无论是身处学校还是步入社会，大家都跟论文打过交道吧，论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你知道论文怎样才能写的好吗？下面是人美心善的小编为大家找到的15篇传感器论文的相关文章，仅供借鉴，希望对大家有一些参考价值。
传感器技术论文 篇一
[关键词]传感器技术：科学教育：教学研究
[中图分类号]G436 [文献标识码]A [文章编号]1672-0008（2012）05—0050—06
一、引言
随着传感器技术的不断发展，它们在科学教学中的应用也逐渐广泛。传感器技术具有科学数据的实时收集、多种类型的数据呈现方式以及变化过程回放等功能，为传统手段所无法实现的实验设计提供了诸多可能。传感器技术应用于教学。可以使微观现象宏观化、抽象概念和理论具体化， 近几年来。随着传感器技术的不断推广及其在沿海发达城市的广泛使用，与之相关的教学要素也正悄然地发生了变化，如教学模式、实验内容、教学理念、教材开发等，均给传感器技术的教学应用带来了一定的影响。其中关于基础传感器技术实验内容的开发成为重点，教学应用的探讨也引起了一定的关注。
国内曾有学者对近几年来传感器应用于我国教学的研究现状和特点进行了多方面的讨论，为相关研究提供了参考。而对有关国外传感器应用的教学研究内容及特点的讨论较少。为弥补这方面的缺失，本文在文献研究的基础上，从学生概念学习、教学模式、教师使用情况和教师培训模式等方面进行分析，试图就国外传感器技术的教学研究内容及其特点做些梳理，并结合国内情况加以讨论，提出一些建议，为我国相关领域的研究提供有益的启示和借鉴。
二、相关术语及其概念的界定
国内大多数文献提及的手持技术fHandheld Technologyl与传感器技术的概念等同，属于狭义范围，而非广义上的手持技术。广义上的手持技术泛指一些与掌上移动设备（软件或硬件），如掌上电脑、掌上学习软件、数据采集器、图形计算器等有关的学习技术。在国外教育类文献中，与传感器技术直接相关的术语主要有：Microcomputer Based Labs MBLI，probeware，data logging，data logger，Calculator Based Labs（CBL）。因此。传感器技术和手持技术概念的使用需结合不同情境加以区别。关键术语的界定，有助于基于传感器技术教学应用的文献研究。
在教育领域，传感器技术是一种面向科学教育的教学技术，是一种用于实时数据获取、显示和分析的软件和硬件集成系统。基于传感器技术的实验系统如图1所示，该系统主要由用于检测变量的传感器（探头）、用于数据收集和存储的数据采集器（如，图形计算器）以及用于数据管理和分析的配套软件构成（配套软件一般安装于电脑、掌上电脑等）。因此。传感器技术的发展主要体现于对传感器技术的实验系统各要素进行种类的开发和性能的更新等。
三、教育领域中传感器技术的发展
随着技术的更新，数据采集器和软件系统逐渐融合，形成了掌上电脑式数据采集器与传感器的组合，使得传感器技术的使用变得更为灵活，功能更为强大。如图2a为国内常见传统传感器技术系统。主要由传感器、数据采集器和配套的分析软件组成。配套的分析软件中提供了多套实验数据的分析模板。利用不同探头及其组合可以进行大量的实验设计，如，用二氧化碳探头进行二氧化碳引起温室的模拟实验，用氧气探头进行水中溶解氧的探究实验等。此类实验还有很多。常见于小学至高中阶段的探究实验开发和常规实验的改进。图2b为PASCO公司的彩屏触摸式传感器系统，其数据采集器安装有SPARK科学学习系统，以探究式教学模式引导学生开展基于传感器技术的科学实验活动，并且鼓励学生合作学习。利用该系统。PASCO研究团队开发了多种形式的课程，如，包含60多个探究式实验的SPARKlabs，针对化学和生物知识学习的加利福尼亚SPARKlabs，为小学和中学提供科学知识学习的探究式科学（Science through Inquiry）等。目前，世界上约有100多个国家在使用该公司开发的各种基于手持技术的学习系统。图2c为NOVA5000数据采集器，该采集器除了提供诸多科学实验模板，具备数据存储、分析和处理的功能外，还安装有windows CE系统，支持学生上网和查询信息。且配备oMce办公软件来编辑相关内容等。该系统主要应用于初中和高中生物、化学、物理以及环境科学等学科领域的科学实验。与传统数据采集器相比，最新的数据采集器在硬件改建方面主要体现在对数据采集器和数据显示器的改进。现在传感器技术将数据采集和显示进行了有效的融合，且操作采用触屏式，使得户外科学探究变得更为方便。而在实验模板的开发方面，现在传感器技术摒弃了传统实验模板中实验用品、实验步骤、实验结果等“说明书”式的内容结构，融入了核心教学理念，如，科学探究等教学模式来组织内容的编写，使得学生对于科学实验的探究兴趣大大增强，对于问题的思考更为深入。另外。由于加入了信息查询和辅助教学软件使用等功能，学生的科学探究的导向性也更为加强，学生与学生之间信息共享和交流，为合作学习构筑了平台。
四、国外基于传感器技术的教学研究
在国外传感器技术的教学研究中，研究者已逐步从关注实验技术的改进和实验内容的更新等方面，转向着眼于寻求多种传感器技术与教学有效结合的途径。使得传感器能够更� 如下几个方面的研究尤为繁荣：首先，在学生认知研究方面。主要侧重研究利用传感器技术进行教学对于学生概念的转变和能力的提升方面的影响，并且对探究式教学模式的应用尤为关注，从中发现结合传感器技术的教学活动和不同的教学模式对于学生认知发展的影响：其次，在教师使用方面，主要侧重于考察教师传感器技术的认知及探索教学模式的教学效果等，可以为教师教育及传感器技术教学提供依据；最后，在教师教育方面，国外开始关注基于传感器技术的教师培训模式的开发，为培养此类教学的师资做准备。本文对国外基于传感器技术的教学研究进行了梳理。总结了国外基于传感器技术教学研究的侧重点在于学生概念转变和能力变化、教学模式、教师使用情况、教师培训模式等。总之，国外教学研究特点主要体现在：以基于传感器技术的概念转变和能力考查为核心研究内容，以教学模式的探究为重要内容，以师资培训模式的探索为新动向。
（一）学生概念转变和能力考查
对学生概念转变和能力的研究，是基于传感器技术的科学教学研究的核心内容。目前，对将传感器技术与科学探究相结合、以促进学生相关技能和方法的获得的相关研究，取得了一定的成果。以下选取典型案例进行分析。
具有多年科学教学经验的英国学者Frank Fearn设计了基于传感器技术的课外探究活动以促进学生的探究能力。探究内容包括：池塘温度（温度探头）、哺乳动物活动（声音和光探头）、肥堆微环境（温度和湿度探头）、植物生长条件（光探头、湿度探头、温度探头、pH探头）。从活动设计来看，主题从简单到复杂，探究活动的综合性逐渐强：与现实环境紧密结合，使得学生在相对开放的探究环境中，学习使用传感器技术并结合数码相机等工具来收集自然环境下的多种数据，以探究相应数据的变化对于动植物生存环境的影响。这样的设计，不但有利于激起学生的探究兴趣，更有利于培养其观察能力、分析能力以及活动探究能力。
美国威廉斯顿高中教师William Struck和纽约州立大学布法罗分校科学教育专家Randy Yerrick教授，研究了两种数据分析方法对于学生动力学概念学习的影响。研究选取了两组学生，一组先用传感器技术收集和分析数据。然后再使用录像采集并分析数据的方法：另一组学生则先用录像采集并分析数据，然后用传感器技术收集和分析数据的方法。除在个别概念理解方面存在微小的差异外，两种设计下的学生小组在绘图和图形分析能力方面有了明显的提高：学生在利用图像预测和描述物质运动方面的效果也很明显。圈这说明传感器技术在数据分析和收集方面，能够促进学生学习抽象概念的深度认识。
来自康科德教育研究组织的著名传感器技术教学应用教学发起人Robert Tinker博士和密歇根州立大学著名科学教育专家Joseph Kraicik教授以水质为主题，设计实验组和对照组比较基于手持技术的探究活动和常规实验活动对于学生概念转变和相关能力的影响。研究结果表明，将传感器技术与科学探究相结合，可以使学生的探究活动变得更为灵活。更有益于学生观察技能的培养，且以小组合作的形式对探究结果共享和讨论。促使学生对概念理解得更为持久。相对于控制组，实验组学生在基本概念学习及其深度理解方面有了明显的提高，其数据分析也更为全面，且随着时间的增加，基于传感器技术的科学探究活动对学生探究兴趣、思维和探究技能等的培养均产生了积极的影响。
综上可知。学生概念转变及能力变化与基于传感器技术的实验活动设计有着密切的联系。研究者从不同角度对传感器技术的教学应用进行了研究，有从传感器本身的特点出发，侧重实验开发和应用，如Fearn和Struck等人的研究；有侧重传感器技术与建构主义模式和科学探究模式相结合进行有关研究，如Tinker等人的研究。因此，基于传感器技术的实验活动设计。不仅需要重视实验本身的设计，还需要考虑实验的活动方式或教学模式的设计，如，将科学探究教学模式与传感器技术的教学应用相结合，更能激发学生的学习兴趣，挖掘出更多基于传感器技术的科学学习的潜在价值，为实现当前课程标准以科学探究为突破口，达成培养学生探究能力的要求开辟了新途径。
（二）教学模式探索
随着传感器技术的逐步发展。如何发挥传感器技术的教学价值，成为值得研究者们思考的问题。因此，在侧重实验开发的基础上，国外对于基于传感器技术的教学模式的开发也极为关注，这成了传感器教学研究的热点内容。
康科德教育研究组织Shari Mecalf博士和Robert Tinker博士开发了一套基于传感器技术的教材。该教材以探究教学模式为理论基础，以基于标准的主题为活动内容，旨在能够最大限度地体现出传感器技术对于学生概念理解和能力培养等方面的优势。教学中，利用配套的软件系统帮助学生运行和观察传感器收集的数据，并指导学生按照引导、反思、实践、应用和评价等环节组成的教学模式进行探究。研究小组还为教师配备了相应的活动指导手册，对有关主题的背景知识、相关问题和讨论模式等均进行了说明，为教师的有效教学提供了支持。研究表明。经过一定的培训，教师能够顺利地运用规定的教学模式，传授教材中的教学内容。调查显示，学生在完成教材所要求的探究活动后，对于相关概念的理解有了明显的提高，错误概念明显减少。教师在访谈中也表示，该教学方法以及对传感器的使用对科学教学的成效是显而易见的，尤其是在学生对科学概念的深度理解方面。另外，学生在问题解决、表达与交流、团队合作等方面也得到了相应的提高。
美国查塔姆高中著名的研究型教师Missy Holzer设计了基于传感器技术的开放式探究课程，旨在为学生提供一种可持续探究和科学学习的方法。该课程提供了一系列与探究方法和科学本质相关的内容。在教学中，学生先学习各种定量和定性观察方法，总结出一些相关的科学术语，这些方法和技能均会使用到后续的传感器技术探究活动中。比如，在“微环境影响因素探究”活动中，学生需调查自身所在社区环境内的微环境，利用温度传感器来收集不同时段社区中的温度，探究温度对其微气候的影响。数据收集完后，学生分组讨论，探讨温度高低对于微气候分布的影响。通过此类简单的探究活动，使得学生能够在一种自主探究的情况下。选择制定相应的探究计划。查询相关信息。确定所要观察的数据和监控数据变化的进程。在探究过程中，通过查阅资料、讨论和分析，得出相应的结论，学生的科学探究能力在得到提升的同时，对相关科学概念的理解也有了显著的提高。
希腊萨利大学的Charilaos Tsihouridis博士等人，研究了建构主义理论引导下的基于传感器技术的科学教学模式对学生科学学习的影响。探究内容为不同物质的热传导，研究选取实验组和控制组，实验组学生按照合作设计、实验、修改以及实施的模式来开展基于传感器技术的实验探究活动：控制组学生则是直接使用已有实验来探究不同物质的热传导现象。研究表明，以建构主义教学理论设计的教学模式引导学生的实验探究，可以有力促进学生对于科学概念的理解。后测结果显示，前测中相对模糊的概念变得清晰，学生的理解不再停留于表层，回答问题的准确率也有了明显的提高。另外，实验组学生对实验活动的参与度和兴趣均较高，学生对于实验过程的掌控和步骤的调整能力得到了加强。
美国斯坦福大学和瑞典韦舍克大学的合作项目LET’sGO，开发了基于传感器技术的合作式探究学习活动。该学习活动以开放式探究为基础，结合计算机和传感器技术的使用。采用小组合作学习的方式。展开了对生态环境的探究。以水质检测为例，学习主要围绕以下几个环节：（1）同一小组学生联系已有知识对主题涉及的核心问题、探究任务进行讨论，并对问题作出假设；（2）探究或收集数据，小组讨论期间主要用SPARK传感器技术来测量和收集数据，用LiverScribe软件来记录活动内容及其结果，用工作单来记录和描述水周围的环境；（4）收集数据后，学生对不同区域的水质进行比较和分析；（5）学生回到课堂书写结果和报告，反思探究结果。研究结果表明。学生对这种基于传感器技术的教学模式给予了很高的评价。他们认为，这种数据收集的方式更简便，更有趣，活动的参与度也得到了加强，且后测也表明学生对于主题相关概念的理解更为深刻，对于问题的理解更为具体。
上述研究表明，基于科学探究的传感器技术教学应用模式。是提高学生对概念的深入认知和相应学习技能、能力（探究技能、分析能力、观察能力、合作学习能力等）的主要途径。且多样化的探究形式，如，对引导式探究、开放式探究以及合作式探究等的应用，为传感器技术的教学应用模式拓宽了思路。使得传感器技术的教学应用不再局限于课堂和个人，传感器的教学价值也不再局限于提升学生的概念认知，而且能够将传感器技术与日常生活与实践相结合。走出课堂。在探究中以合作和讨论的形式来完成一系列学习任务，拓展了传感器技术的教学应用价值。
（三）教师教学使用情况调查
在具体的教学中。除了受教学模式影响外，教师自身的能力以及教学环境的影响，致使基于传感器技术的教学在现实应用中陷入了困境。研究这些困境，提出相应的对策，是为今后基于传感器技术的教学能够顺利实施提供了有力保障。
新加坡国立教育学院学者Seah whve Choo的研究综述表明，在基于传感器技术的教学中。教师的主要任务是设计有效的学习活动及其任务，需注重在教学中给予学生充分的讨论、分析以及解释的时间，且在学生观察数据时给予适当的指导。并分析教师在教学中遇到的主要问题是受到了教学时间的限制，其他还包括资源和设备、技术支持、经费、培训时间、管理技术、教师自信心等因素。另外，传感器的技术问题、课程设计方面等经验的缺乏，也是导致教学使用的障碍所在。他提出，教师应对传感器技术的作用有充分的认识：对rr技术与课程结合的设计思路要有明确的认识：学校应为教师提供更多的时间来实施此类教学活动：通过适当的培训来增强教师的自信：新老教师能够共享优秀课例：改变传统的评价方式，注重过程评价；在教学中对学生的认知、推理以及分析能力、合作等技能进行综合评价。
Seah Whye Choo等人通过网上问卷，调查了新加坡教师在传感器技术的科学教学方面的使用情况。研究表明，在实验类型方面，传感器技术的使用途径主要为教师演示实验、教材实验和学生实验等，在探究性项目中用到的比率较少：教学方式以教师导向为主，主要用于验证性实验，学生在探究式活动中甚少使用：在介绍使用方法时。绝大多数教师着重介绍传感器技术的功能、操作步骤和方法，而忽略学生对于数据的解释和结果的讨论。尤其是面向低年级学生的教学。调查结果显示，教师并未充分挖掘传感器技术对于探究式教学的价值，教师只是用于演示或学生验证性实验，而很少给予学生在探究式活动中使用的机会，教学中也过于强调学生对操作技能的使用，而忽略了其对数据和结果进行讨论和分析能力的培养。
上述研究基本上概括了教师在基于传感器的教学使用中遇到的问题和面临的挑战。除了硬件外，教师自身对于传感器技术的认识，成为传感器能否更� 这种认识包括对技术的认识，对教学模式的认识以及对教学对象和环境的认识。在教师培训中若能注重提升这些认识，将有助于教师在课堂教学中有效地利用传感器技术。
（四）教师培训模式探索
随着对技术教学应用要求的提高，教师培训中基于传感器技术的教学培训也逐渐受到关注。基于传感器技术的教师培训，也为教师的专业发展打开了思路。
美国克利夫兰州立大学的课程专家Selma Vonderwell教授等人，开发了基于传感器技术的探究式教学培训模式。该培训模式由五个环节组成：探究式教学相关内容的学习——传感器技术的学习——基于传感器技术的探究式课程设计及实施——共享网站的建立。在培训之前，教师普遍认为自身开发此类课程的能力不足，尤其是针对将传感器技术与科学课程相结合的问题时，认为自身水平较低：经培训后，教师对传感器的使用及其教学等均有了一定的自信。认为探究式教学中融合传感器技术的方法，帮助他们理解技术在教学中的多种途径，认识到技术对于科学教育的价值。通过将教师在培训课程中开发的优秀课案例应用于课堂，使学生能够收集信息、分析信息的数据，且数据生成和分析的过程帮助学生更好地理解科学概念，培养学生观察、分析解决问题的能力。学生的活动动机和兴趣均有所增强。
美国克利夫兰州立大学的Issaou Gado博士等人。以归纳——概念发展——概念应用为教学模式，用于职前教师的基于传感器技术的探究式教学培训。在归纳阶段，通过播放教学视频。归纳传感器技术在教学中的使用方法，讨论传感器技术对于科学学习的影响：在概念发展阶段，让教师们通过设计探究式教学活动，和基于传感器技术的活动，并对表现进行评价：概念应用阶段则是教师在熟悉一系列活动后，参与到问题解决和自我探究的活动中，如，小组合作设计基于温度、电导率仪、pH探头的探究活动，并对教学表现进行评价、反思和交流。研究表明，这样的培训模式，使得职前教师对于技术的态度大有转变，一系列的教学活动，使得职前教师的探究能力、组织能力以及科学活动的参与度和态度等均有所促进，教师对于技术的使用能力、信心度进一步提高。
荷兰特温特大学Joke Voogt博士等人，通过基于传感器技术的课程培训。来促进职前教师的技术教学应用能力。该培训课程开发了针对帮助教师理解基于传感器技术的学生中心课程的教学及其实施步骤的课程材料。课程材料的活动设计以POE（预测—观察—解释）理论为指导，通过预测、实验设计、数据分析、比较预测和结果、反思等环节来组织教学，通过将教师设计的课例应用到实际课堂中。结果表明。绝大多数教师愿意在课堂教学中使用基于传感器技术的学生中心科学课程。他们认为。这样的课程对学生的科学学习很有帮助：小组合作探究方式的教学相对容易。而过程评价相对较难：利用学生前概念以及鼓励学生对预测和发现的讨论较难：需要一段时间来达到对于技术教学的班级管理和掌控：相应的课程材料及其评价方式的开发对于技术传感器技术的教学也是很重要的。
可见，国外在基于传感器技术的教师培训方面，侧重借助于一定的教学模式来促进教师对传感器技术的认识和教学应用的能力提高，尤其注重教师基于传感器技术的教学内容设计和实践应用环节，使得教师培训与教学实际相结合，有利于教师从实际出发，从教学实践中体会和收集反馈，从而对原教学设计做出评价和修正。加深他们对于技术应用的现实意义的理解。
此外，还有研究者对学生传感器技术的使用及其看法进行了调查，得出结论：学生传感器技术的操作技能、对传感器学习功能的认识、对技术使用的态度等，均对教学产生了一定的影响。些方面的研究和反馈也进一步促使教师在实际使用过程中，以学生的认知水平和基本技能为前提来设计相应的科学活动。
五、思考和建议
综上所述，国外教育技术或科学教育领域一些著名学者以及相关大学和教育研究机构，对基于传感器技术的科学教学展开了多方面的讨论，主要集中于基于传感器技术的教学对学生概念转变和能力培养的考察：侧重基于传感器技术的教学模式及其教学效果的探索：关注传感器技术教学应用影响因素的探讨，如。教师使用情况及其问题等：以及注重职前教师传感器技术教学应用培训模式的探讨。通过这些研究，使得基于传感器技术的教学设计及其应用，有了强力的理论支撑。本文结合国内的研究现状。在上述文献分析的基础上。简要提出相应的建议。
（一）我国传感器技术的教学应用研究现状
在基于传感器技术的教学应用方面，我国学者主要从基于传感器技术的实验开发着手，进行了大量研究，研究内容包括教材常规实验的改进（如，用温度探究代替温度计来观测二氧化碳的温室效应），抽象理论的实验新设计（如，酸碱滴定中电导率的变化、沉淀平衡时电导率的变化等），课外实验活动的开发（如，利用色度计测红枣中铁元素的含量）等。这些实验的设计和开发为促进相关教学提供了支持。但基于探究教学模式设计的传感器技术实验活动研究不多，尤其是面向低年级的课外实验探究活动甚少。从教师教育的角度来讲，有关技术教育的师资培训中，针对基于传感器技术的教学培训模式的探讨也较少。在基于传感器技术的学生概念认知方面，也有一些研究，如，对传感器技术与酸碱中和滴定概念学习的研究，对传感器技术与化学定量问题解决的研究等，叫旦成果并不丰富。
传感器论文范文 篇二
1．1气压传感器的结构设计
压阻效应于1865年由LordKelvin首先发现，现在这个原理广泛应用于传感器原理中。当传感器薄膜结构上的压敏电阻受到外界压力作用时会产生形变，使电阻率发生变化从而引起电信号的改变，这就是压阻式压力传感器的工作原理。由此可见，压敏电阻的变化与受到的压力大小和压阻系数有关。本文中的气压传感器是基于硅的压阻效应设计的，制备的气压传感器芯片结构截面图。传感器结构由一个单晶硅弹性薄膜和集成在膜上的4个压敏电阻组成，4个电阻形成了惠斯通电桥结构，当有气压作用在弹性膜上时电桥会产生一个与所施加压力成线性比例关系的电压输出信号。
1．2气压传感器制作工艺流程
整个流程主要是采用硅表面微加工工艺。与传统的压阻式压力传感器的加工方法相比，该工艺流程采用了外延单晶硅硅膜的工艺进行真空腔密封，这种方法可以克服传统的湿法刻蚀工艺的缺点，加工出的单晶硅膜具有很好的机械性能。①首先，对硅衬底采用各向异性干法刻蚀，刻蚀出一道道约5μm深的浅槽。然后采用各向同性干法刻蚀，使浅槽下方形成一个连通的腔。②采用外延工艺，在衬底上进行单晶硅外延，并利用外延的硅材料将浅槽完全封住，从而在下面形成一个接近真空的密封腔。外延工艺如下：温度为1135℃，采用的是H2，PH3等气体，外延时的真空度为80torr。③在对外延硅层的局部区域进行小剂量硼离子注入。该部工艺主要是为了制作压敏电阻，压敏电阻主要位于膜四边的中央。④对局部区域进行大剂量硼离子注入。该步工艺主要是要实现压敏电阻条之间的欧姆连接，并为压敏电阻的引出做准备。⑤在硅片表面生长一层氧化层及氮化层，用作绝缘介质层。⑥对氧化层和氮化层光刻并图形化，形成接触孔。⑦溅射金属层并光刻图形化，形成引线及压焊块。
2测试电路设计
此压阻式气压传感器，压敏电阻初始电阻值为163Ω，满量程输出电阻变化最大为9Ω，针对此微小阻值变化量，本文中设计了一款专用接口测试电路。该测试电路主要包括STM32系列单片机及ADS1247模/数转换模块和液晶显示模块。电路应用时将惠斯通电桥输出节点与测试电路连接起来，通过硬件和软件的结合实现外界气压信号的检测并转化为数字电信号进行输出，读数在LCD显示屏上进行显示，测试电路板的说明如图4所示，针对部分重要模块的电路设计在下文说明。
2．1电源电路设计
测试系统中需要用到3．3V和5V两种电压(选用的STM32单片机规定工作电压为2．0V～3．6V，ADS1247数/模转换模块模拟电源部分供电电压为5V)，根据测试电路元件的需求，采用国产LM2940－5和LM1117－3．3两个稳压模块来进行电源供电的设计。
2．2ADS1247模/数转换电路设计
ADS1247是TI公司推出的一种高性能、高精度的24位模拟数字转换器。ADS1247单片集成一个单周期低通数字滤波器和一个内部时钟、一个精密(ΔΣ)ADC与一个单周期低通数字滤波器和一个内部时钟。内置10mA低漂移电源参考和两个可编程电流型数字模拟转换器(DAC)。通过程序设置，在输出电压裕度内，DACS可为外部提供多种强度的电流，分别为50μA、100μA、250μA、500μA、750μA、1000μA、1500μA。除此之外，ADS1247还具有一个可编程放大器(PGA)，放大倍数可设置为1倍、2倍、4倍、8倍、16倍、32倍、64倍、128倍。
3气压传感器性能测试分析
气压传感器作为一种高空探测的工具，它的性能好坏直接影响到高空探测的准确性，针对本传感器结构进行测试并从数据中对气压传感器的灵敏度、线性度、测试精度进行了分析及拟合修正。
4结束与讨论
传感器技术论文 篇三
关键词：高职教育；传感器技术；教学改革；探索
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-0118（2012）07-0096-02
一、引言
传感器是获取自然科学领域信息的主要途径和手段。在现代测控系统中，作为关键环节的传感器处于连接被测控对象和测控系统的接口位置。目前，传感器广泛用于工业、农业、交通、军事科研、环境监测、现代办公设备和高端电子产品等领域，是构建现代信息系统的重要组成部分。没有传感器就没有现代的科学技术，传感技术在促进生产发展和现代科技进步的广阔领域内发挥着重要作用。因此，“传感器技术”这门专业技术基础课就显得尤为重要。笔者通过多年的教学实践，总结出一些经验，并在实际教学中取得了一定的成效。
二、教学内容的改革
目前，国内有关传感器的教材越来越多，主要有两种类型：一是以传感器的工作原理分类的角度出发，讲解检测的基础知识、各种类型的传感器的工作原理、最后介绍智能型传感器和传感器网络等新知识；另一种是从以各种类型的传感器的选择和应用为主，很少进行理论研究。笔者采用的是第一种类型教材。在讲授过程中，由浅入深着重介绍了目前已经发展相当成熟的电阻式、电感式、电容式、压电式、霍尔式、光电式等经典的传感器的基本原理、特性测量电路和应用。把半导体、微波、辐射式、超声波、数字式和智能式等传感器的基本原理及应用作为选讲内容。在教学中，不但要让学生定性地了解传感器的工作原理，熟悉其基本特性，还要培养理论与实践相结合的能力。多年的实践教学使笔者体会到：不需要对教科书中的每一种传感器都逐一进行介绍，要着重讲述几种有代表性的传感器，包括其工作原理、测量转换电路。要将这几种基本传感器的知识讲全讲透，使学生能够真正理解什么是传感器、如何选择和使用传感器。对于一些新型传感器，教师也可以不讲，采取引导学生充分利用网络资源的方式，来了解传感器的最新动态，激发学生的学习兴趣。
三、教学方法的改革
教学方法的改革，是提高教学品质的重要保证。改革教学方法的重点，是要以提高教学品质、提高授课效果和提高学生的学习积极性为目的。
（一）寓教于乐，提高学生学习兴趣
如何提高学生的学习兴趣，是教学过程中的重中之重。都说兴趣是最好的老师，而兴趣是可以引导和培养的。学生自己如果对某门课程很感兴趣，他们会肯钻研，勤学好问，把这门课学得很好。因此，在本课程的讲授中，非常重视培养学生的学习兴趣，将传感器的内容讲授与生活中的应用紧密联系起来，让学生知道在现实生活和未来工作时都会用到传感器，并且在课堂生结合生活实际有针对性的讲述相应传感器的原理和应用，结合教学内容中的检测技术的地位和作用，列举了大量学生认识的实例，如电饭煲、豆浆机、热水器等家用电器对温度如何检测和控制，用到了哪些温度检测传感器？火车站的安检系统是怎么工作的，为什么会检查出违禁物品？汽车里的安全气囊在什么状况下自动弹出，是怎么个工作原理？遥控器是如何实现控制电视机换台的？手机触摸屏是怎么实现的，用到了哪些传感器？等等。通过大量的应用实例吸引学生的注意力，激发学生的学习的兴趣和潜能，引导学生积极思考，主动探索。
（二）借助多样教学手段，提高教学效果
在讲授传感器技术课程时，可以借助教学课件、影像等多媒体教学手段来提高教学效果。充分发挥powerpoint的各种功能，因为减少了板书的时间，极大丰富了课堂信息量。采用了不同颜色的字体和醒目的线条，突出显示了难点和重点，使学生能够在一页幻灯片中，快速地找到关键的词语、图形。利用powerpoint的动画效果，使电子教案形象具体生动。例如，在讲解无损探伤的时候，通过flash演示，学生能清晰的看到检测的过程中如果材料中有缺陷，超声波的往返信号变化，不仅激发了学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，而且也加深了学生对此内容的理解。另外，还可以在课程中引入仿真技术，利用Multisim等软件进行虚拟实训和仿真，这样既降低了实训耗材成本，又可以使抽象复杂的问题变得直观简单，使教学达到事半功倍的效果。
高职学生在学习时更注重的是理论和实践相结合。通过一系列设计型综合型实验，如电子温度计制作、数字湿度仪设计与制作、防盗报警装置设计、生产流水线产品计数器设计与制作、火灾自动检测系统设计、数字电子称设计与制作、自动照明装置设计、智能小车设计、灭火机器人设计等，培养学生创新意识和设计、动手制作能力。力争让学生成为“下得去、留得住、用得上、干得好”，整体素质比较高，符合企业实际工作的需要的人才。
四、考核方式的改革
考核的目的是促进教师的教学和学生的学习，考虑本课程的应用性较强，因此，要重点考察学生对基本内容的掌握，对所学知识的灵活应用。建立品质分析制度，注重平时考核，成绩结构多样化。从2000年起，在自动化99级、电子99级等专业进行教学探索。将考试与平时考察的比例定为：课程结束考试占总评成绩的50%，课外作业占10%，课堂测验占15%，实验占25%。由于平时的训练与考察加强了，学生投入加大，掌握知识较牢固。并且要求平时成绩（包括课堂提问和出勤）不达到10分(总分15分)或实验缺席者，取消期末考试资格。这样一方面督促学生按时上课，课堂上积极回答问题；另一方面能全面地对学生理论和实践进行考核，促使学生将理论讲授与实际应用结合起来，更充分地认识到传感器基本性能和基本应用。并能缓解期末复习的压力，提高学习兴趣，加深对知识的掌握程度。建立课程考核品质分析制度，考试结束后认真进行试卷分析和成绩分析，并写出相应的分析结论。理论考试是必须进行的一项评定环节，理论考试可以采用开卷考试的形式，但是命题要以基本理论基本概念为基础，侧重于传感器在实际应用中的分析和设计，重点考察学生对传感器的真正意义上的理解和认识。要及时发现在命题或试卷批改及实验的考核中存在的一些问题，总结经验，不断完善考核办法和更新考试内容。
五、结论
通过上述对传感器技术课程的教学改革，学生对本课程的学习兴趣与日俱增，对理论知识的理解进一步深入，实践动手能力与分析问题解决问题的能力也进一步提高，得到学生的普遍好评，承认并肯定了传感器教学的效果。
参考文献：
［1］杨宝清。现代传感器技术基础［M］.中国铁道出版社，2001.
［2］牛永奎，冷芳。传感器及应用［M］.清华大学出版社，2007.
［3］杨汇军，王俊生“.传感器与检测技术”课程教学改革的探索与实践［J］.中国电力教育，2011，（9）:188.
传感器论文范文 篇四
一、汽车电子操控和安全系统谈起
近几年来我国汽车工业增长迅速，发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测：汽车工业有可能超过IT产业，成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实，汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT产业的增长。例如，虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右，但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%，中、高档轿车中汽车电子已占30%以上，而且这个比例还在、不断地快速增长，预期很快将达到50%。
电子信息技术已� 汽车工程界专家指出：电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是，必须指出的是，除了一些车内音响、视频装备，车用通信、导航系统，以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外，现代汽车电子从所应用的电子元器件（包括传感器、执行器、微电路等）到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器（智能执行器、智能变送器）。
实际上，汽车电子已经经历了几个发展阶段：从分立电子元器件搭建的电路监测控制，经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统，现在已经进入了采用高速总线（目前至少有5种以上总线已开发使用），统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据，实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元（ECU）组成，可以独立操控，同时又能协调到整体运行的最佳状态。例如为使发动机处于最佳工作状态，就需要从吸入汽缸的空气流量、进气压力的测定开始，再根据水温、空气温度等工作环境参数计算出基本喷油量，同时还要通过节气门位置传感器检测节气门的开度，确定发动机的工况，进而控制，调整最佳喷油量，最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速，最终计算出并发出最佳点火时机的指令。这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以与废气排放的监控系统和起动系统等组合，构筑成可使汽车发动机功率和扭矩最大化，而同时燃油消耗和废气排放最低化的智能系统。
还可以举一个安全驾驶方面的例子，出于平稳、安全驾驶的需要，仅只针对四个轮子的操控上，除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置（ABS）外，许多轿车，包括国产车，已增设了电子动力分配系统（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在，国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统（EBA），该系统在发生紧急情况时，自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度，并判断紧急制动的力度是否足够，如果需要，就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间（例如百万分之一秒级）内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速，进而为每个车轮平衡分配动力，保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”（ETC）系统等。
从以上列举的两个例子可以清楚看到，汽车发展对汽车电子的一些基本要求：
1．电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器（+调理电路）+微处理器，然后再通过微处理器（+功率放大电路）+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求，需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路，并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。
2．现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制，但汽车车体内的空间有限，构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是，电子控制单元应与受控制部件紧密结合，形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。
3．电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例，它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开，但在极大多数时间内气囊是处在待命状态，因此安全气囊的ECU必须具有自检、自维护能力，不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性，确保动作的“万无一失”。
4．汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性，并且，对电子产品而言，大多处于非常恶劣的运行环境中，而且各不相同。诸如工作状态时的高温，静止待命时的低温，高浓度的油蒸汽和活性（毒性）气体，以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此，电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。
5．与上述要求同样重要，甚至有时是关键性的条件是，汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产，并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器，它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要，而
二、智能传感器：微传感器与集成电路融合的新一代电子器件
微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混，仍然笼统地称之为传感器，或者含糊地归纳为汽车半导体器件，也有将智能传感器（或智能执行器、智能变送器）与微系统、MEMS等都归入了MEMS（微机电系统）名称下的。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。
首先必须说明的是，在绝大多数情况下，本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件：将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器；将电学信号转换成非电学参量输出的执行器；以及既能用作传感器又能用作执行器，其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说，关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器（或执行器、或变送器）的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物，而是基于半导体工艺技术的新一代器件：应用新的工作机制和物化效应，采用与标准半导体工艺兼容的材料，用微细加工技术制备的。因此有时 可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。
它由两块芯片组成，一是具有自检测能力的加速度计单元（微加速度传感器），另一块则是微传感器与微处理器（MCU）间的接口电路和MCU。这是一种较早期（1996年前后）的，但已相当实用的器件，可用于汽车的自动制动和悬挂系统中，并且因微加速度计具有自检能力，还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到，微传感器的优势不仅是体积的缩小，更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指的是，采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说，单芯片的解决方案显然更可取，生产成本更低，应用价值更高。
智能传感器（SmartSensor）、智能执行器和智能变送器-微传感器（或微执行器，或微变送器）和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件（例如上述的微加速度计的单芯片解决方案）。因此智能传感器具有一定的仿生能力，如模糊逻辑运算、主动鉴别环境，自动调整和补偿适应环境的能力，自诊断、自维护等。显然，出于规模生产和降低生产成本的要求，智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前，或流程中，或工艺完成后增加一些特殊需要的工序，但也不应太多。
在一个封装中，把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器（SAR）、微处理器（摩托罗拉69HC08）、存储器和串行接口（SPI）等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成CMOS电路工艺流程之前，亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟，已广泛用于汽车（机动车）所需的各式各样的压力测量和控制单元中，诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广，不局限于汽车工业。目前，生产智能压力传感器的厂商已不少，市售商品的品种也很多，已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小，随之控制单元所需的接插件和分立元件越来越少，但功能和性能却越来越强，而且生产成本降低很快（现在约为几美元一只）。
顺便需要说说的是，在一些中文资料中，尤其是一些产品宣传性材料中，笼统地将SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都称之为智能传感器，但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为，Smart（智能型）传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然，知识型的内涵也在不断进化，但那些只能简单响应环境变化，作一些相应补偿、调整工作状态的，特别是不需要集成处理器的器件，其知识等级太低，一般不应归入智能器件范畴。
相信大多数读者能经常接触到的，最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况，因为CCD阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱，必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的，在中、高档长焦距（IOX）光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统，特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪，通过它监测机身的抖动，并换算成镜头的各轴向位移量，进而驱动镜头中可变角度透镜的移动，使光学系统的折射光路保持稳定。
微系统（Microsystem）和MEMS（微机电系统）-由微传感器、微电子学电路（信号处理、控制电路、通信接品等）和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。
MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显，MEMS的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程，也即采用常规标准的CMOS工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法，其中也包括微机械结构件的制作。
微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器，智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS，MEMS的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令，进而能独立、正确动作的微机械（Micromachines）。现在，开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少，涵盖图4所示的各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。
传感器论文范文 篇五
基金项目：辽宁省自然科学基金资助项目(资助号：2001101026)
作者简介：朱进(1980―),女，辽宁锦州人，硕士研究生，研究方向：大系统的分散控制及鲁棒控制(E-mail:)｡ 文章编号：1003-6199(2007)01-0014-04
摘要：考虑一类非线性关联大系统的可靠控制器设计问题，该系统具有常时滞､参数不确定性､非线性扰动和传感器故障｡其中参数不确定性满足匹配条件，非线性扰动满足范数有界条件，传感器具有部分失效的模型｡本文的目的是设计无记忆分散控制器来镇定该系统｡通过解线性矩阵不等式获得此控制器，使得当传感器器发生故障时被控系统能够保持渐近稳定｡最后通过仿真的例子，验证该状态反馈控制器的可行性｡
关键词：容错控制；控制器；关联系统；传感器故障
中图分类号：TP273文献标识码：A
1引言
可靠控制是将系统部件可能发生的故障考虑在控制器设计过程中，可使所设计的控制系统无论是否出现故障都能保持一定的性能指标｡由于元器件质量，环境变化等各种因素，执行器和传感器失效是实际工程系统经常遇到的问题｡近年来，不确定系统的容错控制问题的研究取得了一些成果[1-4]｡文献[1]-[4]均是对具有离散故障模型的系统进行研究，即将部件输出分为正常和中断两种情况，部件无故障时将输出信号增益设为1;部件发生故障时将输出信号增益设为0｡而执行器或传感器通常会出现部分失效的情况｡文献[5]和文献[6]虽然考虑了传感器的部分失效，但仅是对单个系统进行研究，而随着科学技术的发展，系统的构成越来越复杂，出现了各种结构的大系统，如动力系统､通讯系统､社会系统､经济系统等｡因而，研究关联系统的完整性设计显得尤为重要，并且关联大系统的分散控制不仅可从理论上简化复杂问题，而且实现起来也经济､可靠｡
本文针对具有传感器部分失效的模型，研究了不确定非线性关联大系统的可靠状态反馈控制器的设计方法｡利用线性矩阵不等式，给出了控制器的求解方法，此控制器使得闭环系统无论是否发生故障仍能保证渐近稳定｡
2问题描述
考虑不确定非线性关联系统的故障模型：
是第i个子系统在时刻的状态向量；ufi(t)∈Rqi是考虑第i个子系统在时刻的控制输入向量；φi(t)是连续的向量初值函数；d为时滞常数；是具有适当维数的常数矩阵；(t)是反映第i个子系统模型中时变参数不确定性的不确定实值矩阵｡假定系统(1)中的参数不确定性ΔAi(t)､ΔAid(t)和非线性扰动 fi(xi(t))分别满足以下条件：计算技术与自动化2007年3月第26卷第1期朱进等：具有传感器故障的非线性关联大系统的可靠控制
3主要结果
定理1对于系统(6)如果存在正定矩阵X,Y,使得由Schur补性质可知(10)式等价于(7)式，即定理1成立｡
4例子
考虑具有执行器故障的不确定关联系统(1),其中进行仿真，结果见图可以看出两个子系统渐近稳定，说明本文所设计的分散控制器是可行的，可以达到预期的目的｡
5结论
本文讨论了一类具有状态时滞､参数不确定性和未知非线性扰动的不确定非线性关联大系统的状态反馈可靠控制问题｡把传感器可能发生的故障考虑在控制器的设计过程中，通过求解线性矩阵不等式，从而得到分散无记忆可靠控制器，使得闭环系统无论是否发生故障都保持渐近稳定｡
图1 失效时第一个子系统的状态响应
传感器技术论文范文 篇六
传感器是一种检测装置，其测量对象是被检测系统的信息，然后将其以不同的形式进行传输、处理和管理等工作，从而能够实现对被检测系统信息数据的自动测量和控制。简单来说，传感器的作用就是类似于人的感觉器官，帮助机电一体化系统探索和发现系统当中存在的问题。因此，将传感器技术应用于检测机电一体化系统的操作对象以及运行环境状态，能够精确、快速的获取机电一体化系统的运作信息，有效地提高了机电一体化系统的运行水平。目前，传感器技术已经被广泛用于人们的生活和生产当中，引起了人们的高度重视。但是与此同时，由于传感器技术在我国的起步较晚，在发展过程中仍然存在着一些局限性，�
2传感器技术在机电一体化中的应用价值
机电一体化技术包含机械制造技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术以及人工智能技术等多方面内容，在发展过程中直接导致了自动化技术的产生。而从某种程度上说，传感器技术是机电一体化发展过程中不可缺少的关键技术，影响着机电一体化系统的自动化程度，具有非常重要的应用价值。
2.1传感器技术在机械加工过程中的应用
众所周知，在机械加工的过程中，需要检测的地方有很多，下面将从两个个方面进行简要介绍：第一，将传感器技术应用于机械的切削过程和机床运行过程。现阶段，在切削方面，传感器技术主要是对切削过程中的机械设备切削力的变化状态进行控制，通过分析这个过程当中的相关数据，从而实现对设备运行状态的了解，保证切削过程的顺利进行，提高切削过程的生产效率，以及降低材料的消耗量。将传感器技术应用到机床的运行当中，主要是为了对机床的驱动系统、温度进行检测，从而保证机床运行的安全性，通过分析得到的相应参数，从而不断提高机床的运行效率和精度。第二，将传感器技术应用到工件的生产过程。与切削和机床的运行过程相比，工件的生产过程监视是非常重要，而且研究和应用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要对所用的加工设备和坯件进行自动检查，从而保证加工过程的正常进行，比如说自动判断和调整坯件的夹持方位等；其次，在加工过程中，也有严格的要求，对切削的剫、力度、扭矩等参数都需要进行自动检测，以保证加工条件处于最佳状态，除此之外，对于在这个过程中加入传感技术的其他目的还在于提高切削过程的生产效率；最后，在加工完成之后还需要对工件的合格与否进行测量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形状等，由于检查的过程比较繁琐和复杂，所以这些检测需要能够自动的进行，并且可以将检测结果直接输入到下一道程序，从而选用合格的产品。
2.2传感器技术在汽车行业中的应用
近年来，随着传感器技术在汽车行业中的广泛应用，现代汽车不断朝着智能化、小型化和电子化发展，进入了全新时期。目前，在汽车的制造过程中，为了实现汽车的机电一体化，需要用自动控制系统来代替传统的机械式控制装置，将先进的监测和控制技术扩大到汽车的全身，从而全面改善汽车的功能，不断增加汽车的人性化服务、减少排气污染和汽油损耗、提高汽车的安全驾驶和舒适性。比如说，在实现汽车的一体化过程中，凡是和电子控制有关的系统或是装置都离不开传感器的应用，尤其是在安全报警装置、信息装置和自动变速器等装置当中，所以这也要求传感器能够适应恶劣的环境，无论是尘土弥漫还是风雨交加的时候，都能够保证具有很好的密封性，与此同时还应该具备一定的抗干扰能力，尤其是安装在汽车发动机内的传感器，需要能够承受得住发动机在工作时的高温和高压环境。
3我国传感器技术在机电一体化中的发展现状和未来方向
传感器论文范文 篇七
关键词 教学改革 传感器 仿真技术 实践教学
信息传播技术的飞速发展，给传统的机械电子专业带来猛烈冲击，推动学科教育的革新，专业教育也不断探索与之相适应的教学实施途径。信息传播技术的充分发展，改变了传统的教学模式，远程教育成为新的教学模式并广受欢迎。远程开放教育招生的注册人数逐年快速上升，因学习能够不受时空限制，专业学习者绝大部分是在职人员，他们更倾向于在网络环境中接受专业教育。良好的招生形式需要好的教学体系来保证和维持，如何保证和提高网上办学的教学质量是远程教育工作者们面临的新的课题。
教学质量要靠优质的课程单元来保证。随着机器人、自动控制等技术的兴起，传感器技术在各个应用领域对传感器的需求不断增加，是自动控制、机电一体化等专业的专业基础课。本文将探讨在远程教育环境下，如何进行传感器与测试技术课程的教学改革。
1 远程模式下传感器课程教学的新难题
传感器技术是当今世界令人瞩目的高新技术之一。作为信息采集重要元件，传感器广泛应用于各种智能控制、信息处理系统当中，它是将各种待测非电量按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的装置。传感器种类繁多，包括应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、霍尔式传感器等。传感器与测试技术主要是讲授工程检测中常用传感器的工作原理及在测试系统中的基本应用。
在远程教育环境下，传感器与测试技术课程的教学面临着诸多新的教学难题和挑战。首先，在教学内容上涉及理论多而广，增加了教与学两方面的难度。不同类型的传感器工作原理各不相同，讲解时需涉及声学、材料学、核物理、微电子学、工程数学、数据处理、控制工程等学科知识。这不仅对主讲教师在学识、能力、技巧诸方面提出严峻考验，同时对学习者的知识面和知识结构提出一定的要求。
对开放大学往届的机电专业学习者调查结果显示，他们大多是生产线上的操作人员，或者仅是某个岗位上的负责者，知识面相对较窄，知识基础也相对薄弱，而且每个人的知识结构不尽相同，会觉得传感器课程的知识理解起来困难重重。而课程的章节内容环环相扣，如果某次缺课，例如部分人工作环境中存在倒班制度，上课时间还需要根据工作时间安排来调整，知识的脱节将会给后面的学习带来更大的困难。因此，很多学习者更加觉得内容枯燥。
远程模式下中，实践环节的实施也需要探索新的实施途径。传感器课程是工科类学生培养其工程实践能力的重要环节，实践性强。单纯从外观上看，很多传感器大同小异，但其应用却千差万别，通过实践教学能有效帮助学习者深入掌握传感器相关知识。目前社会上掌握计算机和通讯技术的工程技术人员非常多，但精通传感器技术的工作者却很少，也是因为掌握它需要积累大量的工程实践知识。学习者在学习传感器技术时，如果仍采用一般专业基础课的实验方法，其形式相对简单，实验通常局限于在验证性的基本原理阶段，这类实验与实际联系不多，反映不出日新月异的传感器的应用，难以刺激学生的学习兴趣和创造欲望，教学效果不够明显。
2 远程教学环境下传感器课程改革的对策
2.1 多角度激发学习兴趣的远程学习
众所周知，学习兴趣是学习者能否学好某门课程的重要因素，也是课程取得良好教学效果的重要条件，因此，培养和保持学生的学习兴趣至关重要。从以往的教学中，笔者发现大多数学生在学期之初对传感器课程有着一定的兴趣，但这学习兴趣在一段时间后容易失去，其主要原因是理论难度逐渐增加，以及遗忘了以前的基础知识，导致前后知识不能顺利衔接。
针对此类情况，传感器与测试技术的远程教学从多角度激发学习者的学习兴趣。本课程开发团队确定出课程的重点和难点，具整理编写基本的文字、图片等学习材料，还有针对性地提供教学讲解视频、音频、课件动画等资源。例如在讲授热电偶相关知识的教学中，教材上提供的热电偶原理图图1（a）所示，虽然结构简单明了，但与工程实际中使用的产品相去甚远，学生很难将二者融为一体。在远程教学中我们补充了热电偶实物图、产品设计图纸，三者相互对照，学习者更容易接受和掌握热电偶的工作原理和实际应用。
远程教育的学生大多是在职学习者，教育背景、工作经历、知识结构不尽相同。这种现象造成有些课程内容对一部分人来说是已经掌握或者很轻松就能理解的，但对另一部分人来说则相反。针对这一现象，为远程教学中提供的教学视频、动画等多种多媒体资料可以充分发挥作用。
2.2 案例导向的传感器课程教学
传感器与测试技术课程大纲中规定：除了要求学生掌握工程捡测中常用传感器结构、工作原理等理论知识外，还得使学习者掌握在工程实际中如何选择和应用基本类型传感器，实现工程实际当中对力、压力、温度、位移、物位、转速和振动等物理量的测量。现有的传感器教材绝大多是以理论知识来组织教学内容的，应用往往是教学的难点。
笔者从多年的教学过程中发现，课堂上单纯的理论讲解，容易让学生疲劳，若加入应用案例分析，他们则会聚精会神，甚至还产生继续研究的兴趣，有些还能结合其实际工作举一反三。在学生首次接触课程时，笔者没有急于讲解第一章的传感器概念和特性，而是结合教材向学生介绍生活中、工业中、军事中传感器的作用与地位，空调、冰箱为什么恒温，机器人为什么能避开障碍物等，这些贴近实际的话题，让学生们兴致盎然。
因此，在传感器课程远程教学中引入案例教学，即在案例的讲解当中穿插传感器的相关理论知识，可以极大改善教学效果。案例的运用可以大大缩短理论与实践的差距，提高学生解决实际问题的能力。
在远程教学过程中，传感器课程内容组织常以一个完整的项目开发为案例，进行相关知识讲解，项目对象可以选一辆智能遥控车、汽车油门控制系统、太阳能热水器的水位控制装置等。例如，在电容式传感器知识讲解过程中，笔者通过一个门铃的工作过程作为案例，阐述其运作的原理和模式，学生对门铃较为熟悉，因此很容易接受深层次的关于门铃内部原理。
2.3 远程教学模式下的实践环节引入仿真技术
强调理论和实践研究相结合是工程技术学科的一个显著特点。随着高等教育的普及化，社会对各类专业人才的需求有了更进一步的提升。企事业单位不仅要求新入职者掌握坚实的理论基础知识，还希望他们具有较强的动手能力和一定的实践经验。如何提高学生的动手能力呢？实训设备价格昂贵，也不符合远程教育的随时随地的学习原则；工厂实习是传统的教育方法，但目前制造企业都注重安全生产，不愿意接受学生实习。
远程教学中，对于文字、图片、视频等教学资源，目前的教育网络系统能够给予很好的支持，对于传感器与测量技术课程所强调的实践环节，因用到专业的实验设备、实验环境等，给专业的远程教育带来新的难题。开发虚拟设备、建立虚拟实验室等仿真技术的应用，为解决这一困境提供了有效途径。
仿真技术在教学中存在如下优点：（1）创造一个虚拟的实验环境，减少了繁琐的硬件设备的投资和维护；（2）将多种专业知识综合运用，满足培养学习者的理论与实践结合的能力；（3）操作都在计算机虚拟环境下运行，利于远程教育模式。以下就用飞机上使用的电容式油量表系统为例，说明传感器课程实践环节中如何引入仿真技术。
油量表采用自动平衡电桥电路，由油箱液位电容式传感装置、交流放大器、两相伺服电机、减速器、指针等部件组成。油箱中的液位高低变化会引起这些组成部件的相对运动，最后反映在油量表的指针上，操作者根据油量表的读数获取当前油箱中的油位高低。
油量表的原理图如图2所示，当油箱无油时，电容式传感器Cx具有一个初始电容，电桥处于平衡状态，输出为零，伺服电机不转动；当油箱中油量增加，电容式传感器的电容之将会发生变化，电桥失去平衡，输出电压，电压经过放大后驱动伺服电机，经减速后一方面带动油量表指针偏转一个角度，另一方面移动可变电阻Rw，使其达到一个新的平衡。
单纯的文字说明和过程讲解是无法达到好的知识传递效果，而实物系统庞大，就算有也无法独立操作和讲解。
为了让学习者明了其“输入-输出”关系的运动过程，我们将仿真技术纳入实践教学环节，用动画的方式展现出整个控制过程，并且弥补没有实物的不足。过程仿真的开发软件很多，本案例使用东方仿真软件中的过程系统仿真平台来进行开发。动作仿真的开发结果能让学习者输入或改变油位高低参数h，动态展示出油量表随着液位高低而发生变化的一系列过程，能观察到油量表相应的变化。学生通过这一过程轻松掌握电容式传感器在工程中的典型应用，并能对其它类型的变介质式电容传感器的使用举一反三，达到预期的教学效果。
传感器技术论文 篇八
关键词：虚实结合 实验教学模式 自主创新
实验教学是课程教学必不可少的实践环节，理论知识需要通过实验才能加深印象，帮助消化和理解，理论知识才能得以巩固。所谓“纸上谈兵”的教学模式是不可取的，必须通过不断的实验，反复验证，才能达到较好的教学效果。因此，如何开展实验教学也是课程教学中至关重要的一个环节[1]。
任何实验的开展都建立在实验仪器的基础上，实验仪器直接影响到实验教学质量。所以长期以来，不管是高等院校还是科研单位，实验设备的投资都需要重点考虑。
1 现有传感器实验教学存在的弊端
随着现代科技的高速发展，由传感技术、通信技术、处理技术和控制技术组成的信息技术也得到了极大的推进。作为信息技术之首的传感技术在各个领域的作用也日益突显，所以，在电子信息类专业开设关于传感技术的课程必不可少。但由于传感器技术的不断发展，传感器实验也逐渐显现出一些弊端。
1.1 弊端的分析
（1）近几年，由于技术的融合，新传感器大多结构较复杂，通常是多个学科交叉结合的产物，原理较深奥，应用领域广泛，但价格也较昂贵，因此，实验室不可能配备全套产品供学生实验，而仅通过理论研究，不能让学生产生相对直观的印象。
（2）实验室现有设备，不管是单独的传感器，还是传感器模块，大多是密封的，其内部结构、材料等如同黑匣子，我们从外部无法探知，学生缺乏感性认识。
（3）传感器的信号调理复杂多样，不同的传感器应用于不同领域时，可根据不同的技术指标采用不同的转换电路。但从现有设备情况分析，信号调理电路是封装在特定的模块内，不只功能单一，而且具体参数指标都无法得知，不利于学生学习和创新。
（4）现有传感器实验大多只对应几种简单的传感器，而且大部分重心放在信号采集过程，对于传感器的信号特性分析较少。
1.2 改革的需要
鉴于上述弊端，对传感器实验教学模式进行改革是非常必要的。
教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量若干意见》（教高[2006]16号）文件中提出：“要充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验等。”因此，我们一直在考虑将传感器实验与虚拟技术相结合。
根据近年的观察与调研，我们发现新的智能化传感器层出不穷，微处理器和网络与传感器的融合技术快速发展，虚拟仪器技术也越来越多地被应用到信号检测领域[2]。
我们提出构建虚实结合的立体化开放实验平台，利用虚拟仪器技术完善实验内容，促进传感器课程的实验教学改革，促进学生知识、能力及素质的全面发展。
2 虚拟仪器技术
虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，是两门学科最新技术的结晶。
2.1 技术特点
虚拟仪器技术融合测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体[3]，它利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件完成各种测试、测量与自动化，具有性能高、扩展性强、开发时间短以及无缝集成等特点。
2.2 应用于传感器实验中的意义
虚拟仪器中最常用的开发工具是Labview软件，目前已广泛应用于工业界、学术界和研究性实验室。Labview软件使用图形化编程语言，采用能编译成机器代码的图形框图编程，在很多场合可以进行多种参量的分析（如温度、压力等），然后根据分析结果控制某一个目标，其与检测信号所用传感器是密不可分的。
3 构建虚实结合的传感器实验教学模式
本着重基础、重应用、重创新的方针，构建虚实结合的开放实验教学模式，促进学生实践能力和创新素质的全面发展[4]。该实验教学模式的具体内容如图1所示。
图1 传感器实验教学模式改革
3.1 实验内容整合，以项目式教学为导向
实验不再围绕具体的传感器开展，而是采用项目式教学的模式执行，验证性的实验内容大幅度减少，综合性和设计性实验所占比例提升到85%以上。如实验项目为：温度测量、转速测量等。实验室提供相关的传感器或信号调理电路模块，学生可依据自己的设计指标选择传感器或具体的信号调理电路。这样做可能在某种程度上提高了教学的难度，但这种模式更有利于学生的发展，更能激发学生的思考能力。
3.2 打破传统“一体”式实验平台，实现模块化的开放实验平台
现在部分实验课程仍采用“一体”式实验平台。所谓“一体”式，即所有的实验项目都在一台实验仪器或实验箱上完成，学生只需根据实验指导书上的说明，用连接线从*号插孔连接到*号插孔即可，有些同学甚至不明白实验原理也能完成实验内容，这样的实验教学形式不仅不能使理论知识得到应用与巩固，而且无法锻炼学生的动手与创新能力。因此，为了加强对学生创新能力的培养，我们不再拘泥于传统的“一机”式实验方式，而是采用模块化的教学方法。
所谓模块化传感器实验教学是指将实验中相关的主体电路做成小型模块，不再有专门、完整的实验电路，学生可以根据需要自行搭配电路。如信号调理电路中常用的差动放大电路、滤波电路等，这些都不再封装于专门的模块上，而是单独设立。如果进行温度测量设计型实验，学生可根据相关的小模块自行设计方案，如方案1：热电偶+差动放大器；方案2：PT100铂热电阻+电桥+差动放大器等。这样大大提高了学生的自主创新能力，也避免了依葫芦画瓢的现象发生。
3.3 引入虚拟仪器技术，构建虚实结合的实验模式
将虚拟仪器技术引入实验教学中，主要可以进行以下三方面的改革：
3.3.1 对传感器采集后的数据进行分析和处理
学生使用传感器检测的数据信号，可在专门的VI测试面板中进行分析和处理，如采样频率、采样长度等。通过对数据的各种分析，使学生更加了解传感器的性能。
3.3.2 自主开发与二次开发
一般情况下，实验室所具备的测试系统比较有限，而且较为常用。如果有学生需要测量一些特殊环境的参量，可根据实际的采集环境，基于Labview图形编辑软件，开发出具体的测试系统。此外，学生也可以在原有的测试系统上增加或删减功能模块，使自主开发和二次开发得以实现。
3.3.3 节约成本
信号检测需较多的测量仪器，通过虚拟仪器技术可以模拟出大多数的测量仪器，这样不仅大大降低实验设备的成本，也可避免实验设备损坏或老化。
4 结束语
目前，越来越多的国内外院校致力于研究基于虚拟仪器技术的实验教学系统。笔者提出的实验教学模式仍有很大的改善空间。今后，可考虑与其他课程结合，形成一个基于完整工程链的学习体系，如传感器+模拟电子线路+单片机+PCB设计+制版焊接+常用测量仪器的使用与系统调试。
参考文献
[1] 张臣文。基于虚拟仪器的数字化实验模式研究[J].襄樊学院学报，2010，31（2）：74-78.
[2] 舒筠佳。基于虚拟仪器的高校电子实验平台开发[J].上海电力学报，2009，25（3）：253-256.
传感器技术论文 篇九
关键词：传感器与自动检测技术；理论教学；实践教学；改革；优化
《传感器与自动检测技术》是一门随着现代科学技术发展而迅猛发展的综合性学科，已广泛应用于人类的社会生产和科学研究，起着越来越重要的作用，成为国民经济发展和社会进步的一项必不可少的重要技术。但学生学习本课程时通常感觉很抽象、不适应，容易出现枯燥、难以学好的感觉。为了提高教学水平，保证教学质量，对《传感器与自动检测技术》进行课程教学改革是有必要的。本文分别从理论教学和实践教学两方面改革进行探讨。
一、理论教学的改革
1.教学内容的优化
由于各种传感器的工作原理不同，我们对课程结构进行调
整，采用模块化结构，一种传感器就是一个模块。我们可以根据学生的专业特点选择其中几个模块进行组合，进行一至两周的教学，这样教学实施比较紧凑也比较灵活。例如：对于机电一体化专业的学生，就可以把工业上常用的电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器、磁式传感器等几个模块组合起来进行教学。
每个模块的教学内容采用课题的形式，让学生以小组为单位通过完成课题的方式，学习传感器的相关知识。在开始课题之前，我们先介绍传感器的结构与工作原理，采用框图形式将传感器各部分以及前后联系表示出来，形象直观，一目了然，再对传感器的工作原理作简单的定性分析，让学生掌握传感器的工作原理。
2.教学方法的优化
传统课堂以传感器原理讲授为主，传感器应用场合、测量范围稍带而过，造成老师教学困难、学生学习痛苦的不良状态。要想改变这种状态，就必须在教学方法上做出大胆的尝试和改革。
（1）采用任务驱动教学法组织课堂教学
所谓任务驱动教学法，是通过任务来实现教学目标的一种教学方法，即老师安排一些任务让学生来完成，学生通过小组讨论、查找资料和各种活动来完成任务。教师只在必要时对学生进行指导和帮助，起导游和导演的作用。学生在完成任务的过程中发挥了自主性和主动性，体验到了成功的喜悦，满足了表现自我的愿望，学到了原以为神秘高深的知识。
（2）采用多媒体课件辅助教学
为了提高教学效果，教师可将先进的现代化教学手段用于课堂教学。在课堂上可以通过多媒体等现代教学手段进行教学，将现代的计算机工具与实际的操作相结合，不断完善理论思维，拓展多项思维的思路，启发学生从不同的角度，用不同的手段去解决问题，才能真正地让学生掌握传感器与自动检测技术的内涵。在教学过程中利用多种手段，例如，创设视频、声音、动画等不同的学习环境，利用丰富生动的教学内容来代替枯燥的概念、理论原理的讲述，激发学生对知识的兴趣，进而能够感受到当前社会对传感器和检测技术的迫切需要，让学生了解所学知识如何利用，用到何处。
二、实践教学内容的改革
在教学中，我院将实践教学内容由传统的实验调整为实训和课程设计。在实训教学过程中，由2～5个学生组成一个小组，以小组为单位组织实训。教学采用循序渐进的方式，由简单到复杂逐步加大难度。因此，我们在实训时，对于后面的三个部分不要求学生去做，用数字电压表来代替，学生只需要做前面两个任务，即传感器的选择和信号处理电路，学生的主要精力转移到传感器的选择与信号处理电路的设计、制作、调试上来，难度降低很多。而接下来的实训则逐步要求部分学生做出全部电路，并能正确调试电路，直到完成相应物理量的测量。
通过实训内容的锻炼，大部分学生已能够基本掌握传感器测量电路的设计、制作与调试工作，也为课程设计的完成打下了坚实的理论、技能基础。经过两轮课程设计的验证，每个小组都能按时完成任务，使学生分析与解决工程实际问题的能力得到提高，既锻炼了学生的动手能力，也培养了学生的合作能力。
实践证明，《传感器技术与自动检测技术》课程的教学改革充分调动了学生的学习积极性，提高了该课程的教学质量，学生的综合素质得到了提高，也为其他课程的改革提供了借鉴。随着科学技术的不断发展，该课程的教学内容和方式还需不断改革和完善，我们将继续进行探索，以进一步提高教学质量。
参考文献：
［1］李晓莹，张新荣，任海果。传感器与测试技术［M］.高等教育出版社，2004.
［2］周继明。传感技术与应用［M］.长沙：中南大学出版社，2005.
［3］沙占友。集成传感器应用［M］.北京：中国电力出版社，2005.
传感器论文范文 篇十
1系统组成系统
主要由主控计算机、无线传感器网络骨干节点、无线温度传感器节点和无线温湿度传感器节点和半导体冷凝除湿器等组成。在开关柜室、电缆沟和开关柜内分别部署无线温湿度传感器，在开关柜内接头等可能发热部位部署微型无线温度传感器，这些传感器节点自组织成一个温湿度监测网络。系统组成如下图所示。
2系统工作原理
无线温度传感器、无线温湿度传感器自动定时工作，监测部署点的温湿度，这些监测数据通过无线骨干节点传输到主控计算机。主控计算机融合这些信息，判断出是否有开关柜过热、是否有可能凝露，是否需要投入半导体冷凝除湿器、并将告警信息发送到集控站监控平台，从而完成多个高压开关柜的实时在温湿度监控任务。主机通过比较设备与环境的相对温升、柜内与柜外大气的相对温升、不同相位的温度差异，分析可能的过热情况，提前发出预警信号，提醒管理人员进行处理。主机还通过比较设备与环境的相对温差、柜内与柜外大气的相对温差、柜内与柜外大气的相对湿度差异，柜内和电缆沟内的湿度差异，分析出是否有可能凝露，如果需要，就提前投入半导体冷凝除湿器，并发出预警信号，提醒管理人员进行处理。
3传感器节点的技术条件
考虑选用微型无线温度传感器用于带电体的温度监测，选用无线温湿度传感器，用于监测室内环境、电缆沟和开关柜内的温湿度，这些温湿度传感器的数据融合后形成凝露判据。在高压开关柜内使用的传感器节点必须具备满足以下技术条件：（1）微型化：要安装在带电设备上，体积大的传感器节点会导致开关柜内绝缘距离不够，也会导致电场分别不均匀，从而损坏绝缘，所以，带电设备上的传感器越小越好。（2）低功耗与长电池寿命：开关柜一旦投运，就很难再停电，所以要求无线传感器节点的寿命要足够长，保证在二个检修周期内无需更换电池或节点。（3）灵敏度：开关柜是密闭的金属柜体，对电磁波传播衰减非常大，如果灵敏度低，将不得不部署更多的骨干节点，这会增加系统的复杂度和系统成本。（4）抗干扰性能：变电站通常都有高场强的干扰，对射频干扰主要是火花形成的散弹噪声和电晕形成的白噪声，这些噪声会对射频通信形成干扰，所以要实现高可靠的无线通信，就必须有良好的抗干扰性能。
4结论
传感器技术论文 篇十一
Proceedings of the 12th
Italian Conference Sensors
and Microsystems
2008, 563pp.
Hardcover
ISBN 9789812833587
G Di Francia等著
本 这次会议由意大利传感器与微系统协会于2007年2月12-14日在Napoli城镇举行。本书收录了本次会议上的近80篇论文，为传感器与微系统及其相关技术领域的发展提供了一个独特的视角。
传感器与微系统是一门多学科交叉的综合性学科，它涉及材料科学、化学、应用物理、电子工程、生物技术等许多领域。本书将收录的79篇论文依据其所属的不同领域共分为9个部分：1.生物传感器，包含用于血糖生物传感器的敏感元件的制备与特性等10篇文章；2.生理参数监测，包含了对一种用于糖尿病人呼吸标志物检测的氧化铟传感器的研究等4篇文章；3.气体传感器，包含用多孔硅推动硅技术的极限：一种CMOS气体敏感芯片、用基于碳纳米管的纳米复合层涂覆的薄膜体声波谐振器制成的蒸汽传感器、饮水机中水和酒精蒸发速率的检测等15篇文章；4.液相传感器，包括用于水和空气环境化学检测的基于二氧化锡颗粒层的光纤传感器等4篇文章；5.化学传感器阵列和网络，包含了一个用于易挥发性有机化合物分析的多通道的石英晶体微天平、一种用于酒质量分析的新型便携式微系统的发展等9篇文章；6.微制造与微系统，包括通过实验研究湿多孔硅的拉曼散射现象、多孔硅上高流速渗透膜在氢过滤装置中的应用等13篇文章；7.光学传感器与微系统，包括金属包层的漏波导化学和生化传感应用、结构光纤布拉格栅传感器：前景与挑战等14篇文章；8.物理传感器，包括通过多像素的光子计数快速闪烁读出等6篇文章；9.系统和电子接口，包括能够估计并联电容值的非校准的高动态范围电阻传感器前端等4篇文章。
本书介绍了传感器与微系统在意大利的发展状况与趋势，对于从事传感器与微系统方面的研究人员及工程师们，它是一本十分有价值的参考读物。
孙方敏，
博士生
(中国科学院电子学研究所)
Sun Fangmin, Doctoral Candidate
传感器论文范文 篇十二
Abstract： The anti-theft alarm system based on single sensor has highly false alarm rate. In this paper， it proposes using multi-sensor to detect theft intrusion in the home intelligent anti-theft alarm system. Subsystem of multi-sensor signals fuses secondly by D-S fusion algorithm and the CPU makes the analysis and judgment. The results illustrate that the algorithm has the advantages of high accuracy and lower false rate.
P键词： 多传感器；D-S证据理论；防盗报警；数据融合
Key words： multi-sensor；D-S evidence theory；anti-theft alarm；data fusion
中图分类号：TN911.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）09-0114-03
0 引言
随着人们财产安全意识的提高，家庭智能防盗系统已经开始走进人们生活。智能防盗系统能自动检测盗情并及时报警，可以大大降低财产损失的风险。目前家庭安防报警探测器包括：门窗磁开关探测器、红外探测器、玻璃破碎探测器、微波探测器等[1]。但由于单一探测器会存在误报率高[2-3]等现象，如微波探测器对移动目标较为敏感，飘动的窗帘、闯入的小动物都可能触发报警；如被动红外对射探测器对外界的红外辐射温度较敏感，暖气、电炉可能产生误报，很难达到系统设计的精确要求。
本文采用多传感器多周期盗窃入侵检测，运用分布式D-S证据数据融合技术对测量信息进行数据融合，并从信息熵角度证实了该算法有效降低了误报的概率，提高了防盗报警的准确性和可靠性。
1 D-S证据理论
1.1 基本概念
1967年Dempstery就提出了D-S证据理论[4]，Shafer后来又加以扩充发展完善[5]，所以证据理论被称之为D-S理论。
正面给出D-S证据理论合成原理框图如图1所示。
2 多个传感器多次测量周期分布式信任分配函数的数据融合
3 仿真实验
在防盗报警实验中，在15m*10m有门无窗的实验室内安装1个摄像头，1个主机，3个传感器，包括被动红外传感器（用数字1表示），微波传感器（用数字2表示），门磁开关传感器（用数字3表示）。被动红外传感器与微波传感器安装在天花板中央，门磁开关传感器分为两部分，一部分装在门页上，另一部分装在门框上。当处于布防状态时，一旦有人推门而入，门与门框会产生位移，门磁传感器会产生电信号，该信号即刻发送给主机；同时微波传感器检测到移动的目标，被动红外传感器检测到人多红外辐射温都会产生信号；该信号即刻都会发送给主机。在布防状态，用摄像头观测整个过程，记录每个关键时间点。
实验中的识别框架为？专={A，B，U}，A表示发生盗情报警，B表示没有发生盗情不报警，U={A，B}即表示不确定（可能发生盗情报警也可能无盗情不报警）。实验人员进入房间40秒后，3个传感器连续观测2个周期（每个周期的时间为20秒），将获取得到实验人员的原始信息，经过相应技术处理后的信任函数见表1。mnj（・）表示第n个传感器在第j个周期确定的信任函数。例如m12（・）表示被动红外传感器在2个测周期的基本的信任分配函数。
利用式（6）对三个传感器在各自的两个不同的周期进行融合，融合后的结果如表2所示。
最后利用式（7）对3个传感器两个不同测量周期后融合后的信任函数，在融合中心用D-S证据进行数据融合，得到最终的结果，见表3
由上面的计算结果可知，每次融合之后的信息熵都要小于融合之前的信息熵。由此不难发现当传感器数目增加，测量的周期越多，经过融合后的信息熵会变得越来越小。由于信息熵是信息不确定的度量，信息熵大则不确定性大，反之，信息熵越小不确定性就越小。
所以，经过多传感器两级分布式融合之后信息熵变小了那么盗情报警的不确定性就减小了，可靠性得到了大幅度提高。
5 结论
本文提出在家庭智能防盗系统中采用多传感器盗窃入侵检测，运用D-S证据理论构建一个多周期多传感器的分布式融合二级模型。该算法可以有效的提高报警系统的准确性，降低其不确定性，抗干扰性强，无论在智能家居，银行还是仓库，公司等中具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1]杭州晶控电子有限公司。教你搭建自己的智能家居系统[M].机械工业出版社，2013：163-164.
[2]张丽，黄国青。基于Arduino/Android 的智能防火防盗报警系统设计[J].天津理工大学学报，2015，31（4）：18-22.
[3]刘明琨，陈红岩。基于多传感器融合的防盗报警系统的设计[J].煤炭技术，2012，31（1）：134-135.
[4]Dempster A P. Upper and lower probabilities induced by a Multi-valued mapping [J] Annual Mach Statist， 1967， 38（4）： 325-339.
传感器技术论文 篇十三
ZigBee无线网络共有路由器、协调器以及终端设备三种逻辑设备类型。一个ZigBee无线网络仅存在一个协调器。协调器一旦被激活将会自动建立独立网络。本文采用了星型ZigBee无线网络，有且只有一个PAN主协调器。为了确保网络唯一性将采用一个PAN标识符来建立，使终端设备与路由器网络都能够正常连接网络。
2机房监控系统的设计与实现
2.1ZigBee协调器节点硬件设计ZigBee协调器节点主要由六大模块构成，分别为LED指示灯、电源模块、串口模块、晶振模块、射频天线以及无线收发器。LED指示灯主要用于显示系统网络连接状态。串口模块用于传输数据信息，并接收相关指令控制协调器运转。由于射频天线在输入和输出为高阻与差动，故适用(115+180)的差动负载。为了进一步优化ZingBee协调器节点性能，我们采用了不平衡变压器。无线收发器工作电压为3.3V，在运行过程中应采用电压转换模块将5V电压下降至3.3V无线收发器能够同时接收两种频率的晶振电路，以此满足监控系统的不同电路需求。
2.2传感器节点硬件设计传感器节点主要由电源模块、CC2430数据传输模块、数据采集模块以及外部数据存储等模块构成。电源模块使用两节5号干电池，CC2430数据传输模块负责数据的传输与采集，并通过与路由节点进行数据交换来控制命令。数据采集模块主要负责采集系统监控区域的湿度、温度、水浸以及光照强度等信息，并将其转化为数据进程存储。
2.3ZigBee协议栈ZigBee协议栈是分层的，每一层都需要向上一层进行数据的提供和管理功能，其主要包括网络层、应用层、媒体访问控制层以及物理层。其中应用层内又划分为ZDO、APS以及应用对象等。媒体访问控制层与物理层位于协议栈子层的最底，属于硬件系统，其他层则在这两者智商，不属于硬件系统。ZigBee协议栈的分层结构简洁明了，极大的方便了系统的设计和调控。
2.4无线传感网软件平台搭建搭建无线传感网软件平台需要一个良好的操作系统。操作系统能够对各项任务进行调度并使整个系统正常运转。不同；诶型设备的同一项处理可以视为同一任务，新建任务并添加至系统，操作系统即将新任务与ZigBee协议栈进行融合，使系统获得新功能并投入使用，从而搭建出完整的无线传感网软件平台。
3结语
综上所述，基于传感器与ZigBee无线网络技术的机房监控系统设计需要布线，并进行硬件与协调器节点、传感器节点等设计，便于对机房环境进行实时监控，从而减少管理人员的工作重量，保障机房监控系统正常运行，具有相当的推广价值。
传感器技术论文 篇十四
英文名称：Chinese Journal of Sensors and Actuators
主管单位：国家教育部
主办单位：中国微米纳米技术学会会刊；全国高校传感技术研究会；东南大学
出版周期：月刊
出版地址：江苏省南京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1004-1699
国内刊号：32-1322/TN
邮发代号：
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1988
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
SA 科学文摘(英)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
期刊简介
传感器技术论文范文 篇十五
关键词：传感器技术 PBL 多维递进 课外研习 专题网站
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-338-02
1 引言
传感器是获取控制信息的主要手段，通常作为关键环节位于连接被测控对象和测控系统的接口位置，其基本原理和应用是现代科学技术人员必备的基础知识，故传感器技术相关课程是电气工程类、机电类及自动化类专业的一门主干课程，近年来更是发展成为电类专业乃至所有工科专业的重要选修课。
从课程性质看，传感器技术是一门内容复杂、实践性很强的交叉学科，在整个测控课程体系中具有承上启下的重要作用。然而，笔者结合多年教学经验发现，传感器课程教学仍存在不少问题，如教学内容滞后，内容分散，整体连续性不强；轻实践，与工程实践脱节等等。
为解决这些问题，笔者对高校学生的学习特点和思维方式进行具体分析，由此提出以�
2 学习对象特点及PBL模式
2.1 学习对象特点
高校《传感器技术》教学面向的对象是大二或大三年级的学生，他们的自我调控已建立在稳定的人格基础之上，学习动机倾向于信念型与兴趣导向，学习目的性、独立性及自主性强，思维的组织性、深刻性已发展到较高层次；且积累了一定的专业理论知识基础，知识学习与思考问题具有系统性、批判性。
2.2 PBL模式
PBL是指学生在教师的指导下，从自身的学习和社会生活、自然以及人类自身发展中选取研究专题，以探究的方式主动获取知识、应用知识、解决问题。这一模式中，问题是学习的起点，也是优化教学内容的依据；教师不纯粹是知识的讲解者与传授者，他们的工作重点是课前的设计和课后的反馈、反思。
因此，采用多维递进式的PBL教学模式，是符合高校学生的学习和思维特点的，它培养学生“主人翁”精神，可很大程度地激发学生的兴趣和积极性，主动发现问题和探索解决办法，从而培养他们动手和创新思维能力。
3 建立多维递进式PBL教学模式
根据传感器技术课程特点与授课对象的学习及思维特点，建立有效的传感器技术研究性学习（PBL）教学模式，结合多种教学方式与手段，将其深入贯彻到理论教学、实验教学及课外研习等环节，同时依托专题网站的建设和应用，整合可利用资源，从理论教学、实践教学、课外研习及专题网站着手，多维递进地贯彻“学习研究一体化”的思想，最大程度地激发学生学习兴趣，培养其动手及创新思维能力，提高教学质量和效率，改善传统教学的弊端，解决现存问题。
多维递进式PBL教学模式的研究框架如图1所示。
3.1 理论教学
如图1所示，理论教学中，分别从两个方面去改革：（1）优化教学内容；（2）整合教学。
3.1.1 优化教学内容体系
教师基于PBL教学的内涵和特点的探索和研究，对传感器理论知识体系进行科学的归纳梳理，删减部分理论性太强及细枝末节的内容，结合相关研究项目成果，同时增加新型传感器、新应用和相关研究项目的内容；从内容上淡化较为枯燥的理论或和专业较不相关的知识点，增加实践性、趣味性、直观性、新颖性强的内容。如自动化行业很少直接应用到成分检测技术，所以针对该专业的学生，此部分内容抽象且实用性不强，理应适当删减。而热释电红外传感器在电器行业、安全防护等应用广泛，如电视机、自动开关、防盗报警器等，也有不错应用前景，如智能汽车、机器人等。可适当增加相关内容。
3.1.2 整合教学手段
基于多媒体技术，采用项目导向式、优化举隅式、启发式、及案例展示式、研讨式等为一体的教学方式与手段，如以某些项目研究为导向，有目的地展开相关知识体系的讨论与讲授，并结合项目研究成果进行演示，强化知识或精选有趣的案例进行动画或视频展示；对同一类传感器进行采用优化举隅；或就某个主题引导学生收集并整理材料，巧设问题，展开主题讨论、演讲等等，在这过程中培养学生发现问题，思考问题，进而解决问题，还能举一反三的能力，在理论教学中培养学生PBL的思想。如在开始讲到温度检测的内容时，可首先向学生提问他们了解的有哪些温度检测方法，因为温度检测应用的领域非常广泛，而且发展历史悠久，学生对此有一定的感性认知和想法，从这个问题切入，可以启发学生去思考，讨论，然后再通过视频、动画或图片进行实例展示先进或新颖的检测仪器，最后再引导学生去思考这些温度检测方法的原理、过程，这样就可以激发学生的兴趣和发散思维，并且很好地引导了学生从感性到更深层次的理性认知。
3.2 实践教学
3.2.1 整合传统实训
就传感器技术的课程特点而言，其实验课时与理论学时比例是不太合理的，且由于实验设备欠缺、学时少等原因，实验多为验证性，缺乏设计性，综合性实验，这是不利于培养学生知识应用能力的提高及创新思维的培养。因此有必要对传统实训的内容进行整合，增加一些设计性、综合性及演示性的实验。实验可分为三类：（1） 要求学生自己操作并掌握的实验。传感器种类繁多，教师应科学设计实验内容。电阻式、变阻抗式及电动势式传感器应用广泛，也是基础性内容。教师可慎选具代表性的实验内容。如电阻式传感器中箔式应变片（测量电路依次是单臂、半桥、三臂及全桥），变阻抗式传感器中的差动变压器、电容传感器，电动势式传感器中的霍尔式传感器等传感器的特性分析实验。（2）学生自己设计及操作的实验。这类实验要求学生有扎实的基础和一定的积累，老师需给予辅导和启发。如在带领学生完成箔式应变片实验基础上，引导学生完成半导体应变片实验的设计和操作；（3）演示性实验。在有限的实验学时里，可适当补充这类演示实验。如热释电红外传感器。该传感器原理简单，操作容易，效果直观，学生兴趣大。
3.2.2 传统实训与虚拟仪器仿真相结合
巧设实验，传统实训和虚拟仪器仿真相结合，弥补实验设备和学时不足。如采用Multisim、proteus等软件构建虚拟电子实验室，有些不能用现有设备完成的实验可用这些虚拟仪器进行仿真，提高实践教学质量，使学生的实践能力和应用相关软件的能力得到进一步锻炼和提高，为学生培养PBL能力打下良好的基础。如可以用proteus软件。
3.3课外研习
课外研习是PBL教学中非常关键的内容，也是贯彻PBL思想的有力环节。传感器技术是一门实践性很强的课程，教师应鼓励、组织、引导学生走出课堂，积极参加学科竞赛、科研项目，有效实现PBL由课内向课外的延伸，形成综合性兴趣驱动的课外拓展性学习，和以科研为背景，课后设计与手工制作实践、学科竞赛为平台的高水平主题研习等不同形式、不同层次、渐进上升的学习研究模式，促进学生学习与研究一体化。
3.3.1课后设计及制作
教师以任务性学 学生作为完成创新性活动的主体，学习兴趣和主动性充分调动，积极完成任务。如基于红外传感器的果蝇捕杀技术研究，结合单片机的温度传感器设计、传感器技术在厕所节水装置的应用等等作品均具有较高的可行性、实用性和理论成熟度。过程中学生的资料检索、创新思维、动手能力及协同能力均得到很大程度的锻炼。教师可推荐其中的优秀作品参加竞赛，或者转化为其它形式的科研成果。
3.3.2 鼓励学生参加学科竞赛和科研项目
学科竞赛和科研项目是检阅学生专业知识、提高动手能力和培养创新思维很好的平台和方式。而传感器技术作为一种现代科学技术，是一门实用性、新颖性兼具的学科，在工农业各领域中应用广泛，在未来更是有着广阔的应用前景。教师应鼓励、引导学生参加汽车电子、电子设计、节能减排等等竞赛，或参与学院老师的科研项目，勇敢走出课堂，积极参加创新实践活动，把传感器技术理论与实际充分地结合起来，在实践活动中发现优点与不足，不断学习和改进。
3.4专题网站
采用PBL教学模式，教师不再是传授知识的主导，课堂也不再是讲授知识的唯一地点。学生有自主学习的能力，因此教师应创造良好的学生自主学习条件。专题网站建设可丰富课外知识，为学生的研究性学习提供更多的资源和空间。
根据霍兰的复杂适应系统（CAS）理论，教师的教学策略应以促进学习者与教师、学习者与学习者、学习者与资源、学习者与环境的交互为重点。而专题网站的建设和应用给学生和老师的教学提供了另外一个交互平台，且这个平台是不受时间和空间限制的，使学生可更大程度地开展研究性学习。
4结论
根据传感器技术教学存在问题及学生学习特点的分析，结合研究性教学内涵，提出多维递进式的PBL教学模式。从理论教学、实践教学、课外研习及专题网站建设等多方面出发，研究如何将PBL的教学模式多维递进地，全面贯彻于传感器技术的教学中。通过优化教学内容及丰富的教学手段，改变一成不变而枯燥的理论，培养学生发现、思考、解决问题的PBL能力；通过传统实训和虚拟仪器仿真相结合，弥补实验学时和设备的不足，提高实践教学质量，鼓励引导学生课外研习，专题网站学习，充分发挥学生主观能动性，有效实现PBL由课内向课外延伸。尽管如此，传统的教学模式根深蒂固，且由于教学条件的限制，PBL教学模式的贯彻和拓展仍然是一个长期坚持不懈的目标。
（2012年校级教育教学改革研究项目：《传感器技术》多维递进式PBL教学模式研究（G2120012））
参考文献：
[1] 李金宪。 传感器课程实训教学策略优化举隅[J]. 辽宁工业大学学报（社会科学版），2010， 12（2）：139-141.
[2] 杨鹏， 常鸣， 黄亚忠。 《传感器原理及应用》研究性教学实践与思考[J]. 中国现代教育装备，2008（10）： 85-87.
[3] 高美红。 专题学习网站在传感器教学中的应用研究[D]. 中国优秀博硕士学位论文全文数据库，2006.
[4] 陈静。 传感器与检测技术教学改革探索[J]. 中国现代教育装备，2011（15）： 94-95.
[5] 刘新福，刘金河，等。应用现代教学技术开展传感器教学活动的探讨[J]. 信息时代， 2011（6）： 44-45.