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物理傳感器論文篇一
隨著科學技術的迅速發(fā)展,醫(yī)學實驗教學方面出現(xiàn)了許多的新技術和應用,對醫(yī)學教學產(chǎn)生了很大的影響。其中虛擬仿真技術是目前比較先進的技術應用,且獲得了廣泛的應用和發(fā)展,特別是對計算機技術和多媒體技術的應用,提高了醫(yī)學實驗的教學質量,創(chuàng)新了醫(yī)學實驗教學的模式。虛擬實驗教學是一種在計算機技術基礎上發(fā)展起來的情景模擬技術,能夠讓用戶體驗到一種身臨其境的感覺,實現(xiàn)和具體的情景接觸,產(chǎn)生一定的體驗,為實際的操作提供一定的基礎。
1虛擬仿真技術的概述。
虛擬仿真技術是在計算機技術的基礎上發(fā)展起來的新興的科學技術,是指利用多媒體技術的結合,創(chuàng)造形成一個有視覺、聽覺和觸覺的虛擬現(xiàn)實環(huán)境,讓用戶體驗到一種身臨其境的感覺。在這個虛擬的環(huán)境中,用戶能夠感受到空間中客體的存在,也可以和虛擬空間中的客體進行相關的互動,這項技術的應用,主要是加快用戶對相關知識的認識效率。虛擬仿真技術涉及的方面比較多,主要包括計算機技術、多媒體技術、網(wǎng)絡技術和人工智能技術等,另外,還有計算機的圖像處理和模式的識別等,是現(xiàn)代仿真技術的有效發(fā)展和外延[1]。虛擬仿真技術的主要特點就是,讓用戶獲得真實的體驗,和虛構的客體進行交互,并產(chǎn)生一定的想象。在虛擬的空間中,實驗人員可以進行和現(xiàn)實世界中同樣的活動和實驗,而且受到的外界影響因素比較小,實驗產(chǎn)生的效果也更好一些。特別是在醫(yī)學教學中的應用,能夠有效的提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力,因此,虛擬仿真技術的應用具有重要的意義。
物理傳感器論文篇二
摘要:直觀教學法在各個學科都已得到一定的推廣,在新課程《生物學》的教學中更是必不可少。所謂直觀教學法就是在教學中以親身實踐或以具體事物、現(xiàn)象,以及事物現(xiàn)象的逼真描繪來激起學生的感性認識,獲得生動表象,從而促進對知識比較全面、深刻和理解的教學過程。它主要包括:實物直觀、模像直觀、言語直觀三方面。
關鍵詞:實物直觀,模像直觀,言語直觀。
在新課程《生物學》的教學中,運用直觀教學法不僅可以幫助學生理解教學內(nèi)容,而且還可以提高教學效率和質量。因此,每位生物教師都應根據(jù)自己在教學中的實際情況,選擇運用恰當?shù)闹庇^教學手段,以便使直觀教學法能更充分更合理的指導教學。
一、實物直觀:。
利用活體進行教學的形式叫實物直觀。利用活體教學能真實的反應出生物的結構,生命現(xiàn)象及活動規(guī)律。
例如:在學習“花的結構”這部分內(nèi)容時,不妨可將學生分成若干個小組,然后讓每個小組在課前準備一朵月季花。在上課時,首先讓學生結合課本仔細觀察,然后再歸納出花的各部分結構。
再如:在學習“單細胞生物的結構和生活”時,可提前準備一些草履蟲培養(yǎng)液。在上課時,首先讓學生在顯微鏡下觀察草履蟲的形態(tài)結構及運動情況,然后再結合課本上的插圖,認識各部分的結構和功能。
通過實物直觀這種教學方法,能夠讓學生在觀察的基礎上,獲得比較生動具體的表象,從而提高學生接受新知識的能力。
二、模像直觀:。
利用制作的教具進行教學的直觀形式叫模像直觀。它主要包括:掛圖(或模型)和電化教學兩個方面。
1、掛圖(或模型):。
掛圖(或模型)是生物教學中最為常見的直觀教學形式。它最大的優(yōu)點:能將實物“放大或縮小”,最終讓學生更清楚的認識生物知識。
例如:它可以把細胞放大,還可以把巨大的生態(tài)系統(tǒng)縮小。最終使學生既能掌握微觀的生物知識,又能掌握宏觀的生物知識。
此外,掛圖或模型還具有很強的典型性:它能將復雜的生物結構用最簡單的形式表現(xiàn)出來。這樣,可以使學生在學習時“少走彎路”,直接抓住事物的本質規(guī)律。
但正因為掛圖或模型具有一定的典型性,又使它暴露出一定的局限性:它畢竟不是真實的`生物體。我們看到的是“理想化”、“簡化”的生物模式圖,在某種程度上,可以說,它已不再具有真實性。因此在教學中,一定要注意與實物的結合。
2、電化教學:。
電化教學是指運用現(xiàn)代化的電器設備進行教學的直觀形式。它的種類比較多,主要包括:錄像教學和多媒體教學。
a、錄像教學:現(xiàn)在錄像教學已在每個學校得到推廣應用。運用錄像教學可以增加學生的感性認識,激發(fā)學生的學習興趣。運用錄像教學還可以不受時間空間的限制,完成一些常規(guī)課堂無法完成的教學任務,并且可以重復使用。
例如:在學習“螞蟻的通訊”時,由于內(nèi)容的特殊性,學生不可能在課堂上做實驗研究“螞蟻的通訊”。因此可先播放與此有關的錄像。這樣可以讓學生對整個實驗有更為直觀的認識,從而為他們在課下親自探究奠定良好的基礎。
我們在運用錄像教學時,一定要注意講授與播放錄像相結合。若“只看不講”,對學生來說,只能形成短暫的表象,只有及時地用語言來鞏固,才會留下深刻的印象。
b、多媒體教學:多媒體是一種現(xiàn)代化的教學設備。目前,大部分學校都安裝有這種設備。該設備集展臺、電腦、投影等設備為一身,兼有傳統(tǒng)教學和現(xiàn)代化教學的所有設備。
在過去的十幾年內(nèi),運用錄像進行教學也許比較時尚,但現(xiàn)在看起來,已經(jīng)落伍了,隨著科技的進步,取而代之的是一種嶄新的教學設備----多媒體教學系統(tǒng)。運用這套系統(tǒng)進行教學有著無可比擬的優(yōu)勢。
從小的方面說,它能使教師在教學時,完全不必為“粉筆沫”煩惱,也不必為嗓子的沙啞所擔憂。教師可在備課時制作一個電子課件,將板書輸入微機。上課時只需用鼠標輕輕一點,即可把教學內(nèi)容展示出來。另外,教師在上課時,可佩戴無線麥克風,只要用平時說話的聲音,就足以讓所有的學生聽清楚。整個課堂不像老師在給學生講課,倒像是師生間的親切對話。此外屏幕上不斷變化的畫面及優(yōu)美的伴音,更能使學生的有效注意時間增長。
從大的方面說,運用多媒體進行教學,還能完成傳統(tǒng)教學難以完成的教學任務。例如:在學習“血液循環(huán)的途徑”與“尿的形成”這些內(nèi)容時,根據(jù)教學目標的要求,需要學生能夠概述出血液循環(huán)的途徑及尿的形成過程。要用傳統(tǒng)的講授法或掛圖來描述這樣一個動態(tài)的變化過程是十分困難的。若用多媒體進行教學,這個問題便迎刃而解。教師可將這部分內(nèi)容制成動畫課件。當講的時候,可讓學生反復觀看這個動畫,而教師只需在適當?shù)臅r候補充幾句就夠了。從學生反應來看,其掌握的效果還是不錯的。
實踐證明:運用這套設備進行教學,只要教室足夠大,至少可容納100多個學生同時聽課。與傳統(tǒng)的教學相比,用一節(jié)課的時間至少可完成兩倍的教學任務。
多媒體是一種先進的教學設備,在應用時,就需要教師具備一定的能力,尤其是多媒體操作及計算機應用方面的能力。此外,還要能利用powerpoint、authorware及flash等軟件來制作課件。只有具備了這些能力,才能熟練應用多媒體。
三、言語直觀:。
利用語言或板書進行教學的形式叫言語直觀。語言或板書是生物教學中最基本的教學直觀形式,也是教師的基本功。
1、語言:。
語言直觀主要包括兩方面的含義:一是語言的形象化;一是語言與其它教具的結合。
形象化的語言要求在保持科學性思想性統(tǒng)一的基礎上,做到生動有趣、化淺為深、化抽象為形象。例如:在學習“心臟的結構和功能”部分內(nèi)容時,需要學生去記憶心臟的四個腔的位置,部分學生往往記不清“心房”與“心室”的位置,我們就可以打比方:上面的是“房子”,下面的是“地下室”;再比如說:要描述“人每天形成的原尿約有150升”時,就可以說“大約相當于兩個成年人的體重”
形象化的語言還需要輔助手勢、表情等。這樣會使內(nèi)容更生動,更能增加直觀的效果。
此外還應注意語言與教具的結合,這也是教師的基本功,在這里不再多說。
2、板書:。
板書也是一種語言文字的直觀形式。板書的形式有多種多樣,教學時可根據(jù)不同的情況靈活運用。其中最常用的是提綱式,這種形式適用的范圍比較廣,也比較容易掌握。此外還有問題式、列表式等。例如:在學習“合理營養(yǎng)”或“血量與輸血”時可采用問題式;在學習“花的結構”或“生態(tài)系統(tǒng)的組成”時,可采用列表式。
在教學過程中,往往需要將幾種板書形式綜合應用,這樣效果會更好一些。
我們在運用直觀教學法時,還應注意以下幾點:。
1、課前應作好充分的準備工作。
2、應根據(jù)教學目標及學生的特點,恰當?shù)剡x用直觀手段,防止為了直觀而直觀,同時避免直觀的庸俗化。
3、注意直觀教具與教師語言相結合,引導學生觀察思考、合作探究,培養(yǎng)學生的抽象概括能力和語言表達能力。
4、注意避免直觀可能產(chǎn)生的消極影響(如只重視感性認識而不重視理性認識)。
直觀在新課程的生物教學中是必不可少的,其手段也是多種多樣的。希望教師能根據(jù)自己的實際情況靈活運用,以便更好的指導教學。
參考文獻。
1.《中學生物教學法》,周美珍等主編,高等教育出版社,1991年5月。
2.《新編教育學教程》,張筱良等主編,農(nóng)村讀物出版社,1994年12月。
3.義務教育課程標準教科書《生物學》(全套),朱正威、趙占良主編,人民教育出版社,6月。
物理傳感器論文篇三
新課程標準對信息技術與物理課程的整合提出了具體要求，尤其是將傳感器列入中學物理課程。提出“了解常見傳感器及其應用，體會傳感器的應用給人們帶來的方便”。
實驗是物理的基礎。要做實驗就離不開測量。傳統(tǒng)的物理實驗是將各種物理量（如溫度、時間、力、加速度等）轉化為長度進行度量。傳感器則是將各種物理量轉換成電信號，人們對電信號作出進一步的分析和處理。傳感器進入中學物理實驗室，成為信息技術與物理課程整合、教育手段現(xiàn)代化的一個新突破口。過去實驗測量工具器材是水銀溫度計、打點器、天平，現(xiàn)在則是用力的傳感器、溫度傳感器、電磁傳感器來探測物理量，顯示物理實驗數(shù)據(jù)，運用計算機強大的計算功能探索物理規(guī)律。學生在這樣的環(huán)境下體驗“做科學”的探究過程，來實現(xiàn)科學素質的培養(yǎng)。
借助數(shù)字化實驗室提供的先進技術手段突破傳統(tǒng)實驗手段的限制，大幅度改進原來做不出、做不好的實驗，變“不可見”為“可見”，由“抓不住”到“抓得住”，將“不好做的”轉變?yōu)椤昂米龅摹薄?/p>
一、變不可見為可見。
將力傳感器用于超重、失重實驗，使用位移傳感器研究加速度。
超重、失重是生活中的常見現(xiàn)象，電梯升降、神舟號在太空中遨游時航天員的失重現(xiàn)象等，學生們都能一一列舉出來。然而如何從物理學的規(guī)律出發(fā)來認識超重、失重的原因，卻是一個教學難點。原因是學生看不到超重、失重過程中壓力的變化。超重、失重現(xiàn)象發(fā)生在物體變速運動的過程中，按照傳統(tǒng)實驗裝備只能用彈簧測力計測量壓力的變化；而且在課堂中演示超重、失重所經(jīng)歷的時間又很短暫，學生根本看不清彈簧測力計示數(shù)，更談不上記錄數(shù)據(jù)，提供給學生作為分析的依據(jù)。而引入力的傳感器，便解決了這個問題。
在學習牛頓第二運動定律時，利用傳統(tǒng)實驗器材，學生只能通過物體的運動速度、位移間接地計算出物體加速度的大小，而且也只能研究勻加速運動物體的加速度。利用力的傳感器和位移傳感器設計實驗，直接測量出了物體運動過程受到的外力和加速度的數(shù)值，并利用計算機繪制出了力和加速度一一對應關系的圖線，提高了實驗的直觀性和課堂教學效率。并且，由于傳感器實驗不受物體運動情況的限制，學生還可以研究做非勻加速運動物體的加速度，使學生很容易理解牛頓第二運動定律的瞬時性，很快突破了難點。
二、由抓不住到抓得住。
將電流傳感器用于自感現(xiàn)象實驗。
在自感現(xiàn)象實驗教學中，閉合開關通電，出現(xiàn)了一個燈泡先亮，一個燈泡后亮的現(xiàn)象。這是由于電磁感應引起通過兩個燈泡的電流不同產(chǎn)生的自然現(xiàn)象。以往教師只能通過理論分析電流的變化情況，學生無法直接觀察到電流變化的情況，只能被動接受教師的分析，頭腦中很難有形象的物理情景作支撐，形成了教學中的一個難點。我們引入電流傳感器，將電流的變化記錄為圖像，使學生直觀地看到了自感對電流的影響，幫助學生認識了自感現(xiàn)象的本質。在這個基礎上，教師又啟發(fā)學生從電磁感應的理論出發(fā)來分析斷電時自感現(xiàn)象中電流的變化情況，并利用電流傳感器實時記錄電流變化圖像，印證學生分析推理的正確與否。在這個過程中，學生由被動地聽講變成主動參與，在積極地對話交流過程中，加深了對自感現(xiàn)象本質的理解。這樣不但解決了傳統(tǒng)實驗儀器不能直觀反映出本質現(xiàn)象的弊端，增強了教學效果，而且還加強了學生的主動參與，大大提高了課堂教學的效率。
三、將不好做的轉變?yōu)楹米龅摹?/p>
同時使用力傳感器和光電門傳感器進行向心力研究。
在以往的向心力教學中，由于理論推導和實驗證明都很困難，教師只能直接給出向心力公式，無法進行任何理論推導和實驗證明。而利用力傳感器和光電門傳感器，可以直接獲得一個做圓周運動物體所受到向心力、線速度的數(shù)據(jù)，進而從數(shù)據(jù)分析中得到向心力公式。
四、對傳統(tǒng)實驗進行“再挖掘”，開發(fā)其潛在的教育和教學功能。
在信息技術的支持下，探究式教學模式可以發(fā)揮更大的作用。探究式教學是以探索、研究物理規(guī)律為出發(fā)點，以實驗活動為中心，以學生的可持續(xù)發(fā)展探究能力的培養(yǎng)為根本的一種教學方法。
傳統(tǒng)的教學方法使學生從道理上得到了一個合法邏輯的結論，然而在實際中什么是動量，什么是沖量，什么是動能，為什么動能的.定義要有一個1／2的系數(shù)？學生是沒有感性認識的。在運用傳感器進行動能定理、動量定理的教學過程中，教師鼓勵學生充分利用實驗創(chuàng)設的真實情景，在實驗全過程中主動地進行探索、學習，教師則加強對學生問題的了解，并加以適當?shù)闹笇?，盡可能調動學生的積極性；同學們在解決問題時討論、互助、合作，通過處理實驗的一系列數(shù)據(jù)，“發(fā)現(xiàn)”新規(guī)律，“定義”新的物理量。
這種打亂原有教材內(nèi)容安排的教學過程，要求的計算量非常大，學生應用計算機已有的程序處理數(shù)據(jù)，大大提高了課堂效率，體現(xiàn)了信息技術對物理教學的整合。探究式教學不是以定律、公式的灌輸為中心，而是以學生為主體，使學生從發(fā)現(xiàn)者和探索者的角度出發(fā)，從物理數(shù)據(jù)中，自己得到客觀世界的規(guī)律，教師在其中并不扮演教化者的角色，而是從旁邊點撥和指導，讓學生在研究和歸納的過程中，感性地理解物理變化及其規(guī)律。這樣學生最終不僅可以更深入地理解物理學的現(xiàn)象，而且可以學會物理學的一種精神――獨立思考、大膽假設和嚴謹探索實驗的科學精神。
物理傳感器論文篇四
1.1電子傳感器的表現(xiàn)特征。
電子傳感器主要是通過電子技術對設備進行檢測的裝置,將電子傳感器安裝到電氣系統(tǒng)中,能夠對設備運行狀態(tài)進行動態(tài)的監(jiān)管,并將監(jiān)測信息通過電子信號的方式進行傳遞,在實際使用過程中的主要特征包括以下兩個方面。
1.1.1電子傳感器的數(shù)字性信號傳播特點。
電子傳感器的應用主要是以電子科技與網(wǎng)絡技術為主導的,因此,數(shù)字性是傳感器的主要使用特征。近幾年,電氣系統(tǒng)設備不斷進行更新?lián)Q代,使得技術部門對監(jiān)測技術的要求逐步提升。在此基礎上,電力單位通過引進數(shù)據(jù)信息處理技術以及網(wǎng)絡信息資源平臺的構建,進一步提升了電子傳感器的實際使用價值。具體來講,新型電子傳感器通過對電氣系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)信息的全面收集、記錄,對設備運行的狀態(tài)進行監(jiān)控,然后將觀測數(shù)據(jù)轉化為電子信號,通過信號接收、發(fā)送端口,進行信號傳輸,實現(xiàn)自動檢測、全方位控制的管理目的。
1.1.2電子傳感器信號傳播的安全性。
由于電子傳感器具有以電子信號傳遞為主的信息輸送特點,因此,保證信息接收、發(fā)送的安全性,是監(jiān)測系統(tǒng)的另一個重要特征。傳統(tǒng)的電力管理系統(tǒng)通常沒有專門的監(jiān)控調度設備,這在一定程度上增加了電力設施管理的難度,降低了系統(tǒng)運行的安全防護保障,使得故障問題頻發(fā)。在此基礎上,配置電子傳感器不僅可以通過在線監(jiān)測對電力系統(tǒng)進行自動化管理,還可以進一步加強信息傳遞的安全性,保證調度系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
1.2在電氣系統(tǒng)運行中配置電子傳感器的重要意義。
電力企業(yè)應在保證電氣設備安全運轉的基礎上,提升整體供電質量。然而,傳統(tǒng)的電氣設備管理監(jiān)控模式,由于信息傳遞速率較慢、對系統(tǒng)的監(jiān)控不全面等問題,使得安全防御工作缺乏實效性,短路、線路損毀、設備老舊、漏電等事故頻發(fā),不僅造成了如火災、爆炸等安全問題,還為設備的健康運行埋下了安全隱患。針對這種情況,配置電子傳感器,不僅可以提升在線監(jiān)測的時效性與全面性,還能有效排除設備的安全隱患,提升電力系統(tǒng)的整體監(jiān)控力度。
2電子傳感器的應用功能。
電力運行的整體系統(tǒng),由多種設備、機械構成,常見的'設備包括發(fā)電機、斷路器以及接地網(wǎng)等,這些機械設備被統(tǒng)稱為電氣設備,為供電系統(tǒng)的建設提供基礎硬件條件。當前階段,電力產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化進程正在不斷推進,電網(wǎng)鋪設工程項目逐年增加,基礎電氣網(wǎng)絡的不斷建設、完善,使得人們對電氣系統(tǒng)的運行提出了更高的安全要求。
2.1電子傳感器的技術原理。
電子傳感器的監(jiān)測功能是基于網(wǎng)絡信息技術與電子技術的支持得以實現(xiàn)的,通過電子技術建立控制管理系統(tǒng),使用網(wǎng)絡信息技術搭建監(jiān)測平臺,并在此基礎上設立信息資源庫(內(nèi)容包括數(shù)據(jù)、文字、圖像、影音等)。技術人員可以通過網(wǎng)站的授權,以用戶的身份登錄,對電氣設備進行狀態(tài)查詢、管理,傳感網(wǎng)絡對查詢關鍵詞進行搜索并顯示出來,進一步對監(jiān)管控制系統(tǒng)提供支持。
2.2傳輸功能。
基于電子傳感器的電氣設備監(jiān)控的傳輸系統(tǒng),是系統(tǒng)的圖像信號通路,便于向系統(tǒng)進行圖像、聲音等信號的傳輸,在電子傳感器的加入下傳輸部分能夠準確將數(shù)據(jù)信息傳送至指定位置。此外,設計者還將相關人工智能技術、識別與處理技術應用在傳輸部分,并做好傳感器內(nèi)控裝置的調度,進而建立了自校準、自診斷、自決策、自組織等智能傳感技術系統(tǒng),這在一定程度上提高了系統(tǒng)信號傳遞的效率。
3結語。
在電力運行程序中安裝電子傳感器,不僅能夠提升技術小組對電力設備運行狀態(tài)的監(jiān)測力度、對安全隱患進行排查、提升系統(tǒng)的防護水平,還能從根本上對設備運行環(huán)節(jié)的風險進行管控,確保系統(tǒng)的運行效率。新型的電子傳感設器以電子技術與網(wǎng)絡信息技術為指導,通過電子信號傳輸數(shù)據(jù),在提升監(jiān)測工作實效性的同時,保證了信息傳遞的安全性與穩(wěn)定性。
參考文獻。
[1]夏浩,阮嘉烽,張晨等.基于無線傳感器網(wǎng)絡的電氣設備在線監(jiān)測系統(tǒng)[j].科學與信息化,(33).
物理傳感器論文篇五
傳統(tǒng)的化學實驗教學，學生只能夠通過書本或者是教師的講解來獲得化學知識，對于一些物質變化和微觀物質的運動只能夠靠頭腦想象來理解，多媒體技術的應用就使得一些微觀物質的運動通過多媒體課件來變成動態(tài)、立體、有形的物質，這樣一些抽象難懂的化學知識就變得極其容易理解，教師也可以利用多媒體技術來將金屬的冶煉過程進行展示，尤其是對于中職的學生來說，由于課程時間較短，學生較多，導致了學生的注意力下降，而多媒體技術能夠集中學生的注意力，將金屬的冶煉技術和冶煉的原理呈現(xiàn)給學生，這樣學生對于整個金屬冶煉的過程就會有著清晰的認識，從而激發(fā)了學生學習的興趣。
1。2提高了化學實驗的準確性。
學生在化學實驗的過程中，由于化學物質的.特殊性，一旦實驗失敗，極容易發(fā)生危險，在這樣的情況下，學生就會產(chǎn)生畏懼的心理，對于化學實驗失去興趣。多媒體技術的引用，學生可以在電腦上進行實驗的操作，對于實驗操作有著一定的了解，對于錯誤的地方要明確的標出，還要掌握正確的方法，從而提高學生學習的效率，化學實驗的準確性也能夠在一定程度上得到提升。
1。3能夠提高學生對于化學實驗的理解和數(shù)據(jù)處理的能力。
化學實驗教學的過程中涉及到一些極其抽象的原理和概念，而多媒體技術能夠很好的將這些微觀的物質展現(xiàn)出來，學生就能夠對這些抽象的原理和概念進行理解。例如電解飽和食鹽水在講解的過程中，需要制作三維動畫來對電解過程中微觀的動態(tài)進行了解，這樣電解飽和食鹽水在電解的過程中所有的微觀原理學生就能夠充分的掌握。利用動畫對電極反應的過程進行模擬，學生在腦海中就會留下深刻的印象，而且一些比較復雜的作圖實驗學生利用計算機就可以進行，對于實驗數(shù)據(jù)通過計算機軟件中的excel就能夠處理，趨勢圖也會更加的精確，直觀又簡單。
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物理傳感器論文篇六
摘要：物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理真理和概念，都是通過反復的實驗發(fā)現(xiàn)的。在高中物理的學習中，學生能通過物理實驗，在物理學習中聯(lián)系生活，從物理實驗操作的實踐中獲得物理知識。因此，在高中物理教學中，教師需要重視實驗教學，針對不同層次的學生靈活應用實驗教學。
物理實驗正是物理學的基礎。學者們通過合理猜想、實驗探究發(fā)現(xiàn)世界的真理。因此，在高中物理的教學中，需要培養(yǎng)學生的動手操作能力和實驗探究能力就需要重視物理的實驗教學。這樣，才能培養(yǎng)出更具有創(chuàng)新能力、實踐能力、動手能力的學生，促進學生的全面發(fā)展。
一、認識實驗在物理教學中的重要性。
物理實驗教學可以給學生強烈的視覺沖擊，同時可以讓學生將實驗與日常生活的物理現(xiàn)象聯(lián)系在一起，加深學生對所學知識的印象。物理實驗教學，對學生以下幾個方面的能力有重要影響：
1.激發(fā)興趣，自主探究。
實驗具有鮮明的現(xiàn)象，學生受到視覺的沖擊，對于實驗的結果和現(xiàn)象有著更為深刻的印象。同時，通過對現(xiàn)象的觀察，發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學生對于物理學習的興趣，并且在學生對于自己的觀察所得有所疑惑時，加以引導，便會更進一步培養(yǎng)學生的自主探究能力。
2.提高觀察能力和動手操作能力。
教師如果一味地教授理論知識，而忽視對學生觀察能力和動手能力的培養(yǎng)，這樣不僅不利于學生對所學知識的認識，也不利于學生的全面發(fā)展。而物理實驗教學，讓學生通過自主的操作實驗，其對自主觀察到的實驗結果印象更為深刻，對于實驗所涉及的知識點的了解也會更加深刻，同時，學生的自主探究能力和基本實驗技能也得到了提高。
3.培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
通過探究實驗，學生的主觀能動性得以發(fā)揮，學生通過自主學習，能夠進一步激發(fā)學生的學習潛能。同時，物理實驗中，某一個控制變量的變化，實驗結果往往會有較大的差異，學生可以通過探究問題出現(xiàn)的原因，學會從多個角度思考問題，這樣有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
二、實驗在物理教學中的.實踐性應用。
目前，受物理實驗室和物理實驗器材的局限，學生所進行的物理實驗大部分是小組實驗。小組實驗能培養(yǎng)學生的協(xié)作能力和自主探究能力，然而，在目前的物理教學中，物理小組實驗的教學往往沒有得到重視。因此，下面提出幾點物理實驗教學的建議：
1.端正學生對物理實驗的態(tài)度。
許多學生認為實驗與考試無關而忽視物理實驗，這樣，()不利于學生對所學知識的深刻認識和理解。因此，教師首先需要引導學生正確認識物理實驗對于物理學習的重要意義。首先教師可以通過講述物理知識背后的小實驗，讓學生認識到實驗是物理學的基礎。
此后，教師可以通過課堂演示實驗，讓學生對于物理知識有一定的感性認識，幫助學生更好地認識和了解物理實驗的具體內(nèi)容，讓物理實驗教學達到預期的教學效果。
2.幫助學生明確觀察的目標。
每個物理實驗都有其針對性和目的性，因此，學生在進行物理實驗時，或在自主設計小組物理實驗步驟的時候都應首先明確實驗的目標。只有明確實驗目的后，才能了解實驗，而實驗教學的效果也更顯著。
3.針對不同階段，教師應該采用不同的實驗教學方式。
在學生動手能力和實驗設計能力較低時，教師應設計合理的實驗方案，引導學生進行探究式實驗。學生剛剛開始接觸一個新的物理實驗時，往往對于實驗的了解太少而無法順利完成實驗。此時，需要教師加以耐心的引導，幫助學生明確實驗的目的，理清實驗的步驟和思路。
學生通過小組合作，進行實驗方案設計時，教師可以提出幾點注意事項和要求，幫助學生明確實驗的內(nèi)容、要求和目標。此外，教師需要關注學生在實驗中小組合作的效率，解答學生在實驗設計和實驗操作中的問題，同時不斷吸取教學經(jīng)驗，改良實驗教學的方法。
同時，教師可以根據(jù)學生所設計的實驗方案發(fā)現(xiàn)學生物理學習中的盲點和易錯點，讓教師更好地了解學生。通過小組合作的實驗設計，充分發(fā)揮學生在物理學習中的主體地位，培養(yǎng)學生的協(xié)作能力、自主性、積極性、探究能力以及創(chuàng)新精神。
5.重視實驗總結。
印象。
如果學生的實驗成功，學生在完成報告時，可以發(fā)現(xiàn)實驗成功的關鍵要素，并且能夠牢記在心。而如果學生的實驗失敗，學生可以在完成總結報告時，尋找失敗的原因，對影響實驗結果的因素有更為深入的認識。
6.教師需要重視提高自身的物理實踐操作的專業(yè)水平。
學生對實驗的態(tài)度和實驗流程的認識、實驗理念的認知都來源于教師。因此，教師需要不斷進行自我完善，關注實驗的細節(jié)。特別是在實驗演示教學中，教師應嚴格要求自己，進行演示操作應更應嚴謹、規(guī)范，注意實驗的每一個細節(jié)。教師作為示范者，應引導學生正確認識物理實驗，嚴肅對待物理實驗，并認真進行自主探究實驗。
物理來源于生活，而物理的概念來源于重復性的實驗。實驗是物理研究的重要部分，是物理學的基礎。因此學校與教師應該重視高中物理教學中的物理實驗教學，認清物理教學的重要性，教師在不斷完善自身的物理實驗操作專業(yè)水平的同時，應幫助學生端正對物理實驗的態(tài)度，培養(yǎng)學生的實驗技能與實驗設計能力，激發(fā)學生對物理學習的興趣和探究精神。
參考文獻：
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［4］王作印。高中物理探究式實驗課堂構建［j］。太原城市職業(yè)技術學院學報，2013（08）。
（作者單位甘肅省慶陽市鎮(zhèn)原縣鎮(zhèn)原中學）。
物理傳感器論文篇七
摘要：電力資源作為社會現(xiàn)代化發(fā)展的基礎能源,其系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性,對人們的正常供電需求有著直接的影響。為此,在電力系統(tǒng)中安裝新型的電子傳感器,不僅可以提升供電網(wǎng)絡的安全防護能力,還可以利用自動監(jiān)測功能,為系統(tǒng)的控制提供更加精確、全面的數(shù)據(jù)支持。
關鍵詞：電子傳感器;自動監(jiān)測;數(shù)據(jù)支持;。
電力系統(tǒng)的監(jiān)測工作主要是指通過電子傳感器感應設備、巡查人員檢測等方式對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)管,降低安全隱患。電子感應設備通過自動化的檢測、控制,可以在提升風險管理專業(yè)化水平的同時,實現(xiàn)電力資源的合理配置,具有較高的應用價值。
物理傳感器論文篇八
日食是一種自然天文現(xiàn)象，并不常見，屬于天文學研究的一種。
日食被定義為日面被月面遮掩而變暗甚至完全消失的現(xiàn)象。
那么日食是如何來的?日食又分哪幾種呢?
日食，又作日蝕，在月球運行至太陽與地球之間時發(fā)生。
這時對地球上的部分地區(qū)來說，月球位于太陽前方，因此來自太陽的部分或全部光線被擋住，因此看起來好像是太陽的一部分或全部消失了。
日食只在朔，即月球與太陽呈現(xiàn)合的狀態(tài)時發(fā)生。
日食分為日偏食、日全食、日環(huán)食。
觀測日食時不能直視太陽，否則會造成失明。
日食是月球運動到太陽和地球中間，如果三者正好處在一條直線時，月球就會擋住太陽射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，這時發(fā)生日食現(xiàn)象。
在地球上月影里(月影：月亮投射到地球上產(chǎn)生的影子)的人們開始看到陽光逐漸減弱，太陽面被圓的黑影遮住，天色轉暗，全部遮住時，天空中可以看到最亮的恒星和行星，幾分鐘后，從月球黑影邊緣逐漸露出陽光，開始發(fā)光、復圓。
由于月球比地球小，只有在月影中的人們才能看到日食。
月球把太陽全部擋住時發(fā)生日全食，遮住一部分時發(fā)生日偏食，遮住太陽中央部分發(fā)生日環(huán)食。
發(fā)生日全食的延續(xù)時間不超過7分31秒。
日環(huán)食的最長時間是12分24秒。
我國有世界上最古老的日食記錄，公元前一千多年已有確切的日食記錄。
日全食發(fā)生時，根據(jù)月球圓面同太陽圓面的位置關系，可分成五種食象：初虧、食既、食甚、生光、復圓。
月球表面有許多高山，月球邊緣是不整齊的。
在食既或者生光到來的瞬間月球邊緣的山谷未能完全遮住太陽時，未遮住部分形成一個發(fā)光區(qū)，像一顆晶瑩的“鉆石”;周圍淡紅色的光圈構成鉆戒的“指環(huán)”，整體看來，很像一枚鑲嵌著璀璨寶石的鉆戒，叫“鉆石環(huán)”。
有時形成許多特別明亮的光線或光點，好像在太陽周圍鑲嵌一串珍珠，稱作“貝利珠”。
日全食之所以受重視，更主要的原因是它的天文觀測價值巨大。
科學史上有許多重大的天文學和物理學發(fā)現(xiàn)是利用日全食的機會做出的，而且只有通過這種機會才行。
最著名的例子是19的一次日全食，證實了愛因斯坦廣義相對論的正確性。
日全食之類的天文現(xiàn)象，要說與人們的日常生活、吃喝拉撒，確實是沒有什么直接關系。
但是，它代表了一種終極的人文關懷，代表了一種對大自然的極度熱愛，代表了對支配萬事萬物的自然鐵律的一種永恒的好奇和敬畏，一個國家、一個民族，不能缺少這些關懷、這些熱愛、這些好奇和這些敬畏。
物理傳感器論文篇九
摘要：建構主義學習理論強調學習是主動的知識建構過程。結合傳感器與測試技術課程特點，從設計教學流程、規(guī)范教學六大要素、構建“點、線、面”相結合的教學模式、實施多種教學方法和手段以及多元化、全過程的綜合評價體系等方面，詳細介紹了用建構主義學習理論指導課程研究型教學的實踐活動。
關鍵詞：建構主義學習理論研究型教學教學模式評價體系。
研究型教學是與創(chuàng)新性教育相適應、以“學生為中心”的教學模式，是教師以課程內(nèi)容和學生的學識積累為基礎，引導學生創(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模式[1]。而建構主義學習理論提出學習是一個積極主動的建構過程，強調學生對知識的主動探求、主動發(fā)現(xiàn)和對所學知識的主動建構[2]。教學過程則是充分利用情境、協(xié)作、交流會話等環(huán)境要素，調動學生的主動性、積極性和創(chuàng)新精神，提高教學質量和效率?？梢妼⒔嬛髁x學習理論運用到研究型教學實踐中，會起到事半功倍的效果。傳感器與測試技術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；傳感器和測試技術本身發(fā)展迅速。結合課程特點，深入闡述建構主義學習理論指導下的傳感器與測試技術課程的研究型教學實踐。
1建構主義學習理論的知識觀和學習觀。
建構主義學習理論最早是由認知發(fā)展領域最有影響力的瑞士著名心理學家皮亞杰在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，逐步建構起關于外部世界的認識，從而使自身的認知結構得到發(fā)展。后來又有許多心理學家和教育學家，如維果茨基、奧蘇貝爾、布魯諾等發(fā)展了建構主義學習理論，從而形成較完整的理論，它對學生的學習方式、教師的教學方式以及師生間的關系都產(chǎn)生了重要的影響，并逐漸成為研究與實施素質教育的重要理論依據(jù)[2]。
1.1知識觀。
建構主義學習理論認為世界是客觀存在的，但每個人是以自己的經(jīng)驗為基礎來建構現(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，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。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，但這并不意味著學習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習者基于自己的經(jīng)驗背景建構起來，這取決于特定情境下的學習歷程。
1.2學習觀。
學習過程是學習者從外界選擇性地知覺新信息，然后進行主動構建并生成意義的過程[4]。學習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，構建自己知識，為“理解而學習”是建構性學習的核心目標。學習者通過構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)研究出來的結論[5]。學習者的知識構建過程受到教師指導、學生參與、周圍環(huán)境等因素的影響。教師與學生之間以教學內(nèi)容為中介形成雙向互動關系，可以更好地激發(fā)學生主體作用的發(fā)揮，促進學生積極構建知識。學習活動要發(fā)生則必須滿足兩個條件：學生的背景知識與新知識有一定的相關度、新知識的潛在意義能引起學生情感的變化。學習活動發(fā)生后，通過與其他學生和教師的不斷交流和溝通，在自己原有知識的基礎上完成新知識的建構。
2.1設計課程教學流程，規(guī)范課程教學六大要素。
建構主義學習理論強調“教學情境”“協(xié)作”以及“知識主動建構”，基于該理論指導，根據(jù)“科學引領工程、工程引入教堂、教員在研究中教、學員在實踐中學”的教學理念，以“知識、素質、能力綜合培養(yǎng)”為課程目標，設計了傳感器與測試技術課程教學流程（如圖1所示）。規(guī)范了課程的講授、教材、作業(yè)、討論、實踐訓練、考核等課程教學六大要素，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、面相結合的方式構建新的教學模式。
解決傳感器與測試技術課程中理論與實踐相結合及學時少、內(nèi)容多、要求高的問題。突出專業(yè)基礎教學的綜合性、系統(tǒng)性，體現(xiàn)現(xiàn)代儀器及測試科學和技術的相互關聯(lián)和完整性。
“點”指以課程教學六大要素為單元，課程重點講授核心知識點，重點引導學生把握科學的思維方式和研究方法；講授內(nèi)容寬而新，以儀器學科的應用為大背景，引導學生了解傳感器基本原理、在工程中的應用。“線”指以理論課程體系、實踐課程體系、科研訓練體系為三條主線，探索研究型教學體系。理論課程體系由理論型課程教學單元構成，強調對傳感器基本原理的掌握；實踐課程體系由基礎型、綜合與研究型實驗構成，強調通過基本技能訓練、綜合能力培養(yǎng)、開放研究實驗的鍛煉，培養(yǎng)創(chuàng)新意識；科研訓練體系由課程設計、學科競賽、課題研究等構成，鍛煉工程實踐能力，提高創(chuàng)新能力?！懊妗敝敢越虒W科研結合型的教師隊伍和學科的整體實力來鉸鏈點與線，建設立體化的應用型教學模式。課程內(nèi)容注重先進性和科學性，將最新軍事應用科研成果轉化為教學資源，使學生盡早參與科學研究訓練，接觸科學前沿。同時讓學生接受教師研究和教學文化的熏陶及嚴謹?shù)膶W術作風的浸潤。這是培養(yǎng)學生自主研究性學習能力的一個重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的主渠道，同時對教學隊伍的建設提出了更高的要求。
2.3實施“從單元構建系統(tǒng)，從系統(tǒng)細化到單元”的教學手段和方法。
貫穿傳感器原理、結構及應用這一主線，設計了一套適合本課程的教學進程，對不同的教學內(nèi)容方法不同，在不同的教學階段方法不同，對不同傳感器的特點，具體的教學手段也不同。
2.3.1按不同課程內(nèi)容實施不同教學模式。
不同傳感器具有不同的特性，在教學中設計了不同的教學手段。如電感式傳感器部分，差動變壓器靈敏度特性是教學難點，教學思路是“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。壓電式傳感器的教學思路是“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構和特性，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，教學思路是“創(chuàng)造情境，絲絲入扣”，包括以下幾步：(1)以學生熟悉的測量轉速光電傳感器為例，提出是否可以用光電傳感器來測量位移。(2)大家分組討論，提出設計方案。這時有學生提出，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。學生的方案提高精度可以通過減小槽的距離，進一步讓學生分析這種思路的技術可行性和難點。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”。至此，學生已經(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)的設計，評估學生的能力需要建立更加科學合理的評估模式。教學評價系統(tǒng)遵循學習過程評價和教學目標管理相結合的基本原則，以研究學習過程的知識獲?。ㄈ鐐鞲衅髟恚?、探索研究（如測試技術應用與最新發(fā)展）、思維創(chuàng)新（如測試系統(tǒng)設計）等要素為評價因子，以完成教學大綱要求的教學目標進行評價，考核重點從獲取知識量向知識、能力、綜合素質的評價轉移，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、課程設計綜合評估。作業(yè)包括課本習題/調研報告、資源檢索等，作業(yè)可以通過網(wǎng)絡提交。第一次課的作業(yè)是請學生跟蹤調研新型傳感器、測試技術或測試系統(tǒng)發(fā)展動態(tài)，后續(xù)的課堂中，適當安排些調研比較充分的學生做匯報、研討，教師再進行點評。課程中期布置了課程設計、自行車測速系統(tǒng)的設計，不限傳感器類型。每個小組上交傳感器設計說明書，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，和學生一起評價出最佳設計獎。這種研討課的教學效果超過了預期設想。每組選用了不同的傳感器進行測速，設計方案五花八門，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結束語。
建構主義學習理論指導下的研究型教學，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理論水平和教學科研能力，同時也促進了學生的全面發(fā)展，參加各種科技創(chuàng)新的學生人數(shù)激增，并且作品質量有很大提升。但建構主義學習理論在教學實踐中的運用并不是生搬硬套，如何在傳感器與測試技術迅速發(fā)展、教學理念不斷與時俱進的情況下，探索更科學的教學模式，切實提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，還需繼續(xù)實踐和探索。
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物理傳感器論文篇十
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成，具有體積小、重量輕、反應快、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)的結構化生產(chǎn)設計向基于計算機輔助設計（cad）的模擬式工程化設計轉變，從而使設計者們能夠在較短的時間內(nèi)設計出低成本、高性能的新型系統(tǒng)，這種設計手段的巨大轉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、機械控制、加工與封裝工藝、電子技術以及傳感器和執(zhí)行器等多種學科，是一個極具前景的新興研究領域。mems的核心技術是研究微電子與微機械加工與封裝技術的巧妙結合，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技術已經(jīng)顯示出了巨大的生命力，此項技術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。在當前技術水平下，微切削加工技術已經(jīng)可以生產(chǎn)出來具有不同層次的3d微型結構，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用于不同的研究領域中。
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，尤其在探測器應用領域，如分布式實時探測、網(wǎng)絡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。采用這種技術時可以方便地調節(jié)和校正由于溫度的變化而導致的測量誤差，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果進行校正；而硬件系統(tǒng)除了能夠對傳感器的弱輸出信號進行放大、處理和存儲外，還執(zhí)行與計算機之間的通信聯(lián)絡。
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實現(xiàn)所有的功能，而且其精度更高、價格更便宜、處理質量也更好。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對信息進行處理、分析和調節(jié)，能夠對所測的數(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用領域，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)展與應用現(xiàn)狀。
目前，智能化傳感器技術正處于蓬勃發(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)絡技術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目前正在積極研究推出相關的通用現(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研究領域亦有比較成功的應用實例[6]。
發(fā)展中，智能化傳感器無疑將會進一步擴展到化學、電磁、光學和核物理等研究領域?？梢灶A見，新興的智能化傳感器將會在關系到全人類國民生的各個領域發(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，但在許多應用領域中，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構或化學物質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。隨著傳感器技術和微機技術的飛速發(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)則和結構模式。
概括來講，多功能傳感器系統(tǒng)主要的執(zhí)行規(guī)則和結構模式包括：
（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用現(xiàn)狀。
多功能傳感器無疑是當前傳感器技術發(fā)展中一個全新的研究方向，日前有許多學者正在積極從事于該領域的研究工作。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雜的，其中總是混合著成千上萬種化學物質，這就使得嗅覺系統(tǒng)處理起這些信號來異常錯綜復雜。
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的數(shù)據(jù)處理技術組成，并配以恰當?shù)哪Ｊ阶R別系統(tǒng)，具有識別簡單和復雜氣味的能力，主要用來解決一般情況下的氣味探測問題。根據(jù)應用對象的不同，“電子鼻”系統(tǒng)傳感器陣列中傳感器的構成材料及配置數(shù)量亦有所不同，其中，構成材料包括金屬氧化物半導體、導電聚合物、石英晶振等，配置數(shù)量則從幾個到數(shù)十個不等。總之，“電子鼻”系統(tǒng)是氣體傳感器技術和信息處理技術進行有效結合的高科技產(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)的信號預處理元件中，最后由陣列響應模式來確定其所測氣體的特征。陣列響應模式采用關聯(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，其基本技術是將若干個獨特的薄膜式碳-黑聚合物復合材料化學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，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)絡化（wirelessnetworked）。
無線網(wǎng)絡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，把二者結合在起來，提出無線傳感器網(wǎng)絡（wirelesssensornetworks）這個概念，卻是近幾年才發(fā)生的事情。
傳感器網(wǎng)絡是當前國際上備受關注的、由多學科高度交叉的新興前沿研究熱點領域。傳感器網(wǎng)絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，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、微細加工技術、系統(tǒng)soc（system-on-chip）芯片設計技術、納米材料與技術、現(xiàn)代信息通訊技術、計算機網(wǎng)絡技術等融合，以實現(xiàn)其微型化、集成化、多功能化及系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化，特別是實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡特有的超低功耗系統(tǒng)設計。傳感器網(wǎng)絡具有十分廣闊的應用前景，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、防恐反恐、危險區(qū)域遠程控制等許多領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、學術界和工業(yè)界的高度重視，并成為進入年以來公認的新興前沿熱點研究領域，被認為是將對二十一世紀產(chǎn)生巨大影響力的技術之一。
4.2傳感器網(wǎng)絡研究熱點問題和關鍵技術。
傳感器網(wǎng)絡以應用為目標，其構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)絡系統(tǒng)結構及界面接口技術的研究意義重大。如果我們把傳感器網(wǎng)絡按其功能抽象成五個層次的話，將會包括基礎層（傳感器集合）、網(wǎng)絡層（通信網(wǎng)絡）、中間件層、數(shù)據(jù)處理和管理層以及應用開發(fā)層。
其中，基礎層以研究新型傳感器和傳感系統(tǒng)為核心，包括應用新的傳感原理、使用新的材料以及采用新的結構設計等，以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應速度、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)絡有著巨大的應用前景，被認為是將對21世紀產(chǎn)生巨大影響力的技術之一。已有和潛在的傳感器應用領域包括：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、無線通信技術、計算技術的不斷發(fā)展和完善，各種傳感器網(wǎng)絡將遍布我們生活環(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)絡的一些應用。
（1）軍事應用。
傳感器網(wǎng)絡研究最早起源于軍事領域，實驗系統(tǒng)有海洋聲納監(jiān)測的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡，也有監(jiān)測地面物體的小型傳感器網(wǎng)絡?，F(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡應用中，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)絡作為整傳感器網(wǎng)絡體仍能完成觀察任務。傳感器網(wǎng)絡的上述特點使得它具有重大軍事價值，可以應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、爭取寶貴的應對時間。并可根據(jù)戰(zhàn)況快速調整和部署新的傳感器網(wǎng)絡。
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，從而收集目標被破壞程度的數(shù)據(jù)。
核能、生物、化學攻擊的偵察：借助于傳感器網(wǎng)絡可以及早發(fā)現(xiàn)己方陣地上的生、化污染，提供快速反應時間從而減少損失。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)境應用。
洪災的預警：通過在水壩、山區(qū)中關鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器，可以在洪災到來之前發(fā)布預警信息，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、風速等傳感器，可以更好地對農(nóng)田管理微觀調控，促進農(nóng)作物生長。
（3）家庭應用。
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、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，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）結論。
無線傳感器網(wǎng)絡有著十分廣泛的應用前景，它不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領域有具有巨大的運用價值，在未來還將在許多新興領域體現(xiàn)其優(yōu)越性，如家用、保健、交通等領域。我們可以大膽的預見，將來無線傳感器網(wǎng)絡將無處不在，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)絡負責安全調控、節(jié)電等。無線傳感器網(wǎng)絡將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡，其應用可以涉及到人類日常生活和社會生產(chǎn)活動的所有領域。但是，我們還應該清楚的認識到，無線傳感器網(wǎng)絡才剛剛開始發(fā)展，它的技術、應用都還還遠談不上成熟，國內(nèi)企業(yè)應該抓住商機，加大投入力度，推動整個行業(yè)的發(fā)展。
無線傳感器網(wǎng)絡是新興的通信應用網(wǎng)絡，其應用可以涉及到人類生活和社會活動的所有領域。因此，無線傳感器網(wǎng)絡將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡，需要各種技術支撐。目前，成熟的通信技術都可能經(jīng)過適當?shù)母倪M和進一步發(fā)展，應用到無線傳感器網(wǎng)絡中，形成新的市場增長點，創(chuàng)造無線通信的新天地。
5結語。
當前技術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)絡化的方向發(fā)展。今后，隨著cad技術、mems技術、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。在各種新興科學技術呈輻射狀廣泛滲透的當今社會，作為現(xiàn)代科學“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，必將進一步得到社會各界的普遍關注。
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、導彈誘導、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用。
物理傳感器論文篇十一
聽我們科學鄒老師說：“發(fā)生日全食的前幾天，大象脾氣變得有些暴躁，可能跟日全食有所關系。
”我半信半疑，會嗎?也有可能是近來天氣炎熱的緣故啊，大熱天，連我們?nèi)硕紩┰暌恍?，更何況動物呢!我決定在日全食來臨之日，親自前往動物園一探究竟。
日全食那天，我和媽媽早早的就來到了動物園，直奔大象館，真希望親眼目睹大象的異常反應，但兩頭大象還象往常一樣嚼著干草，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樣，替自己做頂草帽，一來可以遮太陽，二來可以防蚊蟲。
大約九點三十四分的樣子，天色漸漸地暗了下來，就跟晚上八九點一樣，這時，驚喜的一幕發(fā)生了：兩頭原本正在吃草的大象，慢悠悠地轉身往家走去，于是，邊上許多人在喊：“啊，大象誤認為是晚上，回家去了。
給了大象飼養(yǎng)員，據(jù)她說，大象也有生物鐘的它是知道白天與夜晚的，所以絕不會是誤以為是晚上才回家的，可能是因為害怕。
而這次，大象的步態(tài)一點也不焦急，緩慢而悠閑，倒像是散步;再說，大象是不怕黑暗的，曾發(fā)生野象趁著夜色偷吃玉米地，以及為復仇在夜深人靜時，催毀人的房屋。
為了證明我的猜測，我還特意到網(wǎng)上查了資料，但只能查到大象的視力不太好，只能看到一百米之內(nèi)的物體，但對于大象對黑暗的適應力卻沒查到，所以究竟是什么原因促使大象回家，以及日全食來臨之時它的真實想法，仍非我們?nèi)祟愃芾斫?，這或許需要我們花更多的時間來了解這些龐然大物。
“鬼壓床”的解密。
杭州市蕭山區(qū)體育路小學601班倪泓指導教師施丹丹。
奶奶的一次經(jīng)歷讓我第一次聽到了?鬼壓床?這個詞，雖然聽得我感到毛骨悚然，不過我都是聽過就罷并沒有放在心上。
但是一次親身的體驗卻讓我感受到了?鬼壓床?的恐怖。
那天，我白天打了網(wǎng)球還去游了泳，晚上回到家時非常累了，所以很早我就睡了。
當我蒙著頭在睡覺的時候，突然覺得有個人壓在我身上，胸口悶悶的，四肢無力，想動卻提不上勁來。
幸虧媽媽進來看我推了我一把才讓我恢復了知覺。
在這一陣恐懼之后，我不禁覺得納悶這個世界上真的有鬼嗎?老師都告訴我們了要相信科學，世界上是沒有什么鬼神的，但是我親身的體驗又是怎么回事呢?這個?鬼壓床?挑起了我的疑惑，于是我就對這個現(xiàn)象進行了一些調查。
我首先問了媽媽，發(fā)現(xiàn)媽媽有幾次加班很晚，回到家也是很累了，早早睡覺的，晚上反而有了?鬼壓床?的現(xiàn)象;阿(轉載于:www.
的時候，她都覺得身上有個人壓著，四肢動不了，但是腦子卻是很清醒。
看來?鬼壓床?這個情況跟疲勞還是關系很密切的，但是除了這個以外就沒有其他原因了嗎?我回想了一下，那天我睡覺的時候是仰著睡的，還悶著被子，那這個和睡覺的姿勢有沒有關系呢?我又去問了媽媽他們。
發(fā)現(xiàn)，除了姐姐也有悶著被子睡覺的習慣以外，其他幾個人都不是。
但是我們都有一個共同點，就是我們幾個人都是喜歡仰著睡覺的。
經(jīng)過這一系列的調查歸納，我大概覺得?鬼壓床?只是一個生理現(xiàn)象，并不是真正的鬼神之類的東西，為了了解的更詳細，我借助了網(wǎng)絡，進行了查閱，發(fā)現(xiàn)?鬼壓床?又稱之為?睡眠麻痹?是人的意識是清醒的，但是身體卻不聽人使喚。
這最直接的原因是白天的疲勞，當人入睡以后再次醒來時，身體上的肌肉因為白天的疲勞而使不出盡，而仰睡的習慣往往會把手放在胸前，這就會使人感到胸悶，好像有人壓在身上一樣。
還有壓力大的人容易腦疲勞，而體質較弱的人身體往往容易超負荷了但他自己還不知道，容易處于亞健康狀態(tài)，所以也會有這種?鬼壓床?的情況產(chǎn)生。
經(jīng)過了這次簡單的調查我更加發(fā)現(xiàn)，我們要相信科學，任何問題都要用科學的方法來解決和解釋才是真理。
比如?鬼壓床?我們只要多多鍛煉自己的身體，增加體質，注意勞逸結合就不會出現(xiàn)所謂的?鬼壓床?的現(xiàn)象了。
茶水變墨水。
杭州市蕭山區(qū)勁松小學604班張雪兒指導教師楊善福前言:寒假里的一天，我寫完了作業(yè)，隨手翻起一本科技類書，無意中看到一個?茶水變墨水?的小實驗，書上面寫道：?茶水內(nèi)放入生銹的金屬物件，就可以制成墨水了。
我覺得很奇怪，茶水遇到生銹的金屬物件,茶水會變黑嗎那么遇到不生銹的金屬物件,茶水會不會變黑呢讓我猜猜：茶水遇到生銹的金屬物件,茶水會變黑，遇到不生銹的金屬物件,茶水不會變黑。
為了證實這個想法，我決定親自來做一個實驗。
實驗課題:。
茶水內(nèi)放入生銹的金屬物件,茶水會變黑。
茶水內(nèi)放入不生銹的金屬物件,茶水不會變黑。
實驗過程：我準備了兩只玻璃茶杯，編號為1號、2號。
泡了差不多的兩杯茶，然后把生銹的鐵釘?shù)惯M1號杯，把不銹鋼小勺子放入2號杯。
等待中……。
第二天一早，我便沖過去看那茶水，1號杯茶水變成了咖啡色，2號杯顏色淺多了，和我們一般放久了的茶水沒什么兩樣。
看來這個實驗會成功的，我心里有說不出來的喜悅，等著看茶水變成墨水吧。
物理傳感器論文篇十二
[4]許榮榮.光纖環(huán)形腔光譜技術與傳感應用的研究[d].華中科技大學。
[5]張磊.基于光子晶體光纖非線性效應的超寬帶可調諧光源[d].清華大學。
[9]許艷.基于飛秒光頻梳的絕對距離測量技術研究[d].華中科技大學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2007。
[13]張雅婷.基于光子晶體光纖的表面等離子體傳感技術研究[d].華中科技大學。
[16]吳廣生.無源光網(wǎng)絡與電網(wǎng)絡復合接入技術研究[d].華中科技大學2009。
[18]張利.以太無源光網(wǎng)絡安全性與增強技術研究[d].華中科技大學2009。
[21]孫琪真.分布式光纖傳感與信息處理技術的研究及應用[d].華中科技大學。
物理傳感器論文篇十三
為了提高傳感器整體抗耦合性，各支路傳感器結構須具有很好抗扭、抗彎曲能力。本文根據(jù)力學分析，將板環(huán)結構改為圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結構，圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結構集合了板環(huán)結構線性好、輸出靈敏度高、剛性好的優(yōu)點，同時具備工作區(qū)應變穩(wěn)定、對稱、抗彎曲、抗扭轉等特性。其力學模型如圖3所示。圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結構測量的是梁上的拉/壓應力，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，其中拉伸應變可通過全橋接線測量，環(huán)上的彎曲應力具有很好的對稱性，因此，傳遞到梁上的工作應變?yōu)榧兝?壓應變，工作應變區(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)應變，驗證優(yōu)化結構的合理性。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:在軸向載荷基礎上附加額外的彎矩與扭矩，測試其對工作應變區(qū)影響。兩結構施加載荷大小、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向力荷來等效，如圖4。根據(jù)仿真的結果，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變值增加了(1105－951)×10－6=154×10－6，而未優(yōu)化的傳感器微應變值增加了(1510－956)×10－6=554×10－6，因此，優(yōu)化后的結構其抗扭能力大大加強。2)優(yōu)化后支路傳感器的抗側向力的能力明顯強于未優(yōu)化傳感器的抗側向能力。比如:在附加測向力為200n時，優(yōu)化后的傳感器其微應變值增加了(1215－951)×10－6=264×10－6，而未優(yōu)化的傳感器微應變值增加了(1460－956)×10－6=504×10－6，因此，新結構抗側向力效果明顯。2．3支路傳感器的優(yōu)化結構根據(jù)以上的.分析結果，新的支路傳感器利用了各種去耦方式，得到的總體結構如圖5所示。
依據(jù)要研制的傳感器量程和精度，設計了相應的標定系統(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果，利用線性解算法求解各自的映射關系矩陣，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，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，進行了三維復合加載，標定數(shù)據(jù)見表2～表4。
3結束語。
本文設計了一種基于at89s52單片機和ds18b20數(shù)字溫度傳感器的溫度采集報警系統(tǒng)，對軟硬件設計進行詳細說明。該設計具有結構簡單、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、冰箱和工農(nóng)業(yè)等領域，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。
物理傳感器論文篇十四
傳感器應用極其廣泛，而且種類繁多，涉及的學科也很多，通過對傳感器的學習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構、工作原理及應用。傳感器的特性主要是指輸出入輸入之間的關系。當輸入量為常量或變化很慢時，其關系為靜態(tài)特性。當輸入量隨時間變換較快時，其關系為動態(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和頻率響應來表示。
傳感器的作用主要是感受和響應規(guī)定的被測量，并按一定規(guī)律將其轉換成有用輸出，特別是完成非電量到電量的轉換。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)有的技術手段直接變換為電量，有些必須進行預變換，即先將待測的非電量變?yōu)橐子谵D換成電量的另一種非電量。這種能完成預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。
通過本學期的學習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、頻率響應特性。
傳感器的頻率響應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總有—定延遲,希望延遲時間越短越好.
傳感器的頻率響應高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結構特性的影響,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,應根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性,以免產(chǎn)生過火的誤差.
4、線性范圍。
物理傳感器論文篇十五
系統(tǒng)核心處理模塊基于cc2530開發(fā)設計，選用星型拓撲結構組建無線傳感器網(wǎng)絡，具有容量大、低成本和低功耗等特點，且相鄰兩個節(jié)點傳輸距離可達10～150m，完全滿足溫室內(nèi)無線調光系統(tǒng)設計需求。其中，主控節(jié)點實現(xiàn)網(wǎng)絡構建、環(huán)境信息采集、數(shù)據(jù)處理分析、人機交互及調光命令下發(fā)等功能;驅動節(jié)點主要實現(xiàn)控制命令接收、數(shù)據(jù)解析及調光數(shù)據(jù)輸出等功能;植物led執(zhí)行器實現(xiàn)led燈組調控及亮度輸出。主控節(jié)點采用全功能設備ffd(fullfunctionde-vice)，具備網(wǎng)絡協(xié)調功能，可聯(lián)結其他ffd或精簡功能設備(rfd)，組建無線傳感器網(wǎng)絡，可雙向傳輸信息，具有協(xié)調作用;同時，根據(jù)系統(tǒng)設計要求，主控節(jié)點具有控制功能。電路設計增加環(huán)境光照與溫度信息采集模塊、人機交互模塊(即液晶顯示及按鍵)、工作指示燈、時鐘模塊以及復位模塊，分別完成數(shù)據(jù)采集、人機交互和復位等控制功能。驅動節(jié)點采用簡化功能設備rfd(reducedfunc-tiondevice)與主控節(jié)點進行信息傳輸，同時完成控制命令輸出;植物led執(zhí)行器基于植物光合作用分析，選用中心波長為660nm、半波帶寬度為40nm的紅光led，以及中心波長為450nm、半波帶寬度為40nm的藍光led兩種特定波段led作為光源，可根據(jù)驅動節(jié)點輸出不同的調光命令，實現(xiàn)不同配光比的光環(huán)境調節(jié)。
2系統(tǒng)硬件設計。
2．1主控節(jié)點結構及硬件設計。
主控節(jié)點主要負責構建及啟動網(wǎng)絡、網(wǎng)絡參數(shù)選擇、當前環(huán)境信息監(jiān)測、控制方式選擇、計算調光值、調光命令下發(fā)、人機交互等功能，包括電源模塊、核心處理模塊、無線模塊。
2．1．1核心處理模塊。
系統(tǒng)選用cc2530作為中央處理器，內(nèi)含高性能低功耗8051微控制器，工作電壓3．3v，外設21個i/o口。其中，p1．0接入系統(tǒng)正常工作信號led指示燈;p0．1接入手動按鈕;人機交互模塊電路為液晶分別與p0．0，p1．2，p1．5和p1．6連接，按鍵與p0．6和p2．0口連接;p0．2，p0．4，p0．5與時鐘芯片ds1302相連;p1．4口與溫度傳感器連接，p1．1和p1．3口與光照傳感器相連。具體電路根據(jù)cc2530芯片手冊設計開發(fā)，降低了開發(fā)難度。
2．1．2人機交互模塊。
系統(tǒng)選用db12864－16c作為液晶顯示，采用普通復位按鍵作為設備按鍵，在滿足系統(tǒng)工作要求的條件下，為節(jié)省i/o口使用，液晶與cc2530連接采用串行spi方式進行通信，按鍵電路利用sn74hc32或門和lm358運放共同實現(xiàn)。具體電路根據(jù)spi方式及運放典型電路開發(fā)設計。
2．1．3其他模塊。
電源模塊采用5v適配器為主控節(jié)點供電。電源輸入后，經(jīng)過降壓芯片asm－1117典型電路為系統(tǒng)提供3．3v直流電壓。數(shù)據(jù)采集模塊包括環(huán)境溫度采集和光照采集兩種。其中，溫度采集選用ds18b20作為溫度傳感器和isl29010作為光照傳感器，通過在光照傳感器上覆蓋紅藍光濾光片以及軟件修正，實現(xiàn)對光合作用有效波段監(jiān)測。時鐘模塊根據(jù)ds1302芯片手冊中典型電路設計，可實現(xiàn)系統(tǒng)時間設制以及定時控制功能。同時，為滿足系統(tǒng)后期擴展需求，將剩余i/o口作為備用擴展口使用，以提高系統(tǒng)實際應用及二次開發(fā)能力。
2．2驅動節(jié)點及植物led執(zhí)行器設計。
驅動節(jié)點屬于精簡功能設備，只完成調光控制命令接收與信號輸出功能，可減少外圍電路設計，降低了智能調光系統(tǒng)的成本。驅動節(jié)點包括核心處理模塊、無線接收模塊、電源模塊和繼電器模塊。具體電路為:p1．0連接紅光led驅動電路，p1．1連接藍光led驅動電路，p1．5連接紅光信號繼電器，p1．6連接藍光信號繼電器。led執(zhí)行器包括驅動模塊及紅藍光led燈組，由24v電源供電。驅動模塊選擇pt4115驅動芯片，是一款連續(xù)電感電流導通模式的`降壓恒流源，可用于驅動一顆或多顆led串聯(lián)。led燈組根據(jù)植物生長所需光環(huán)境由若干紅藍光led按比例組成。
3系統(tǒng)軟件設計。
本系統(tǒng)以iar為軟件開發(fā)平臺，可以直接對zig-bee協(xié)議棧進行開發(fā)移植，生成高效可靠的可執(zhí)行代碼，并對代碼進行調試。代碼采用c語言開發(fā)，不僅有利于軟件代碼的可讀性，而且能夠滿足對硬件功能的調試和控制，大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期。系統(tǒng)軟件主要包括節(jié)點間數(shù)據(jù)傳輸和節(jié)點功能軟件兩個部分。節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸過程:首先，通過主控節(jié)點進行信道掃描，選擇合適的信道組建網(wǎng)絡。在ieeee802．15．4協(xié)議中，將2．4g頻段劃分16個信道，編號為11－26。本系統(tǒng)選擇默認值11信道。構建成功后，驅動節(jié)點以直接方式加入網(wǎng)絡，即驅動節(jié)點作為主控節(jié)點的子節(jié)點，由主控節(jié)點向驅動節(jié)點發(fā)送，作為其子設備命令。主控節(jié)點在網(wǎng)絡中起協(xié)調器作用，負責網(wǎng)絡構建。為確保系統(tǒng)安全可靠工作，系統(tǒng)采用分布式分配機制為每個節(jié)點分配自己的地址，主控節(jié)點在組網(wǎng)以后使用0x0000作為自己的短地址，在驅動執(zhí)行節(jié)點加入系統(tǒng)網(wǎng)絡后，由主控設備隨機分配一個不重復的16位短地址作為自己唯一的地址來進行通訊。主控節(jié)點控制軟件包括兩類傳感器解析函數(shù)、計算決策程序、參數(shù)設定程序、液晶顯示程序和時鐘程序等子程序;驅動節(jié)點作為終端節(jié)點，在完成調光控制命令接收后，將控制信號輸出給繼電器和驅動電路;led執(zhí)行器根據(jù)調光控制命令實時調節(jié)紅藍光led燈組狀態(tài)，實現(xiàn)溫室光環(huán)境的多種方式以及無線控制。
4運行結果。
本設備已通過實驗測試，并應用于西北農(nóng)林科技大學某實驗基地。試驗證明，系統(tǒng)可根據(jù)用戶實際需要實現(xiàn)手動控制、定時控制、閾值控制以及定量控制等多種控制方式調光，且所有控制命令均可采用無線傳輸方式進行準確傳輸。其中，在閾值控制方式下，主控節(jié)點可完成溫室實時溫度、紅藍光光強等環(huán)境因子檢測，并基于光合作用機理精確決策溫室作物實際需光量;驅動節(jié)點可穩(wěn)定接收實際調光數(shù)據(jù)，并準確輸出給驅動電路和繼電器，led執(zhí)行器可根據(jù)控制命令準確調節(jié)led燈組輸出狀態(tài)。
5結論。
（1）本文設計了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的設施農(nóng)業(yè)調光系統(tǒng)，可通過用戶實際需求選擇多種控制方式對溫室作物光環(huán)境進行無線調控。其中，閾值控制方式綜合考慮作物光合作用影響因素，根據(jù)溫室溫度、紅藍光光強等環(huán)境因子精確計算作物實際需光量，實現(xiàn)了溫室光環(huán)境的實時按需調節(jié)。
（2）系統(tǒng)結合溫室實際生產(chǎn)條件，采用無線傳感器網(wǎng)絡技術傳輸調光命令，有效降低了系統(tǒng)部署難度與維護成本;采用新一代led光源，減少了生產(chǎn)成本，節(jié)約了能源。
（3）經(jīng)過實際部署和運行證明，系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、準確性高、部署簡單和能耗少等優(yōu)點。
物理傳感器論文篇十六
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,采用樹型結構,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路模擬調音臺,滿足把8臺視頻終端的音頻輸入到調音臺,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,投影儀是通過rs232控制開關。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。其它設備控制:各個會議室都有設備間,配備標準19寸機柜,為解決設備開關問題,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。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備以及燈光的開關。按照設定的不同模式,根據(jù)會場是否是主會場或者分會場來一鍵開啟會場,設定好燈光效果,所使用的攝像機,是否開啟顯示設備。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備,實現(xiàn)會議的集中控制。
物理傳感器論文篇十七
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)律將其轉化為同種或別種量值輸出的器件。目前，傳感器轉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；按工作的基礎不同，可以分為機械式傳感器、電氣式傳感器、光學式傳感器、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構型傳感器；根據(jù)敏感元件與被測對象直接的能量關系，可以分為能量轉換型傳感器與能量控制型傳感器。
3常見傳感器介紹。
3.1電阻應變式傳感器。
電阻應變式傳感器又叫電阻應變計，其敏感元件是電阻應變。應變片是在用苯酚，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)獲得了廣泛應用。電阻應變片的工作原理是基于金屬的應變效應，即金屬導體在外力作用下產(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：金屬電阻應變片和半導體應變片式兩類。金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優(yōu)點。它們的主要區(qū)別在于：金屬電阻應變片式是利用導體形變引起電阻變化，而半導體應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換成電容量變化的裝置，它實質是一個具有可變參數(shù)的電容器。由于電容與極距成反比，與正對面積和介質成正比，因此其可以分為極距變化型、面積變化型和介質變化型三類。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，轉換為電感量變換的一種裝置，其變換是基于電磁感應原理。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：結構簡單，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換為感應電動勢的一種傳感器，又稱電磁感應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?，是利用某些物質的壓電效應進行工作的器件。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、dna、抗體、抗原、生物膜等）與物理化學換能器有機結合的一門交叉學科，是發(fā)展生物技術必不可少的一種先進的檢測方法與監(jiān)控方法，也是物質分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結構：包括一種或數(shù)種相關生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表達的信號轉換為電信號的物理或化學換能器（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進行生物信號的再加工，構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)生生物學反應，產(chǎn)生的信息繼而被相應的物理或化學換能器轉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傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉化為相應的電信號。
5結束語。
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)領域中發(fā)揮著巨大上的作用。目前，傳感器技術在發(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。
鄭州大學機械工程學院河南省鄭州市450001。
物理傳感器論文篇十八
摘要：溫度傳感器是最早開發(fā)、也是應用最廣泛的一種傳感器。據(jù)調查，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。而真正把溫度轉換成電信號的傳感器，是1821年德國物理學家賽貝發(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、半導體熱電偶溫度傳感器、pn結溫度傳感器、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、工作原理及應用。
關鍵詞：溫度傳感器；溫度；攝氏度。
溫度傳感器(temperaturetransducer)，利用物質各種物理性質隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉換為可用輸出信號。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用在生產(chǎn)實踐的各個領域中，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。熱力學溫標是威廉湯姆提出的，以熱力學第二定律為基礎，建立溫度僅與熱量有關而與物質無關的熱力學溫標。由于是開爾文總結出來的，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構簡單，僅由兩根不同材料的導體或半導體焊接而成，是應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體或半導體a、b焊接而成，焊接的一端稱為工作端或熱端。與導線連接的一端稱為自由端或冷端，導體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，連接導線為補償導線及銅導線。
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、化學穩(wěn)定性要高；電阻溫度系數(shù)小；導電率高；熱電動勢要大；熱電動勢與溫度要有線性或簡單的函數(shù)關系；復現(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構簡單，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體或者半導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化為電阻值的變化，再通過測量電橋轉換成電壓信號送至顯示儀表。
（三)半導體熱敏電阻。半導體熱敏電阻的特點是靈敏度高，體積小，反應快，它是利用半導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燒結而成的半導體陶瓷元件，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。
（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、溫度傳感器的應用舉例。
（一）溫度傳感器在汽車上的應用。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，并把測量結果轉換為電信號輸送給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。可以用來測量溫度的傳感器有繞線電阻式，擴散電阻式，半導體晶體管式，金屬芯式，熱電偶式和半導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）利用溫度傳感器調節(jié)衛(wèi)生間的溫度。溫度傳感器還能調節(jié)衛(wèi)生間內(nèi)的溫度，尤其是在洗澡的時候，能自動調節(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)自動調節(jié)。
參考文獻：
[1]周琦。集成溫度傳感器的設計[d]。西安電子科技大學，2007.
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