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物理传感器论文篇一

随着科学技术的迅速发展,医学实验教学方面出现了许多的新技术和应用,对医学教学产生了很大的影响。其中虚拟仿真技术是目前比较先进的技术应用,且获得了广泛的应用和发展,特别是对计算机技术和多媒体技术的应用,提高了医学实验的教学质量,创新了医学实验教学的模式。虚拟实验教学是一种在计算机技术基础上发展起来的情景模拟技术,能够让用户体验到一种身临其境的感觉,实现和具体的情景接触,产生一定的体验,为实际的操作提供一定的基础。

1虚拟仿真技术的概述。

虚拟仿真技术是在计算机技术的基础上发展起来的新兴的科学技术,是指利用多媒体技术的结合,创造形成一个有视觉、听觉和触觉的虚拟现实环境,让用户体验到一种身临其境的感觉。在这个虚拟的环境中,用户能够感受到空间中客体的存在,也可以和虚拟空间中的客体进行相关的互动,这项技术的应用,主要是加快用户对相关知识的认识效率。虚拟仿真技术涉及的方面比较多,主要包括计算机技术、多媒体技术、网络技术和人工智能技术等,另外,还有计算机的图像处理和模式的识别等,是现代仿真技术的有效发展和外延[1]。虚拟仿真技术的主要特点就是,让用户获得真实的体验,和虚构的客体进行交互,并产生一定的想象。在虚拟的空间中,实验人员可以进行和现实世界中同样的活动和实验,而且受到的外界影响因素比较小,实验产生的效果也更好一些。特别是在医学教学中的应用,能够有效的提高学生的实践能力和创新能力,因此,虚拟仿真技术的应用具有重要的意义。

物理传感器论文篇二

摘要:直观教学法在各个学科都已得到一定的推广,在新课程《生物学》的教学中更是必不可少。所谓直观教学法就是在教学中以亲身实践或以具体事物、现象,以及事物现象的逼真描绘来激起学生的感性认识,获得生动表象,从而促进对知识比较全面、深刻和理解的教学过程。它主要包括:实物直观、模像直观、言语直观三方面。

关键词:实物直观,模像直观,言语直观。

在新课程《生物学》的教学中,运用直观教学法不仅可以帮助学生理解教学内容,而且还可以提高教学效率和质量。因此,每位生物教师都应根据自己在教学中的实际情况,选择运用恰当的直观教学手段,以便使直观教学法能更充分更合理的指导教学。

一、实物直观:。

利用活体进行教学的形式叫实物直观。利用活体教学能真实的反应出生物的结构,生命现象及活动规律。

例如:在学习“花的结构”这部分内容时,不妨可将学生分成若干个小组,然后让每个小组在课前准备一朵月季花。在上课时,首先让学生结合课本仔细观察,然后再归纳出花的各部分结构。

再如:在学习“单细胞生物的结构和生活”时,可提前准备一些草履虫培养液。在上课时,首先让学生在显微镜下观察草履虫的形态结构及运动情况,然后再结合课本上的插图,认识各部分的结构和功能。

通过实物直观这种教学方法,能够让学生在观察的基础上,获得比较生动具体的表象,从而提高学生接受新知识的能力。

二、模像直观:。

利用制作的教具进行教学的直观形式叫模像直观。它主要包括:挂图(或模型)和电化教学两个方面。

1、挂图(或模型):。

挂图(或模型)是生物教学中最为常见的直观教学形式。它最大的优点:能将实物“放大或缩小”,最终让学生更清楚的认识生物知识。

例如:它可以把细胞放大,还可以把巨大的生态系统缩小。最终使学生既能掌握微观的生物知识,又能掌握宏观的生物知识。

此外,挂图或模型还具有很强的典型性:它能将复杂的生物结构用最简单的形式表现出来。这样,可以使学生在学习时“少走弯路”,直接抓住事物的本质规律。

但正因为挂图或模型具有一定的典型性,又使它暴露出一定的局限性:它毕竟不是真实的`生物体。我们看到的是“理想化”、“简化”的生物模式图,在某种程度上,可以说,它已不再具有真实性。因此在教学中,一定要注意与实物的结合。

2、电化教学:。

电化教学是指运用现代化的电器设备进行教学的直观形式。它的种类比较多,主要包括:录像教学和多媒体教学。

a、录像教学:现在录像教学已在每个学校得到推广应用。运用录像教学可以增加学生的感性认识,激发学生的学习兴趣。运用录像教学还可以不受时间空间的限制,完成一些常规课堂无法完成的教学任务,并且可以重复使用。

例如:在学习“蚂蚁的通讯”时,由于内容的特殊性,学生不可能在课堂上做实验研究“蚂蚁的通讯”。因此可先播放与此有关的录像。这样可以让学生对整个实验有更为直观的认识,从而为他们在课下亲自探究奠定良好的基础。

我们在运用录像教学时,一定要注意讲授与播放录像相结合。若“只看不讲”,对学生来说,只能形成短暂的表象,只有及时地用语言来巩固,才会留下深刻的印象。

b、多媒体教学:多媒体是一种现代化的教学设备。目前,大部分学校都安装有这种设备。该设备集展台、电脑、投影等设备为一身,兼有传统教学和现代化教学的所有设备。

在过去的十几年内,运用录像进行教学也许比较时尚,但现在看起来,已经落伍了,随着科技的进步,取而代之的是一种崭新的教学设备----多媒体教学系统。运用这套系统进行教学有着无可比拟的优势。

从小的方面说,它能使教师在教学时,完全不必为“粉笔沫”烦恼,也不必为嗓子的沙哑所担忧。教师可在备课时制作一个电子课件,将板书输入微机。上课时只需用鼠标轻轻一点,即可把教学内容展示出来。另外,教师在上课时,可佩戴无线麦克风,只要用平时说话的声音,就足以让所有的学生听清楚。整个课堂不像老师在给学生讲课,倒像是师生间的亲切对话。此外屏幕上不断变化的画面及优美的伴音,更能使学生的有效注意时间增长。

从大的方面说,运用多媒体进行教学,还能完成传统教学难以完成的教学任务。例如:在学习“血液循环的途径”与“尿的形成”这些内容时,根据教学目标的要求,需要学生能够概述出血液循环的途径及尿的形成过程。要用传统的讲授法或挂图来描述这样一个动态的变化过程是十分困难的。若用多媒体进行教学,这个问题便迎刃而解。教师可将这部分内容制成动画课件。当讲的时候,可让学生反复观看这个动画,而教师只需在适当的时候补充几句就够了。从学生反应来看,其掌握的效果还是不错的。

实践证明:运用这套设备进行教学,只要教室足够大,至少可容纳100多个学生同时听课。与传统的教学相比,用一节课的时间至少可完成两倍的教学任务。

多媒体是一种先进的教学设备,在应用时,就需要教师具备一定的能力,尤其是多媒体操作及计算机应用方面的能力。此外,还要能利用powerpoint、authorware及flash等软件来制作课件。只有具备了这些能力,才能熟练应用多媒体。

三、言语直观:。

利用语言或板书进行教学的形式叫言语直观。语言或板书是生物教学中最基本的教学直观形式,也是教师的基本功。

1、语言:。

语言直观主要包括两方面的含义:一是语言的形象化;一是语言与其它教具的结合。

形象化的语言要求在保持科学性思想性统一的基础上,做到生动有趣、化浅为深、化抽象为形象。例如:在学习“心脏的结构和功能”部分内容时,需要学生去记忆心脏的四个腔的位置,部分学生往往记不清“心房”与“心室”的位置,我们就可以打比方:上面的是“房子”,下面的是“地下室”;再比如说:要描述“人每天形成的原尿约有150升”时,就可以说“大约相当于两个成年人的体重”

形象化的语言还需要辅助手势、表情等。这样会使内容更生动,更能增加直观的效果。

此外还应注意语言与教具的结合,这也是教师的基本功,在这里不再多说。

2、板书:。

板书也是一种语言文字的直观形式。板书的形式有多种多样,教学时可根据不同的情况灵活运用。其中最常用的是提纲式,这种形式适用的范围比较广,也比较容易掌握。此外还有问题式、列表式等。例如:在学习“合理营养”或“血量与输血”时可采用问题式;在学习“花的结构”或“生态系统的组成”时,可采用列表式。

在教学过程中,往往需要将几种板书形式综合应用,这样效果会更好一些。

我们在运用直观教学法时,还应注意以下几点:。

1、课前应作好充分的准备工作。

2、应根据教学目标及学生的特点,恰当地选用直观手段,防止为了直观而直观,同时避免直观的庸俗化。

3、注意直观教具与教师语言相结合,引导学生观察思考、合作探究,培养学生的抽象概括能力和语言表达能力。

4、注意避免直观可能产生的消极影响(如只重视感性认识而不重视理性认识)。

直观在新课程的生物教学中是必不可少的,其手段也是多种多样的。希望教师能根据自己的实际情况灵活运用,以便更好的指导教学。

参考文献。

1.《中学生物教学法》,周美珍等主编,高等教育出版社,1991年5月。

2.《新编教育学教程》,张筱良等主编,农村读物出版社,1994年12月。

3.义务教育课程标准教科书《生物学》(全套),朱正威、赵占良主编,人民教育出版社,6月。

物理传感器论文篇三

新课程标准对信息技术与物理课程的整合提出了具体要求，尤其是将传感器列入中学物理课程。提出“了解常见传感器及其应用，体会传感器的应用给人们带来的方便”。

实验是物理的基础。要做实验就离不开测量。传统的物理实验是将各种物理量（如温度、时间、力、加速度等）转化为长度进行度量。传感器则是将各种物理量转换成电信号，人们对电信号作出进一步的分析和处理。传感器进入中学物理实验室，成为信息技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新突破口。过去实验测量工具器材是水银温度计、打点器、天平，现在则是用力的传感器、温度传感器、电磁传感器来探测物理量，显示物理实验数据，运用计算机强大的计算功能探索物理规律。学生在这样的环境下体验“做科学”的探究过程，来实现科学素质的培养。

借助数字化实验室提供的先进技术手段突破传统实验手段的限制，大幅度改进原来做不出、做不好的实验，变“不可见”为“可见”，由“抓不住”到“抓得住”，将“不好做的”转变为“好做的”。

一、变不可见为可见。

将力传感器用于超重、失重实验，使用位移传感器研究加速度。

超重、失重是生活中的常见现象，电梯升降、神舟号在太空中遨游时航天员的失重现象等，学生们都能一一列举出来。然而如何从物理学的规律出发来认识超重、失重的原因，却是一个教学难点。原因是学生看不到超重、失重过程中压力的变化。超重、失重现象发生在物体变速运动的过程中，按照传统实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化；而且在课堂中演示超重、失重所经历的时间又很短暂，学生根本看不清弹簧测力计示数，更谈不上记录数据，提供给学生作为分析的依据。而引入力的传感器，便解决了这个问题。

在学习牛顿第二运动定律时，利用传统实验器材，学生只能通过物体的运动速度、位移间接地计算出物体加速度的大小，而且也只能研究匀加速运动物体的加速度。利用力的传感器和位移传感器设计实验，直接测量出了物体运动过程受到的外力和加速度的数值，并利用计算机绘制出了力和加速度一一对应关系的图线，提高了实验的直观性和课堂教学效率。并且，由于传感器实验不受物体运动情况的限制，学生还可以研究做非匀加速运动物体的加速度，使学生很容易理解牛顿第二运动定律的瞬时性，很快突破了难点。

二、由抓不住到抓得住。

将电流传感器用于自感现象实验。

在自感现象实验教学中，闭合开关通电，出现了一个灯泡先亮，一个灯泡后亮的现象。这是由于电磁感应引起通过两个灯泡的电流不同产生的自然现象。以往教师只能通过理论分析电流的变化情况，学生无法直接观察到电流变化的情况，只能被动接受教师的分析，头脑中很难有形象的物理情景作支撑，形成了教学中的一个难点。我们引入电流传感器，将电流的变化记录为图像，使学生直观地看到了自感对电流的影响，帮助学生认识了自感现象的本质。在这个基础上，教师又启发学生从电磁感应的理论出发来分析断电时自感现象中电流的变化情况，并利用电流传感器实时记录电流变化图像，印证学生分析推理的正确与否。在这个过程中，学生由被动地听讲变成主动参与，在积极地对话交流过程中，加深了对自感现象本质的理解。这样不但解决了传统实验仪器不能直观反映出本质现象的弊端，增强了教学效果，而且还加强了学生的主动参与，大大提高了课堂教学的效率。

三、将不好做的转变为好做的。

同时使用力传感器和光电门传感器进行向心力研究。

在以往的向心力教学中，由于理论推导和实验证明都很困难，教师只能直接给出向心力公式，无法进行任何理论推导和实验证明。而利用力传感器和光电门传感器，可以直接获得一个做圆周运动物体所受到向心力、线速度的数据，进而从数据分析中得到向心力公式。

四、对传统实验进行“再挖掘”，开发其潜在的教育和教学功能。

在信息技术的支持下，探究式教学模式可以发挥更大的作用。探究式教学是以探索、研究物理规律为出发点，以实验活动为中心，以学生的可持续发展探究能力的培养为根本的一种教学方法。

传统的教学方法使学生从道理上得到了一个合法逻辑的结论，然而在实际中什么是动量，什么是冲量，什么是动能，为什么动能的.定义要有一个1／2的系数？学生是没有感性认识的。在运用传感器进行动能定理、动量定理的教学过程中，教师鼓励学生充分利用实验创设的真实情景，在实验全过程中主动地进行探索、学习，教师则加强对学生问题的了解，并加以适当的指导，尽可能调动学生的积极性；同学们在解决问题时讨论、互助、合作，通过处理实验的一系列数据，“发现”新规律，“定义”新的物理量。

这种打乱原有教材内容安排的教学过程，要求的计算量非常大，学生应用计算机已有的程序处理数据，大大提高了课堂效率，体现了信息技术对物理教学的整合。探究式教学不是以定律、公式的灌输为中心，而是以学生为主体，使学生从发现者和探索者的角度出发，从物理数据中，自己得到客观世界的规律，教师在其中并不扮演教化者的角色，而是从旁边点拨和指导，让学生在研究和归纳的过程中，感性地理解物理变化及其规律。这样学生最终不仅可以更深入地理解物理学的现象，而且可以学会物理学的一种精神――独立思考、大胆假设和严谨探索实验的科学精神。

物理传感器论文篇四

1.1电子传感器的表现特征。

电子传感器主要是通过电子技术对设备进行检测的装置,将电子传感器安装到电气系统中,能够对设备运行状态进行动态的监管,并将监测信息通过电子信号的方式进行传递,在实际使用过程中的主要特征包括以下两个方面。

1.1.1电子传感器的数字性信号传播特点。

电子传感器的应用主要是以电子科技与网络技术为主导的,因此,数字性是传感器的主要使用特征。近几年,电气系统设备不断进行更新换代,使得技术部门对监测技术的要求逐步提升。在此基础上,电力单位通过引进数据信息处理技术以及网络信息资源平台的构建,进一步提升了电子传感器的实际使用价值。具体来讲,新型电子传感器通过对电气系统进行数据信息的全面收集、记录,对设备运行的状态进行监控,然后将观测数据转化为电子信号,通过信号接收、发送端口,进行信号传输,实现自动检测、全方位控制的管理目的。

1.1.2电子传感器信号传播的安全性。

由于电子传感器具有以电子信号传递为主的信息输送特点,因此,保证信息接收、发送的安全性,是监测系统的另一个重要特征。传统的电力管理系统通常没有专门的监控调度设备,这在一定程度上增加了电力设施管理的难度,降低了系统运行的安全防护保障,使得故障问题频发。在此基础上,配置电子传感器不仅可以通过在线监测对电力系统进行自动化管理,还可以进一步加强信息传递的安全性,保证调度系统的稳定运行。

1.2在电气系统运行中配置电子传感器的重要意义。

电力企业应在保证电气设备安全运转的基础上,提升整体供电质量。然而,传统的电气设备管理监控模式,由于信息传递速率较慢、对系统的监控不全面等问题,使得安全防御工作缺乏实效性,短路、线路损毁、设备老旧、漏电等事故频发,不仅造成了如火灾、爆炸等安全问题,还为设备的健康运行埋下了安全隐患。针对这种情况,配置电子传感器,不仅可以提升在线监测的时效性与全面性,还能有效排除设备的安全隐患,提升电力系统的整体监控力度。

2电子传感器的应用功能。

电力运行的整体系统,由多种设备、机械构成,常见的'设备包括发电机、断路器以及接地网等,这些机械设备被统称为电气设备,为供电系统的建设提供基础硬件条件。当前阶段,电力产业的现代化进程正在不断推进,电网铺设工程项目逐年增加,基础电气网络的不断建设、完善,使得人们对电气系统的运行提出了更高的安全要求。

2.1电子传感器的技术原理。

电子传感器的监测功能是基于网络信息技术与电子技术的支持得以实现的,通过电子技术建立控制管理系统,使用网络信息技术搭建监测平台,并在此基础上设立信息资源库(内容包括数据、文字、图像、影音等)。技术人员可以通过网站的授权,以用户的身份登录,对电气设备进行状态查询、管理,传感网络对查询关键词进行搜索并显示出来,进一步对监管控制系统提供支持。

2.2传输功能。

基于电子传感器的电气设备监控的传输系统,是系统的图像信号通路,便于向系统进行图像、声音等信号的传输,在电子传感器的加入下传输部分能够准确将数据信息传送至指定位置。此外,设计者还将相关人工智能技术、识别与处理技术应用在传输部分,并做好传感器内控装置的调度,进而建立了自校准、自诊断、自决策、自组织等智能传感技术系统,这在一定程度上提高了系统信号传递的效率。

3结语。

在电力运行程序中安装电子传感器,不仅能够提升技术小组对电力设备运行状态的监测力度、对安全隐患进行排查、提升系统的防护水平,还能从根本上对设备运行环节的风险进行管控,确保系统的运行效率。新型的电子传感设器以电子技术与网络信息技术为指导,通过电子信号传输数据,在提升监测工作实效性的同时,保证了信息传递的安全性与稳定性。

参考文献。

[1]夏浩,阮嘉烽,张晨等.基于无线传感器网络的电气设备在线监测系统[j].科学与信息化,(33).

物理传感器论文篇五

传统的化学实验教学，学生只能够通过书本或者是教师的讲解来获得化学知识，对于一些物质变化和微观物质的运动只能够靠头脑想象来理解，多媒体技术的应用就使得一些微观物质的运动通过多媒体课件来变成动态、立体、有形的物质，这样一些抽象难懂的化学知识就变得极其容易理解，教师也可以利用多媒体技术来将金属的冶炼过程进行展示，尤其是对于中职的学生来说，由于课程时间较短，学生较多，导致了学生的注意力下降，而多媒体技术能够集中学生的注意力，将金属的冶炼技术和冶炼的原理呈现给学生，这样学生对于整个金属冶炼的过程就会有着清晰的认识，从而激发了学生学习的兴趣。

1。2提高了化学实验的准确性。

学生在化学实验的过程中，由于化学物质的.特殊性，一旦实验失败，极容易发生危险，在这样的情况下，学生就会产生畏惧的心理，对于化学实验失去兴趣。多媒体技术的引用，学生可以在电脑上进行实验的操作，对于实验操作有着一定的了解，对于错误的地方要明确的标出，还要掌握正确的方法，从而提高学生学习的效率，化学实验的准确性也能够在一定程度上得到提升。

1。3能够提高学生对于化学实验的理解和数据处理的能力。

化学实验教学的过程中涉及到一些极其抽象的原理和概念，而多媒体技术能够很好的将这些微观的物质展现出来，学生就能够对这些抽象的原理和概念进行理解。例如电解饱和食盐水在讲解的过程中，需要制作三维动画来对电解过程中微观的动态进行了解，这样电解饱和食盐水在电解的过程中所有的微观原理学生就能够充分的掌握。利用动画对电极反应的过程进行模拟，学生在脑海中就会留下深刻的印象，而且一些比较复杂的作图实验学生利用计算机就可以进行，对于实验数据通过计算机软件中的excel就能够处理，趋势图也会更加的精确，直观又简单。

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物理传感器论文篇六

摘要：物理学是一门以实验为基础的学科。物理真理和概念，都是通过反复的实验发现的。在高中物理的学习中，学生能通过物理实验，在物理学习中联系生活，从物理实验操作的实践中获得物理知识。因此，在高中物理教学中，教师需要重视实验教学，针对不同层次的学生灵活应用实验教学。

物理实验正是物理学的基础。学者们通过合理猜想、实验探究发现世界的真理。因此，在高中物理的教学中，需要培养学生的动手操作能力和实验探究能力就需要重视物理的实验教学。这样，才能培养出更具有创新能力、实践能力、动手能力的学生，促进学生的全面发展。

一、认识实验在物理教学中的重要性。

物理实验教学可以给学生强烈的视觉冲击，同时可以让学生将实验与日常生活的物理现象联系在一起，加深学生对所学知识的印象。物理实验教学，对学生以下几个方面的能力有重要影响：

1.激发兴趣，自主探究。

实验具有鲜明的现象，学生受到视觉的冲击，对于实验的结果和现象有着更为深刻的印象。同时，通过对现象的观察，发现问题，激发学生对于物理学习的兴趣，并且在学生对于自己的观察所得有所疑惑时，加以引导，便会更进一步培养学生的自主探究能力。

2.提高观察能力和动手操作能力。

教师如果一味地教授理论知识，而忽视对学生观察能力和动手能力的培养，这样不仅不利于学生对所学知识的认识，也不利于学生的全面发展。而物理实验教学，让学生通过自主的操作实验，其对自主观察到的实验结果印象更为深刻，对于实验所涉及的知识点的了解也会更加深刻，同时，学生的自主探究能力和基本实验技能也得到了提高。

3.培养学生的创新能力。

通过探究实验，学生的主观能动性得以发挥，学生通过自主学习，能够进一步激发学生的学习潜能。同时，物理实验中，某一个控制变量的变化，实验结果往往会有较大的差异，学生可以通过探究问题出现的原因，学会从多个角度思考问题，这样有利于培养学生的创新能力。

二、实验在物理教学中的.实践性应用。

目前，受物理实验室和物理实验器材的局限，学生所进行的物理实验大部分是小组实验。小组实验能培养学生的协作能力和自主探究能力，然而，在目前的物理教学中，物理小组实验的教学往往没有得到重视。因此，下面提出几点物理实验教学的建议：

1.端正学生对物理实验的态度。

许多学生认为实验与考试无关而忽视物理实验，这样，()不利于学生对所学知识的深刻认识和理解。因此，教师首先需要引导学生正确认识物理实验对于物理学习的重要意义。首先教师可以通过讲述物理知识背后的小实验，让学生认识到实验是物理学的基础。

此后，教师可以通过课堂演示实验，让学生对于物理知识有一定的感性认识，帮助学生更好地认识和了解物理实验的具体内容，让物理实验教学达到预期的教学效果。

2.帮助学生明确观察的目标。

每个物理实验都有其针对性和目的性，因此，学生在进行物理实验时，或在自主设计小组物理实验步骤的时候都应首先明确实验的目标。只有明确实验目的后，才能了解实验，而实验教学的效果也更显著。

3.针对不同阶段，教师应该采用不同的实验教学方式。

在学生动手能力和实验设计能力较低时，教师应设计合理的实验方案，引导学生进行探究式实验。学生刚刚开始接触一个新的物理实验时，往往对于实验的了解太少而无法顺利完成实验。此时，需要教师加以耐心的引导，帮助学生明确实验的目的，理清实验的步骤和思路。

学生通过小组合作，进行实验方案设计时，教师可以提出几点注意事项和要求，帮助学生明确实验的内容、要求和目标。此外，教师需要关注学生在实验中小组合作的效率，解答学生在实验设计和实验操作中的问题，同时不断吸取教学经验，改良实验教学的方法。

同时，教师可以根据学生所设计的实验方案发现学生物理学习中的盲点和易错点，让教师更好地了解学生。通过小组合作的实验设计，充分发挥学生在物理学习中的主体地位，培养学生的协作能力、自主性、积极性、探究能力以及创新精神。

5.重视实验总结。

印象。

如果学生的实验成功，学生在完成报告时，可以发现实验成功的关键要素，并且能够牢记在心。而如果学生的实验失败，学生可以在完成总结报告时，寻找失败的原因，对影响实验结果的因素有更为深入的认识。

6.教师需要重视提高自身的物理实践操作的专业水平。

学生对实验的态度和实验流程的认识、实验理念的认知都来源于教师。因此，教师需要不断进行自我完善，关注实验的细节。特别是在实验演示教学中，教师应严格要求自己，进行演示操作应更应严谨、规范，注意实验的每一个细节。教师作为示范者，应引导学生正确认识物理实验，严肃对待物理实验，并认真进行自主探究实验。

物理来源于生活，而物理的概念来源于重复性的实验。实验是物理研究的重要部分，是物理学的基础。因此学校与教师应该重视高中物理教学中的物理实验教学，认清物理教学的重要性，教师在不断完善自身的物理实验操作专业水平的同时，应帮助学生端正对物理实验的态度，培养学生的实验技能与实验设计能力，激发学生对物理学习的兴趣和探究精神。

参考文献：

［1］张玉国。浅谈实验在高中物理教学中的重要性［j］。中国校外教育，（26）。

［2］苟举强。浅谈高中物理教学方式的多样化［j］。学周刊，2013（26）。

［4］王作印。高中物理探究式实验课堂构建［j］。太原城市职业技术学院学报，2013（08）。

（作者单位甘肃省庆阳市镇原县镇原中学）。

物理传感器论文篇七

摘要：电力资源作为社会现代化发展的基础能源,其系统运行的安全性与稳定性,对人们的正常供电需求有着直接的影响。为此,在电力系统中安装新型的电子传感器,不仅可以提升供电网络的安全防护能力,还可以利用自动监测功能,为系统的控制提供更加精确、全面的数据支持。

关键词：电子传感器;自动监测;数据支持;。

电力系统的监测工作主要是指通过电子传感器感应设备、巡查人员检测等方式对系统运行状态进行监管,降低安全隐患。电子感应设备通过自动化的检测、控制,可以在提升风险管理专业化水平的同时,实现电力资源的合理配置,具有较高的应用价值。

物理传感器论文篇八

日食是一种自然天文现象，并不常见，属于天文学研究的一种。

日食被定义为日面被月面遮掩而变暗甚至完全消失的现象。

那么日食是如何来的?日食又分哪几种呢?

日食，又作日蚀，在月球运行至太阳与地球之间时发生。

这时对地球上的部分地区来说，月球位于太阳前方，因此来自太阳的部分或全部光线被挡住，因此看起来好像是太阳的一部分或全部消失了。

日食只在朔，即月球与太阳呈现合的状态时发生。

日食分为日偏食、日全食、日环食。

观测日食时不能直视太阳，否则会造成失明。

日食是月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。

在地球上月影里(月影：月亮投射到地球上产生的影子)的人们开始看到阳光逐渐减弱，太阳面被圆的黑影遮住，天色转暗，全部遮住时，天空中可以看到最亮的恒星和行星，几分钟后，从月球黑影边缘逐渐露出阳光，开始发光、复圆。

由于月球比地球小，只有在月影中的人们才能看到日食。

月球把太阳全部挡住时发生日全食，遮住一部分时发生日偏食，遮住太阳中央部分发生日环食。

发生日全食的延续时间不超过7分31秒。

日环食的最长时间是12分24秒。

我国有世界上最古老的日食记录，公元前一千多年已有确切的日食记录。

日全食发生时，根据月球圆面同太阳圆面的位置关系，可分成五种食象：初亏、食既、食甚、生光、复圆。

月球表面有许多高山，月球边缘是不整齐的。

在食既或者生光到来的瞬间月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时，未遮住部分形成一个发光区，像一颗晶莹的“钻石”;周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”，整体看来，很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒，叫“钻石环”。

有时形成许多特别明亮的光线或光点，好像在太阳周围镶嵌一串珍珠，称作“贝利珠”。

日全食之所以受重视，更主要的原因是它的天文观测价值巨大。

科学史上有许多重大的天文学和物理学发现是利用日全食的机会做出的，而且只有通过这种机会才行。

最著名的例子是19的一次日全食，证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。

日全食之类的天文现象，要说与人们的日常生活、吃喝拉撒，确实是没有什么直接关系。

但是，它代表了一种终极的人文关怀，代表了一种对大自然的极度热爱，代表了对支配万事万物的自然铁律的一种永恒的好奇和敬畏，一个国家、一个民族，不能缺少这些关怀、这些热爱、这些好奇和这些敬畏。

物理传感器论文篇九

摘要：建构主义学习理论强调学习是主动的知识建构过程。结合传感器与测试技术课程特点，从设计教学流程、规范教学六大要素、构建“点、线、面”相结合的教学模式、实施多种教学方法和手段以及多元化、全过程的综合评价体系等方面，详细介绍了用建构主义学习理论指导课程研究型教学的实践活动。

关键词：建构主义学习理论研究型教学教学模式评价体系。

研究型教学是与创新性教育相适应、以“学生为中心”的教学模式，是教师以课程内容和学生的学识积累为基础，引导学生创造性地运用知识和能力，自主发现问题、研究问题和解决问题，在研讨中积累知识、培养能力和锻炼思维的新型教学模式[1]。而建构主义学习理论提出学习是一个积极主动的建构过程，强调学生对知识的主动探求、主动发现和对所学知识的主动建构[2]。教学过程则是充分利用情境、协作、交流会话等环境要素，调动学生的主动性、积极性和创新精神，提高教学质量和效率。可见将建构主义学习理论运用到研究型教学实践中，会起到事半功倍的效果。传感器与测试技术课程具有以下的特点：工程实践性强；涉及的专业知识面广、知识点多、综合性强；传感器和测试技术本身发展迅速。结合课程特点，深入阐述建构主义学习理论指导下的传感器与测试技术课程的研究型教学实践。

1建构主义学习理论的知识观和学习观。

建构主义学习理论最早是由认知发展领域最有影响力的瑞士著名心理学家皮亚杰在20世纪60年代提出的，他认为儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的认识，从而使自身的认知结构得到发展。后来又有许多心理学家和教育学家，如维果茨基、奥苏贝尔、布鲁诺等发展了建构主义学习理论，从而形成较完整的理论，它对学生的学习方式、教师的教学方式以及师生间的关系都产生了重要的影响，并逐渐成为研究与实施素质教育的重要理论依据[2]。

1.1知识观。

建构主义学习理论认为世界是客观存在的，但每个人是以自己的经验为基础来建构现实[2]。知识不是从外部输入人内心的，而是在与外部作用的过程中在人的心灵内部建立起来的[3]。知识并不是对现实的准确表征，它是一种解释、一种假设，而不是问题的最终答案，会随着人类的进步而出现新的假设。另外，知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外，尽管我们通过语言符号赋予知识一定的外在形式，甚至这些命题还得到了较普遍的认可，但这并不意味着学习者会对这些命题有同样的理解。因为这些理解只能由个体学习者基于自己的经验背景建构起来，这取决于特定情境下的学习历程。

1.2学习观。

学习过程是学习者从外界选择性地知觉新信息，然后进行主动构建并生成意义的过程[4]。学习者通过对外部信息的选择和加工，通过新旧经验之间的相互作用，构建自己知识，为“理解而学习”是建构性学习的核心目标。学习者通过构建自己对各种问题的理解形成自己的观点，而不仅仅是记住别人已经研究出来的结论[5]。学习者的知识构建过程受到教师指导、学生参与、周围环境等因素的影响。教师与学生之间以教学内容为中介形成双向互动关系，可以更好地激发学生主体作用的发挥，促进学生积极构建知识。学习活动要发生则必须满足两个条件：学生的背景知识与新知识有一定的相关度、新知识的潜在意义能引起学生情感的变化。学习活动发生后，通过与其他学生和教师的不断交流和沟通，在自己原有知识的基础上完成新知识的建构。

2.1设计课程教学流程，规范课程教学六大要素。

建构主义学习理论强调“教学情境”“协作”以及“知识主动建构”，基于该理论指导，根据“科学引领工程、工程引入教堂、教员在研究中教、学员在实践中学”的教学理念，以“知识、素质、能力综合培养”为课程目标，设计了传感器与测试技术课程教学流程（如图1所示）。规范了课程的讲授、教材、作业、讨论、实践训练、考核等课程教学六大要素，使每个环节都有实施依据和具体实施方法。

2.2采取以点、线、面相结合的方式构建新的教学模式。

解决传感器与测试技术课程中理论与实践相结合及学时少、内容多、要求高的问题。突出专业基础教学的综合性、系统性，体现现代仪器及测试科学和技术的相互关联和完整性。

“点”指以课程教学六大要素为单元，课程重点讲授核心知识点，重点引导学生把握科学的思维方式和研究方法；讲授内容宽而新，以仪器学科的应用为大背景，引导学生了解传感器基本原理、在工程中的应用。“线”指以理论课程体系、实践课程体系、科研训练体系为三条主线，探索研究型教学体系。理论课程体系由理论型课程教学单元构成，强调对传感器基本原理的掌握；实践课程体系由基础型、综合与研究型实验构成，强调通过基本技能训练、综合能力培养、开放研究实验的锻炼，培养创新意识；科研训练体系由课程设计、学科竞赛、课题研究等构成，锻炼工程实践能力，提高创新能力。“面”指以教学科研结合型的教师队伍和学科的整体实力来铰链点与线，建设立体化的应用型教学模式。课程内容注重先进性和科学性，将最新军事应用科研成果转化为教学资源，使学生尽早参与科学研究训练，接触科学前沿。同时让学生接受教师研究和教学文化的熏陶及严谨的学术作风的浸润。这是培养学生自主研究性学习能力的一个重要环节，也是培养学生创新思维的主渠道，同时对教学队伍的建设提出了更高的要求。

2.3实施“从单元构建系统，从系统细化到单元”的教学手段和方法。

贯穿传感器原理、结构及应用这一主线，设计了一套适合本课程的教学进程，对不同的教学内容方法不同，在不同的教学阶段方法不同，对不同传感器的特点，具体的教学手段也不同。

2.3.1按不同课程内容实施不同教学模式。

不同传感器具有不同的特性，在教学中设计了不同的教学手段。如电感式传感器部分，差动变压器灵敏度特性是教学难点，教学思路是“先做实验，主动探究”。先讲授差动变压器的工作原理，而对特性部分不予讲解，接着布置实验内容，学生通过实验得出“电压频率在一定范围内时灵敏度不变”这一规律。学生在自问为什么时，会主动根据差动变压器的工作原理和公式作进一步推导。压电式传感器的教学思路是“搭建支架，分析比较”。两种典型的压电材料石英晶体和压电陶瓷，由于其具有不同的结构和特性，所以两种压电式传感器在稳定性、灵敏度、价格和抗干扰性方面有很大区别，学生只要掌握了压电材料的基本特性，即可自己分析得出两种压电传感器的特性。如计量光栅，教学思路是“创造情境，丝丝入扣”，包括以下几步：(1)以学生熟悉的测量转速光电传感器为例，提出是否可以用光电传感器来测量位移。(2)大家分组讨论，提出设计方案。这时有学生提出，可以把光电传感器中的开孔圆盘拉直变成开槽板，并拿出事先准备的一张均匀刻槽的纸，现场演示了学生的思想—这是光栅的雏形。(3)分析方案的可行性。即测量的精度、实际系统中光电接收元件的安装等问题。(4)讨论并改进方案。学生的方案提高精度可以通过减小槽的距离，进一步让学生分析这种思路的技术可行性和难点。于是引出用2块光栅交叠，并请大家伸出双手演示著名的“莫尔条纹效应”。至此，学生已经基本明白了光栅数字位移传感器测量位移的基本原理。(5)配合演示动画，让大家分析光栅的特点。

2.4多元化、全过程的综合评价体系研究。

该课程涉及对基本原理的掌握、对测试系统的设计，评估学生的能力需要建立更加科学合理的评估模式。教学评价系统遵循学习过程评价和教学目标管理相结合的基本原则，以研究学习过程的知识获取（如传感器原理）、探索研究（如测试技术应用与最新发展）、思维创新（如测试系统设计）等要素为评价因子，以完成教学大纲要求的教学目标进行评价，考核重点从获取知识量向知识、能力、综合素质的评价转移，形成多元化、全过程“合格+拔尖”的综合评价系统。最后成绩考核包括平时作业、卷面成绩、课程设计综合评估。作业包括课本习题/调研报告、资源检索等，作业可以通过网络提交。第一次课的作业是请学生跟踪调研新型传感器、测试技术或测试系统发展动态，后续的课堂中，适当安排些调研比较充分的学生做汇报、研讨，教师再进行点评。课程中期布置了课程设计、自行车测速系统的设计，不限传感器类型。每个小组上交传感器设计说明书，并根据条件实现传感器部分或全部环节的制作。各小组代表发言，时间不超过10分钟，小组成员可随时补充，其他组学生可随时提问，对相互间的不同观点可据理力争，甚至驳斥。最后，教师再逐一点评，和学生一起评价出最佳设计奖。这种研讨课的教学效果超过了预期设想。每组选用了不同的传感器进行测速，设计方案五花八门，并从传感器选型、电源、安装、成本、误差分析、实用性等方面全面分析，考查学生全面掌握课程核心知识点的情况以及分工、合作、沟通的能力。

3结束语。

建构主义学习理论指导下的研究型教学，迎合了创新型人才培养的大方向，不仅提高了教师教学理论水平和教学科研能力，同时也促进了学生的全面发展，参加各种科技创新的学生人数激增，并且作品质量有很大提升。但建构主义学习理论在教学实践中的运用并不是生搬硬套，如何在传感器与测试技术迅速发展、教学理念不断与时俱进的情况下，探索更科学的教学模式，切实提高学生的创新意识和创新能力，还需继续实践和探索。

参考文献。

[4]张大均。教育心理学[m]。北京：人民教育出版社，1999.

[5]顾琳。建构主义热的冷思考[j]。当代教育科学，2007(1)：7-10.

物理传感器论文篇十

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。

物理传感器论文篇十一

听我们科学邹老师说：“发生日全食的前几天，大象脾气变得有些暴躁，可能跟日全食有所关系。

”我半信半疑，会吗?也有可能是近来天气炎热的缘故啊，大热天，连我们人都会暴躁一些，更何况动物呢!我决定在日全食来临之日，亲自前往动物园一探究竟。

日全食那天，我和妈妈早早的就来到了动物园，直奔大象馆，真希望亲眼目睹大象的异常反应，但两头大象还象往常一样嚼着干草，唯一不同的是象背上撒了一些干草，就像非洲草原上的大象一样，替自己做顶草帽，一来可以遮太阳，二来可以防蚊虫。

大约九点三十四分的样子，天色渐渐地暗了下来，就跟晚上八九点一样，这时，惊喜的一幕发生了：两头原本正在吃草的大象，慢悠悠地转身往家走去，于是，边上许多人在喊：“啊，大象误认为是晚上，回家去了。

给了大象饲养员，据她说，大象也有生物钟的它是知道白天与夜晚的，所以绝不会是误以为是晚上才回家的，可能是因为害怕。

而这次，大象的步态一点也不焦急，缓慢而悠闲，倒像是散步;再说，大象是不怕黑暗的，曾发生野象趁着夜色偷吃玉米地，以及为复仇在夜深人静时，催毁人的房屋。

为了证明我的猜测，我还特意到网上查了资料，但只能查到大象的视力不太好，只能看到一百米之内的物体，但对于大象对黑暗的适应力却没查到，所以究竟是什么原因促使大象回家，以及日全食来临之时它的真实想法，仍非我们人类所能理解，这或许需要我们花更多的时间来了解这些庞然大物。

“鬼压床”的解密。

杭州市萧山区体育路小学601班倪泓指导教师施丹丹。

奶奶的一次经历让我第一次听到了?鬼压床?这个词，虽然听得我感到毛骨悚然，不过我都是听过就罢并没有放在心上。

但是一次亲身的体验却让我感受到了?鬼压床?的恐怖。

那天，我白天打了网球还去游了泳，晚上回到家时非常累了，所以很早我就睡了。

当我蒙着头在睡觉的时候，突然觉得有个人压在我身上，胸口闷闷的，四肢无力，想动却提不上劲来。

幸亏妈妈进来看我推了我一把才让我恢复了知觉。

在这一阵恐惧之后，我不禁觉得纳闷这个世界上真的有鬼吗?老师都告诉我们了要相信科学，世界上是没有什么鬼神的，但是我亲身的体验又是怎么回事呢?这个?鬼压床?挑起了我的疑惑，于是我就对这个现象进行了一些调查。

我首先问了妈妈，发现妈妈有几次加班很晚，回到家也是很累了，早早睡觉的，晚上反而有了?鬼压床?的现象;阿(转载于:www.

的时候，她都觉得身上有个人压着，四肢动不了，但是脑子却是很清醒。

看来?鬼压床?这个情况跟疲劳还是关系很密切的，但是除了这个以外就没有其他原因了吗?我回想了一下，那天我睡觉的时候是仰着睡的，还闷着被子，那这个和睡觉的姿势有没有关系呢?我又去问了妈妈他们。

发现，除了姐姐也有闷着被子睡觉的习惯以外，其他几个人都不是。

但是我们都有一个共同点，就是我们几个人都是喜欢仰着睡觉的。

经过这一系列的调查归纳，我大概觉得?鬼压床?只是一个生理现象，并不是真正的鬼神之类的东西，为了了解的更详细，我借助了网络，进行了查阅，发现?鬼压床?又称之为?睡眠麻痹?是人的意识是清醒的，但是身体却不听人使唤。

这最直接的原因是白天的疲劳，当人入睡以后再次醒来时，身体上的肌肉因为白天的疲劳而使不出尽，而仰睡的习惯往往会把手放在胸前，这就会使人感到胸闷，好像有人压在身上一样。

还有压力大的人容易脑疲劳，而体质较弱的人身体往往容易超负荷了但他自己还不知道，容易处于亚健康状态，所以也会有这种?鬼压床?的情况产生。

经过了这次简单的调查我更加发现，我们要相信科学，任何问题都要用科学的方法来解决和解释才是真理。

比如?鬼压床?我们只要多多锻炼自己的身体，增加体质，注意劳逸结合就不会出现所谓的?鬼压床?的现象了。

茶水变墨水。

杭州市萧山区劲松小学604班张雪儿指导教师杨善福前言:寒假里的一天，我写完了作业，随手翻起一本科技类书，无意中看到一个?茶水变墨水?的小实验，书上面写道：?茶水内放入生锈的金属物件，就可以制成墨水了。

我觉得很奇怪，茶水遇到生锈的金属物件,茶水会变黑吗那么遇到不生锈的金属物件,茶水会不会变黑呢让我猜猜：茶水遇到生锈的金属物件,茶水会变黑，遇到不生锈的金属物件,茶水不会变黑。

为了证实这个想法，我决定亲自来做一个实验。

实验课题:。

茶水内放入生锈的金属物件,茶水会变黑。

茶水内放入不生锈的金属物件,茶水不会变黑。

实验过程：我准备了两只玻璃茶杯，编号为1号、2号。

泡了差不多的两杯茶，然后把生锈的铁钉倒进1号杯，把不锈钢小勺子放入2号杯。

等待中……。

第二天一早，我便冲过去看那茶水，1号杯茶水变成了咖啡色，2号杯颜色浅多了，和我们一般放久了的茶水没什么两样。

看来这个实验会成功的，我心里有说不出来的喜悦，等着看茶水变成墨水吧。

物理传感器论文篇十二

[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。

物理传感器论文篇十三

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。

物理传感器论文篇十四

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。

物理传感器论文篇十五

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。

物理传感器论文篇十六

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。

物理传感器论文篇十七

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。

物理传感器论文篇十八

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.