的两套体系。

多校区大学的教学组织运行与单一校区大学相比较，实现资源共享，保证全校教学工作有序、同步、高效运行是面临的最大挑战。尤其是校区间距离较远的多校区大学，这些问题直接影响学校的教学管理效率和办学效益。因此，结合教学管理理念搭建管理信息化平台，通过信息化技术解决多校区大学管理中存在的问题显得尤为重要。其必要性主要体现在四个方面：有利于减弱分割校区地域因素对学校的不利影响，实现教学管理工作通知及时、开展有序、同步；有利于规范多校区教学管理，在学校教学管理部门的统一要求下保证高质量地运转，使各项管理工作走向标准化、程序化、制度化；[2]有利于学校教学资源有效管理，更大限度地实现教学资源共享和利用，提高办学效益；[3]有利于适应高等教育现代化，更好地实施高校学分制等教学改革，切实促进多校区大学的人才培养质量。

北京联合大学的教学组织运行模式改革。

北京联合大学是北京市市属综合性大学，其前身是1978年建立的北京大学、清华大学等30多所大学的分校。经过30多年的建设与发展，学校目前拥有13个校区、14所学院（其中6个法人学院），分布在北京的6个城区，形成了以小营校区为中心、集中与分散相结合的办学布局，是研究多校区大学管理的典型案例。学校通过调整组织运行模式、再造教学管理流程、优化教学管理团队和建立组织运行机制等措施促进了教学组织运行的改革与创新。

1.调整组织运行模式。

组织结构是静态的流程，是研究组织运行模式的切入点。在学校进行本科教学工作水平评估以前，教学组织运行模式偏向于分权式管理模式。法人学院的部分业务可以直接以学院的身份和上级教育管理部门进行开展，教学进程、教学管理过程文件等与学校有一定的差异；非法人学院也在很多业务进程上不一致。调整后的教学组织运行模式偏重于集权、分权混合式管理模式，组织结构发生了一定的变化（见图1）。通过明确管理职责，控制权限，各校区学院的教学组织运行工作在学校的统一管理之下教学组织安排和规范统一，在组织上保证了教学组织运行工作有序、同步。

2.再造教学管理流程。

多校区大学教学管理流程比单一校区要繁琐和复杂，制约着管理效率，迫切需要对教学组织运行管理模式进行改革与创新，进行管理流程再造。借此充分发挥管理者的效能，提高组织的执行力和创造力，使组织系统中各个环节间的运行变得协调流畅。

（1）流程变革。根据教学组织运行业务模块功能定位，学校组织专门人员考察了优秀多校区大学教学的组织管理流程；对本校各校区教学管理部门的组织结构和工作流程进行深入梳理，考虑并协调相关横向业务流程，对原工作流程进行诊断，提出满足学校统一规范要求又体现各校区个性化特征的教学管理流程。

（2）组织变革。以实现有序、高效管理为目的，以流程为依据，对现有教学管理组织进行功能分析，适时合并或增减组织部门。[4]组织设置既考虑一项工作在本部门的贯彻情况，又考虑如何协助相关部门顺利实施这项工作，并注意减少各中间层次，从而减少流程混乱导致的工作需要反复协调、管理成本加大的问题。

3.优化教学管理团队。

（1）统一服务的思想。用管理育人、服务育人的管理理念武装教学管理部门工作人员，通过考察、培训等多种渠道，端正多校区各教学管理部门人员的工作态度、统一工作价值期望，提高其工作的积极性和主动性。

（2）建设信息化团队。对各校区教学管理部门的人员开展多方位的业务培训，保证管理人员的业务素质和水平。各校区选一名具有信息技术知识背景的人员为信息管理员，学校对其进行培训和训练，让其负责各校区教学信息化工作的推广，并和学校信息化建设工作保持同步，保证各校区管理人员可以顺利通过信息化手段开展工作。

4.建立组织运行机制。

学校通过调整组织运行模式、再造教学管理流程和优化教学管理团队等工作的'不断总结，建立既适应多校区教学管理需要又体现实施学分制要求，同时兼顾信息化技术可实现的教学管理制度。通过制订统一的教学运行管理、课程管理、学籍管理、教学质量评价、毕业生管理、跨校区教学资源使用的绩效评价机制和奖惩办法等相关制度文件，建立教学组织运行机制。

传感器论文篇十三

根据上面的原理可知，基于stewart结构的六维力传感每一个支路如果只受到拉压方向的力，则测量的结果将比较准确，如果有耦合力进入该支路传感器，则由于耦合的影响，传感器的精度会降低，并且耦合因素是降低传感器精度的一个重要原因，因此，就需要设计合理的结构将耦合应力影响降到最小，从而提高测量精度。本文在结构解耦设计上，主要在2个方面进行改进:一是尽量减少耦合力的引入;另一方面是尽量提高结构的抗耦合能力。

1．1支路去耦结构优化设计。

传感器维间耦合的产生是在主测量载荷作用时会伴随着非测量方向载荷的干扰影响。根据stewart六维力传感器的特点与工作原理，传感器耦合形式主要是各支路传感器会受到额外的弯曲和沿轴线的扭转作用。对此，本文设计了一种支路传感器去耦结构可以很好地减小耦合扭曲、弯曲的影响。它由球头球窝组件、十字槽链接杆部件等部分构成，如图2所示。设计思路如下:1)将传统的球铰面接触改为锥头球窝的点接触，连接杆一端为锥状半球型，套入在半球形的窝中，基本实现点接触，这样，在对传感器施加力时，力比较集中，大大减小了杂散力的影响，提高了载荷传递的稳定性，并且通过接触面的减小降低了耦合影响。2)在连接杆上加工可等效为弹性铰链的正交十字槽结构，当有弯曲力矩施加到支路传感器上时，由于有弹性铰链效应，弯曲力矩的影响将会大大减小，使得力传递基本上按照设计的方向进行，力的传递越集中，传感器的精度就越高。

传感器论文篇十四

培养具有创新精神和创造力的高素质人才是21世纪中国高等教育的神圣使命。如何从应试教育转化到素质教育，优化结构，提高教学质量，已成为今后的发展重点。对于机械专业本科生，应该注重技术应用能力与综合素质培养[13]。上海理工大学的机械专业历史悠久，基础雄厚，机械设计制造及其自动化本科专业被评为国家教育部特色专业。为了培养学生的机械设计综合能力，学院开设“机械结构设计”这门课，教材采用自编书目。“机械结构设计”是根据设计要求，确定设计原理后形成工程技术图样的过程，是与产品设计和方案设计同等重要的机械设计的一个方面。结构设计内容包括功能设计、质量设计、优化设计和创新设计，涉及机械制图、力学、材料、机械原理、机械零件、公差与配合、机械制造工艺、数控技术等多门课程知识，是许多专业知识的综合运用。学生修完这门课程，要求掌握结构设计的原则和步骤，能够独立进行机械结构设计，在达到功能要求和质量要求的基础上，尽可能理解优化和创新设计的原理和方法[4]。

一、教学过程中学生存在的问题。

(一)设计基础薄弱。

在“机械结构设计”课程讲授之前，学生仅做过“机械设计”课程设计，设计内容是减速箱。该课程设计时间短，大多数学生基本是按照例图进行改进，所以学生只是达到了“知其然，不知其所以然”的程度，没有真正的有“设计者”角色的体会。因此，对机械结构设计的过程、步骤和原则还没有清晰的认识。

(二)基础技能欠扎实。

尽管学生已经学过需要预修的课程，但很多学生是为了应付考试，在学习“机械结构设计”这门课程时，以前所学的专业知识已经忘记大部分。另外，学过的知识在学生的脑海里是零碎的知识点，当时还仅仅停留在理解的阶段，离熟练应用还有不小的差距。主要表现在：看图能力不够强、空间想象能力弱、工程制图表达不清晰、对常用机构和标准件不熟悉、加工和装配工艺不了解等。

二、采取的措施。

针对以上存在的问题，在介绍机械结构设计的内涵、原则、步骤和要求之后，为了使学生对机械结构设计有一个全面的、直观的认识，先以ca6140车床作为实例讲解，让学生由浅入深，培养兴趣，对比分析，启发思维。从深入了解车床运动和结构到完成课程设计，锻炼其所学知识应用能力，提高机械设计的综合素质[5]。

(一)案例教学。

1.从运动分析到运动设计。

在教学过程中，首先和学生一起分析ca6140车床的传动系统，包括主传动和进给传动。主运动见图1。图1(a)是传动系统简图，(b)为正转传动结构网。主运动理论有30级正转和15级反转，而实际只有24级正转和12级反转。分析了转速的特点，ca6140输出的转速是以1.26为公比等比数列(见图1(b)转速列)。其次引入标准公比、结构式、结构网和转速图的概念，重点讲解级比规律，以及设计出转速既没有重复又没有遗漏的等比多级变速系统的方法，并通过实例和作业使学生掌握此部分内容。由ca6140车床的主运动写出结构式，画出结构网，可以看出是由于第三扩大组不符合级比规律才出现了重复转速，由理论的30级变为实际24级。最后分析了ca6140的进给传动系统，介绍了内联系传动链的概念和各种螺纹以及机动进给的传动路线。在传动分析过程中，还结合ca6140车床，介绍了一些机电产品设计中常用的'机械通用部件：离合器、基本变速组、换向装置、制动装置、保险装置和操纵装置等。这些通用装置就好比是机械设计中的积木，在设计过程中可以借鉴和选用。

2.从结构分析到结构设计。

ca6140车床的结构分析，主要集中在传动箱和进给箱上。在主轴箱结构分析过程中，首先了解各个轴的空间布局，除了传动轴支承和定位外，重点讲解了输入轴和车床主轴的结构。输入轴上分析了卸荷装置、双向摩擦离合器操纵装置、制动装置。在主轴结构上，按照主轴要求—传动方式—支承方式—轴承选择与配置—主轴的材料和设计这一主线，使学生对精密旋转部件结构有了更深入的了解。在授课过程中，对每个结构都进行详细讲解，收集了大量同类型的结构进行对比分析，并以往届学生的错误结构为例进行分析并改正。在普通机床主轴常用到的圆锥孔双列向心短圆柱滚子轴承作为径向支承，图2是常用的此轴承的间隙调整结构。图2中所示的4种结构，各有优缺点。(a)结构简单，但调整量难控制；(b)调整方便，但工艺性差；(c)调整方便，但易压偏；(d)调整量能精确控制。对4种结构进行对比分析后，使学生深刻体会到结构和功能密切相关，在以后的设计中，根据使用要求进行结构设计。在进给箱中，重点介绍了互锁装置和导向装置，有多种运动可以带动刀具进给。为避免机床损坏，所以不仅要实现车螺纹和机动进给运动的互锁，而且要实现纵向进给和横向进给运动的互锁。在ca6140中，实现车螺纹和机动进给互锁是通过开合螺母结构。开合螺母能够闭合的前提是任何一种机动进给运动都未接通，如果接通一种机动进给，则开合螺母机构无法操纵闭合。纵横向进给则通过限制操纵杆在十字槽中移动来实现互锁。通过分析ca6140的互锁结构，引入了平行轴和交叉轴，两种直线运动、两种旋转运动、旋转运动和直线运动之间常用的机械互锁结构。另外，进给箱在进给运动的驱动下刀架沿导轨实现进给；开合螺母的上下螺母在导轨的导向下实现开闭，由此引入导向装置，也就是常用的导轨。接着进一步介绍其分类、特点和数控机床导轨。最后，介绍了支承件的设计原则，在受力分析和静刚度概念的基础上，采用实例讲解各类支承件的结构设计。

(二)实验环节。

这门课还安排了8个学时的实验，主要是增加对ca6140主轴箱、主轴、进给箱等结构的直观认识，配合理论教学。观察实物ca6140型车床外形结构，通过实验达到以下目的：了解主运动传动链的传动路线，观察各轴的空间位置；观察双向多片式摩擦离合器和闸带式制动器的结构，了解它们的调整方法及操纵机构的作用原理；观察六速单手柄操纵机构是怎样用一个手柄同时操纵两个滑移齿轮块，以获得6种不同的传动比；了解主轴前、后轴承间隙调整方法；了解车螺纹用换向机构的结构形式。

(三)课程设计。

1.设计任务。

设计一台车床的主运动系统和其中一个操纵装置，转速范围一定，转速级数一定，最大加工直径和电动机功率给定。在同一个班上，每个学生的题目都不相同，使学生能够独立思考完成。

2.设计计算。

在讲授运动设计之后，课程设计的题目就发到每个学生的手上，这样在课余时间，就将计算部分完成，同时也巩固所学的内容。

3.工程图绘制。

在课程结束后，开始两周时间的课程设计，学生基本都可以进行到画展开图草图程度。草图画完后，按照草图尺寸进行操纵机构的计算和主轴的校核。接着完善展开图，要求清晰表达转动路线和各个转动轴、主轴的详细结构。另外还要画一张剖视图，要求表达各轴的空间位置，以及某个滑移变速齿轮的操纵机构。最后一个环节是答辩，在学生讲述后，老师指出图纸上错误的地方，让学生思考并订正。

三、教学成效。

从以上论述可以看出，这门课程整体的教学线路为：介绍实例—引出问题—对比分析—通用的结构和原则—设计实践。通过这门课程的学习，学生们在以下方面能力有所提高。(1)空间图形思维方面。在课堂上学习ca6140的结构，都是通过工程图，而在实验过程中，可以把工程图和实物对照起来。通过多次锻炼，提高了空间图形的思维能力。(2)结构和功能的结合。机械设计中，不同的设计者对机械系统的功能要求、使用条件以及工艺条件的理解上的差异造就了各自设计结果的多样性。通过多种类似结构的对比分析，认识到每种多样性的设计都会和特定的功能相对应。(3)标准件。标准件是机械设计的基础，用好标准件，可以提高机械设计的效率。通过课程设计，学生们对标准件进一步熟悉。(4)实践能力和综合素质。通过实验—授课—课程设计，经历了从实践—认识—再实践的过程。

因此，学生对结构的认识进一步深入，在认识的指导下，实践能力也得到了提高；另一方面，在这个过程中，学生把所学过的制图、力学、材料、机械原理、机械零件、工艺等方面的知识加以运用，因此在机械方面的综合素质也得到了提高。以上可以看出，经过这门课程的学习，学生初步形成了机械结构设计的思维，具有一定的独立设计的能力，为下一个夹具课程设计打下一定的基础。

传感器论文篇十五

为了实现不同会议室、不同会议终端之间的视音频信号自由交互、不同品牌视频终端和会议摄像机、多会议室设备集中控制、不同会议室的视频画面和音频集中监看、监听等功能,通过会议集中控制系统进行统一管理。本次会议集中控制系统设计包括:视频会议室5个,视频集中控制室1个,视频会议终端品牌2种。

1总体目标。

视频系统:各个会议室建设高分辨率(不低于1920*1280)的大屏显示系统及摄像系统,各会议室可同时参与远程视频会议,显示内容平滑切换。集中控制系统:每个会议室都集中到中央控制室集中控制,包括视频信号的切换、音频集中控制、摄像系统集中控制;将2个不同品牌的视频终端软件的通过pc机进行衔接,实现终端设备的视音频信号相互传递;各视频会议室达到高清视频会议标准;实现各视频会议室之间的视音频信号交互,信号同步通讯;实现由集控室统一控制各会议室会议操作工作,可自由切换各会议室的视频传输信号,音频传输信号;实现会议室房间的音频在本会场扩音效果的同步;视音频信号、网络信号的互联互通以及集中控制;各视频会议室都可以召开主会场高清视频会议,也可作为分会场参加召开的视频会议;集控室可以对各视频会议室的视音频信号进行监看、监听。

2实现方案。

2.1频系统。

在中央控制室配置一台32x32的ypbpr的矩阵,各个会议室都配备一台8x16的ypbpr的矩阵,以控制室为核心,采用树型结构,接收各会议室视频信号,并且能把任意信号发送到指定会议室。各个会议室会场内前后各有一个摄像机,通过各会议室8x16的ypbpr的矩阵把视频信号传送到控制室32x32矩阵,考虑ypbpr信号传输距离过远会有所衰减的问题,远距离的ypbpr信号均采用双绞线传输的方式,通过信号转换来解决信号衰减问题。

2.2音频系统。

音频处理部分采用智能数字音频处理器,每个会议室各放一台,中央控制室放一台,需通过一根超六类屏蔽双绞线来传输音频信号,减少信号衰减及资源浪费。各个会议室和中央控制室的连接方式为环状。只要设备加电运行,中央控制室就能接收到各个会议室的`信号,并且能把音频信号输送到各个会议室。在音频信号切换方面,中央控制室配备一台24路模拟调音台,满足把8台视频终端的音频输入到调音台,并且把音频处理器传输过来的本地会场声音通过控制室音频处理器输出到终端。另外还有本地的dvd,机顶盒,pc的音频都输入到调音台,完成所有音频信号的汇聚以及发送。

2.3摄像机控制系统。

视频控制方面:根据各个会议室的摄像机品牌比较繁多的问题,采用一台多协议的摄像机控制器,能针对不同摄像机设定不同的控制协议,实现一个控制器能控制多个不同品牌摄像机的需求,例如对rs232和rs485的控制协议的摄像机进行控制。视频切换:各个会议室8x16的ypbpr视频矩阵都具备rs232控制功能,在中央控制室配备一台中央控制器,具备多个rs232,rs485,红外及io等端口。中央控制器直接与控制室一台专用pc机同属一个网段,通过在pc机上运行专门定制的高度集成控制软件,来实现各个会议室及控制室视频信号的无缝切换。视频显示:各个会议室都配备视频显示设备,dlp大屏的显示模式及信号的选择都由控制软件实现。dlp大屏及电视都是通过红外控制开关,投影仪是通过rs232控制开关。音频控制:各个会议室的数字音频处理器都可以远程网络访问,可以实时的监测各个会场的声音大小有无。

通过控制室的调音台可以实现各个会议室之间以及会议室与远端的音频切换。其它设备控制:各个会议室都有设备间,配备标准19寸机柜,为解决设备开关问题,各个会议室机柜内部都配备针对220v强电的远程控制开关。中央控制室配备一台可远程控制的电源时序器,通过控制软件就可以控制各个会议室设备以及灯光的开关。按照设定的不同模式,根据会场是否是主会场或者分会场来一键开启会场,设定好灯光效果,所使用的摄像机,是否开启显示设备。通过该会议集中控制系统实现了一键开会,一键闭会,5个会议室任意一个为主会场,其他会议室都可作为分会场参加会议。5个会议室也可以同时召开主会场会议互不影响。其它会议集中控制系统可以参考该方案,根据实际情况灵活配置音频和视频矩阵等设备,实现会议的集中控制。

传感器论文篇十六

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。

传感器论文篇十七

在熟知了小学体育教学的特点、意义、教学内容编排设置规则后，如何具体实现体育教学方式的新颖化，就成为最为关键的问题。新课标为小学整体教育水平提出了更为客观实际的要求。因此，小学体育教学方式的创新转变无疑成为推动小学整体教育质量的一股重要力量。可见，在小学体育教学过程中，要格外注意几点，以促成体育教学水平的提升。

4.1让学生懂得体育课的重要性。

小学体育课教师在进行体育授课时，应当让学生认识到体育课的重要性，明确体育课在他们未来学习工作中的作用，这样学生才会对体育课有一个全新的思想认识。同时，教师在呼吁学生重视体育教学的过程中，也要通过加强他们自信心的途径来打消他们的心理压力，使他们热爱体育，不再对体育产生恐惧想法。这样，学生才能安下心来，积极参加体育课，并发挥自己的个性，以一种较为轻松的学习心态投入体育教学，利于小学体育教学效果的实现。

4.2在全校范围内树立生命安全教育意识。

小学生的年龄普遍不是很大，还处于一个“爱玩”的年龄，格外喜欢体育课。然而，这也为安全事故埋下了一定的隐患。因此，在体育教学过程中，老师要让学生树立生命安全意识。这样，学生才会细心体会自己在游戏中的言行是否符合生命安全教育的要求。学生在心里树立生命安全教育意识，才能真切懂得不安全因素及不适当的行为可能带给自己的不良后果，才能时刻保持清醒的安全意识。

4.3严格抓好体育教学课堂的纪律性。

在体育教学过程中应时刻牢记教育目标，因此，培养学生在体育教学活动中的纪律意识显得格外重要。在教学体育游戏时，老师要严格抓好教学纪律，提高学生的纪律性，使学生更好地自我约束，杜绝教学气氛散漫的现象。比如在体育游戏分组后，各组应当在老师的指令下有秩序有步骤地进行，此外，老师要秉持人文理念，对学生进行思想教育，可以避免同学之间的不友好行为和身体伤害行为。

4.4完善各项体育教学设施。

体育教师在进行体育游戏前应当对场地、器材进行细致检查，排除安全事故隐患，以生命第一、安全至上的宗旨开展；要根据游戏内容重点做好针对性的准备活动，要预先想到并考虑好采取针对性的预防。总之，要消除对学生生命安全不利的外部因素，把学生的生命安全放在首位。这样，才能在新课标指导下，对小学体育教学方式进行创新。

5结语。

体育教学关系着青少年的身体素质，有着非常重要的现实意义。而在新课标形势下，注重教学方式上的推陈出新，将会使体育教学的效果更加明显，使体育教学目标及时全面地实现。因此，老师在编排体育游戏时要时刻注重各项编排规则，通过体育教学培养并增强学生的实践能力。同时，老师在教学过程中要格外注意生命安全，使体育教学活动在小学教育中达到预期的教学效果，为小学教育方式的创新带来更大更多的惊喜。

传感器论文篇十八

[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。

[10]单模光纤高速拉丝工艺与光纤性能研究[d].华中科技大学2009。

[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。

[13]张雅婷.基于光子晶体光纤的表面等离子体传感技术研究[d].华中科技大学。

[16]吴广生.无源光网络与电网络复合接入技术研究[d].华中科技大学2009。

[18]张利.以太无源光网络安全性与增强技术研究[d].华中科技大学2009。

[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。

传感器论文篇十九

为了提高传感器整体抗耦合性，各支路传感器结构须具有很好抗扭、抗弯曲能力。本文根据力学分析，将板环结构改为圆环内嵌十字梁结构，圆环内嵌十字梁结构集合了板环结构线性好、输出灵敏度高、刚性好的优点，同时具备工作区应变稳定、对称、抗弯曲、抗扭转等特性。其力学模型如图3所示。圆环内嵌十字梁结构测量的是梁上的拉/压应力，当环受拉向或压向载荷作用时，垂直与水平直径位移方向相反，在十字梁的根部(图3(b)中1，2，3，4处)会产生弯曲和拉伸两类变形，其中拉伸应变可通过全桥接线测量，环上的弯曲应力具有很好的对称性，因此，传递到梁上的工作应变为纯拉/压应变，工作应变区如图3(b)的1，2，3，4处。本文利用solidworks软件为对优化前后样机进行仿真受力分析，比较工作区应变，验证优化结构的合理性。仿真时对优化前后的传感器都进行装配体受力分析，严格按照实际参数(材料、约束、配合、载荷)进行仿真。载荷施加方法:在轴向载荷基础上附加额外的弯矩与扭矩，测试其对工作应变区影响。两结构施加载荷大小、方向、作用点都一致，其中对于扭矩加力，是直接施加于上端铰座面上;对于弯矩加力，是在同一面上施加侧向力荷来等效，如图4。根据仿真的结果，得到的数据由表1所示。由仿真数据可得:1)优化后支路传感器的抗耦合力矩能力明显强于未优化传感器的抗耦能力。比如:在附加100力矩时，优化后的传感器其微应变值增加了(1105－951)×10－6=154×10－6，而未优化的传感器微应变值增加了(1510－956)×10－6=554×10－6，因此，优化后的结构其抗扭能力大大加强。2)优化后支路传感器的抗侧向力的能力明显强于未优化传感器的抗侧向能力。比如:在附加测向力为200n时，优化后的传感器其微应变值增加了(1215－951)×10－6=264×10－6，而未优化的传感器微应变值增加了(1460－956)×10－6=504×10－6，因此，新结构抗侧向力效果明显。2．3支路传感器的优化结构根据以上的.分析结果，新的支路传感器利用了各种去耦方式，得到的总体结构如图5所示。

依据要研制的传感器量程和精度，设计了相应的标定系统，该系统的实现主要是通过比对的方法来进行，在施加力的路径上串联一个高精度的s型传感器，精度为0．03%，满足本系统要求。将优化前后传感器在完全相同的试验条件下进行加载并记录测量结果，利用线性解算法求解各自的映射关系矩阵，最后验证比对测量精度。试验标定过程中对传感器6支路通道依次进行标定，每路各取不少于6个标定点，并进行递增、递减加载各3次，然后对递增、递减的标定数据进行均值化处理即为最终的标定数据。对于六维力传感器，解耦的优劣和传感器的精度息息相关，一个方向的加载很难对传感器的解耦能力做出全面的评价，截至目前为止，大部分的论文只是在试验时只是加载了一维力，只有个别的文章提及到二维加载［11］，还没有三维加载的试验数据。本文为了验证传感器的耦合情况，进行了三维复合加载，标定数据见表2～表4。

3结束语。

本文设计了一种基于at89s52单片机和ds18b20数字温度传感器的温度采集报警系统，对软硬件设计进行详细说明。该设计具有结构简单、精度高和稳定性好等优点，适用于粮仓、电力机房、轴瓦、空调、冰箱和工农业等领域，ds18b20单总线和多点式测温特点使其扩展性加强，具有广阔的市场前景。

传感器论文篇二十

对于电阻应变片式测力传感器（以下简称“测力传感器”）来说，弹性体的结构形状与相关尺寸对测力传感器性能的影响极大。可以说，测力传感器的性能主要取决于其弹性体的形状及相关尺寸。如果测力传感器的弹性体设计不合理，无论弹性体的加工精度多高、粘贴的电阻应变片的品质多好，测力传感器都难以达到较高的测力性能。因此，在测力传感器的设计过程中，对弹性体进行合理的设计至关重要。

弹性体的设计基本属于机械结构设计的范围，但因测力性能的需要，其结构上与普通的机械零件和构件有所不同。一般说来，普通的机械零件和构件只须满足在足够大的安全系数下的强度和刚度即可，对在受力条件下零件或构件上的应力分布情况不必严格要求。然而，对于弹性体来说，除了需要满足机械强度和刚度要求以外，必须保证弹性体上粘贴电阻应变片部位（以下简称“贴片部位”）的应力（应变）与弹性体承受的载荷（被测力）保持严格的对应关系；同时，为了提高测力传感器测力的灵敏度，还应使贴片部位达到较高的应力（应变）水平。

由此可见，在弹性体的设计过程中必须满足以下两项要求：

（1）贴片部位的应力（应变）应与被测力保持严格的对应关系；

（2）贴片部位应具有较高的应力（应变）水平。

为了满足上述两项要求，在测力传感器的弹性体设计方面，经常应用“应力集中”的设计原则，确保贴片部位的应力（应变）水平较高，并与被测力保持严格的对应关系，以提高所设计测力传感器的测力灵敏度和测力精度。

二、改善应力（应变）不规则分布的“应力集中”原则。

在机械零件或构件的设计过程中，通常认为应力（应变）在零件或构件上是规则分布的，如果零件或构件的截面形状不发生变化，不必考虑应力（应变）分布不规则的问题。其实，在机械零件或构件的设计中，对于应力（应变）不规则分布的问题并非不予考虑，而是通过强度计算中的'安全系数将其包容在内了。

对于测力传感器来说，它是通过电阻应变片测量弹性体上贴片部位的应变来测量被测力的大小。若要保证贴片部位的应力（应变）与被测力保持严格的对应关系，实际上就是保证在测力传感器受力时，弹性体上贴片部位的应力（应变）要按照某一规律分布。在实际应用中，对于弹性体贴片部位应力（应变）分布影响较大的因素主要是弹性体受力条件的变化。

弹性体受力条件的变化是指当弹性体受力的大小不变时，力的作用点发生变化或弹性体与其相邻的加载构件和承载构件的接触条件发生变化。如果在弹性体结构设计时，未能考虑这一情况，就可能造成弹性体上应力（应变）分布的不规则变化。这方面最典型的实例是筒式测力传感器（见图1）。

当筒式测力传感器上、下端面均匀受力时，在弹性体贴片部位的整个圆周上应力（应变）的分布是均匀的。当上、下两个端面上受力情况发生变化后，力在两个端面的作用情况不再是均匀分布的，这时弹性体贴片部位圆周上应力（应变）的分布情况就难以预料了。如果筒式测力传感器弹性体的高度与直径之比足够大，弹性体贴片部位圆周上的应力（应变）基本上还是均匀分布。但是，在实际应用中，通常很少能为测力传感器提供较大的安装空间位置，因而筒式测力传感器弹性体的高度与直径之比很难做到足够大，弹性体贴片部位圆周上应力（应变）将不均匀分布，而且不均匀分布的情况随弹性体受力情况的变化而改变。在这样的条件下，弹性体贴片部位的应力（应变）与被测力不能保持严格的对应关系，将造成明显的测力误差。

为了减小由于弹性体受力条件的变化引起的测力误差，有些传感器设计者采取在筒式测力传感器弹性体上增加贴片数量的方法，尽可能将弹性体上贴片部位圆周上应力（应变）分布不均匀的情况测量出来。这样的处理方法有一定的效果，可以减小弹性体受力条件的变化引起的测力误差。但这种方法毕竟是一种被动的方法，增加的贴片数量总是有限的，还是很难把弹性体上贴片部位圆周上应力（应变）分布不均匀的情况全部测量出来，测力误差减小的程度不够显著。

由于弹性体受力条件的变化引起的测力误差的实质是弹性体贴片部位圆周上的应力（应变）的不规则分布，如果能使弹性体贴片部位圆周上的应力（应变）分布受到一定条件的约束，迫使贴片部位的应力（应变）按照某一规律分布，因而使得弹性体贴片部位的应力（应变）与被测力基本保持严格的对应关系，由此来减小因弹性体受力条件的变化引起的测力误差。

对于筒式测力传感器来说，在承载强度足够的条件下，如果将弹性体贴片部位圆周上不贴片的部位挖空（见图2），使得应力只能在未挖空的部位分布，大大改善了应力（应变）不规则分布的情况。或者说，应力（应变）的不规则分布仅仅限于未挖空的部位，并且其不规则分布的程度不会很大。因此，在未挖空的部位粘贴电阻应变片，就能使测得的应力（应变）与被测力基本保持严格的对应关系。

上述处理方法实际上出于这样一个原理：通过某种措施，使弹性体上的应力（应变）集中分布在便于贴片检测的部位，实现测得的应力（应变）与被测力基本保持严格的对应关系，以保证传感器的测力精度。

作者曾用上述方法对筒式测力传感器进行改进。改进前的普通筒式传感器测力误差大于1%f.s.，改进后（局部挖空）的筒式传感器测力误差为0.1~0.3%f.s.，测力精度明显提高。

若要测力传感器达到较高的灵敏度，通常应该使电阻应变片有较高的应变水平，即在弹性体上贴片部位应该有较高的应力（应变）水平。

实现弹性体上贴片部位达到较高应力（应变）水平有两种常用的方法：

（1）整体减小弹性体的尺寸，全面提高弹性体上的应力（应变）水平；

（2）在贴片部位附近对弹性体进行局部削弱，使贴片部位局部应力（应变）水平提高，而弹性体其它部位的应力（应变）水平基本不变。

以上两种方法都可以提高贴片部位的应力（应变）水平，但对弹性体整体性能而言，局部削弱弹性体的效果要远好于整体减小弹性体尺寸。因为局部削弱弹性体既能提高贴片部位的应力（应变）水平，又使得弹性体整体保持较高的强度和刚度，有利于提高传感器的性能和使用效果。

局部削弱弹性体提高贴片部位应力（应变）水平的原理是：通过局部削弱弹性体，造成局部的应力集中，使得应力集中部位的应力（应变）水平明显高于弹性体其它部位的应力水平，将电阻应变片粘贴于应力集中部位，就可以测得较高的应变水平。

局部应力（应变）集中的方法在测力传感器的设计中经常被采用，尤其在梁式测力传感器（如弯曲梁式和剪切梁式测力传感器）的弹性体设计中被广泛应用。局部应力（应变）集中方法应用较为成功的当数剪切梁式测力传感器。剪切梁式测力传感器是通过检测梁式弹性体上的剪应力（剪应变）实现测力的，其弹性体的结构如图3所示（为了便于说明问题，这里仅以一简支梁式的弹性体为例）。

由材料力学中有关梁的应力分布知识可知，当梁承受横向（弯曲）载荷时，在梁的中性层处剪应力（剪应变）最大。如果要检测梁上的剪应变，应该在梁的中性层处贴片。为了提高贴片处的剪应力（剪应变）水平，可将弹性体两侧各挖一个盲孔（见图3的2处），盲孔的中心应在中性层处。电阻应变片应该粘贴在盲孔的底面上，即图3中工字形断面（a－a剖面）的腹板上。

对于梁形构件来说，其弯曲强度是主要矛盾。在一个梁满足弯曲强度的情况下，剪切强度一般裕量较大。当在中性层附近挖盲孔后，该截面上腹板上的剪应力（剪应变）明显提高，然而该截面上的弯曲应力提高很小。因此，剪切梁式弹性体应用局部应力集中方案后，被检测的剪应变大大提高，使该测力传感器的灵敏度显著提高，而对整个梁的弯曲强度影响很小，使整个梁保持了良好的强度和刚度。

四、小结。

在测力传感器的设计过程中，如能自觉地按照上述两种应力集中的原则，对弹性体进行结构设计，就能够收到提高测力传感器的测力精度和测力灵敏度的良好效果。灵活、恰当地运用应力集中的原则，对于设计和生产高性能的测力传感器具有重要的实用意义。

参考文献。

[1].刘鸿文主编，《材料力学》，高等教育出版社，1979年。