传感技术论文
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了八篇传感技术论文范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
传感技术论文范文第1篇
1、主要实践性教学环节：课程实验、课程设计、专业实习、毕业设计（论文）。
2、主要专业实验：传感器实验、传感网实验、物联网通信实验、物联网数据处理实验、物联网工 程规划与设计实验。
3、物联网工程专业培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能，具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。
4、就业前景，本专业培养适应传统媒体机构、政府机关、事业单位、公司等团体组织急需的宽口径、复合型信息传播人才。本专业既能从事信息传播时代内容方面的深度、综合、跨学科的信息传播工作,同时也能在新闻传播技术方面从事设计、制作等方面的传播技术类工作。
（来源：文章屋网 ）
传感技术论文范文第2篇
关键词：测试技术；工程教育；实践；主线；课程建设
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）40-0217-04
一、引言
为了适应新世纪面临的挑战和机遇，近年来工程教育与工程师职业改革受到越来越多的关注[1-3]。现代教育理念不仅重视知识内容的传授和教育投入，更重视能力和职业素质的培养[4-6]。2013年，中国加入华盛顿协议是我国工程教育发展的重要里程碑，对提高教学质量、促进我国工程师国际交流和职业发展具有深远意义。同时，如何贯彻“以结果为导向、以专业教育目标为导向”的教学理念，也给高等学校工程专业教学改革、课程建设，实现专业教育国际认证，提出了新的挑战[7-9]。
虽然只有400多万人，但是新西兰是一个高度国际化的国家，不仅体现在工业、农业和商业模式上，还表现在发达的高等教育体系中。新西兰是华盛顿协议组织首批成员国之一，奥克兰大学（University of Auckland）、奥塔哥大学（University of Otago）、坎特伯雷大学（University of Canterbury）和梅西大学（Messay University）等都有很好的国际声誉，国际留学生的比例较高。坎特博雷大学机械工程系被认为是世界上最好的工程系之一，优异的学术与工程技术水平在国际上享有盛誉。该校工程教育体系、课程教学组织和教学内容设计具有很强的系统性和连续性，一些较成熟的教育理念和组织方法值得我们借鉴和学习[10-13]。
本文结合测试技术课程教学内容和方法，分析了坎特伯雷大学机械工程专业（简称坎大机械）和吉林大学农业机械化及其自动化专业卓越工程师实验班（简称吉大农机）在课程内容设置、实践组织模式和学习效果评价方面的特点，总结了坎大工程专业课程教学的特色和经验，旨在探讨我国机械类专业测试课程教育的发展方向和改革途径。
二、课程定位
坎特伯雷大学本科教学分为两个阶段：第1学年叫过渡学年（Intermediate Year），后3年是职业教育学年，分别叫第1、第2和第3职业学年。与奥克兰大学（University of Auckland）、梅西大学（Massey University）等新西兰大学一样，坎特伯雷大学一般每学年设8门课（共修120学分），每门课15学分，学生一般每学期修60学分。近年来，各学校学分结构和标准逐渐统一，便于学生跨学校交流。在最后一个学年（Third Professional year）包括3门必修课和4门选修课。必修课包括毕业设计、机械系统设计工程管理与机械工程管理专业实践。毕业设计覆盖两个学期，占30学分。选修课包括学科模块（一般2～3门课）课程和自由选择课程。学科模块课程一般要求成组选择，自由选择课程可以在任何一个学科模块课程中选修。测试课程、控制和机器人学属于机械工程专业控制与自动化模块。
吉林大学工科本科专业学制也是4年，课程结构包括3部分：普通教育课、专业基础课和专业课。一般第1学年是普通教育课，第2学年是专业基础课，第3、4学年包括部分专业基础课和专业课。4年总学分为200学分左右，其中包括140～150学分的理论课和40～50学分左右的实践课程。平均每学年修学约50学分，每学期5～8门理论课，必修课一般2～3学分，选修课一般1～2学分。测试课是第3学年学习的必修课，属于专业基础课。
三、课程教学目标与内容
坎大机械和吉大农机专业具有共同的学科背景，测试课程的基本目标均为通过测试技术基本理论加深和扩展机械工程学科教育。坎特伯雷大学机械专业测试课程名称为“传感器与测试仪表（Instrumentation and Sensors）”，吉大农机专业测试课程为“测试与传感技术（Sensors and Measurement Technology）”。从课程设置可以反映出两个学校课程教学的不同特色，也体现出了教学理念的差异。
（一）课程目标
“传感器与测试仪表”课程的“仪表化”体现了测试技术的工业性和实践性，教学内容中包含了较多的实践教学内容。该课程包括36学时理论学习和不少于36学时的实验，还有复习和作业。另外，还有一项测试实验设计竞赛，该项目设计竞赛需要小组成员合作完成，每人工作12小时以上。修本课程的研究生还要按照学术论文格式写测试研究报告。理论课以外的自主学习（包括设计报告）和小组合作实践环节占整个学习进程的50%左右。据了解，除考试复习时间外，一般在坎大修1学分需要学生10小时的工作量，包括理论课学习、实验和完成作业、答疑、考试复习。
吉林大学“测试与传感技术（Sensors and Measurement Technology）”课程主要围绕测试系统学习测试技术的基本原理、系统功能结构、系统特性、测试方法和常用工程测试系统应用、调试和设计方法。“测试与传感技术”课程设置40课内学时，包括30学时理论学习、10学时课内实验，10学时课外开放实验和3～4次作业。自主学习时间约为20～25小时。
“测试与传感技术”课程学习目标：（1）理解测试信号的测试分析理论，熟悉测试系统主要功能结构和系统特性；（2）了解常用传感器原理与应用方法；（3）掌握基本测试仪表操作方法和建立基本测试系统的方法；（4）掌握应变片测试系统建模和关键测试部件设计方法；（5）了解现代测试理论，掌握数字化信号采集系统结构、软硬件建模方法；（6）掌握测试系统设计、试验规划与测试误差分析方法。由此可以看出，坎大机械专业“传感器与测试仪表”课程强调测试仪表运用和设计技能的培养。“知识”和“技能”训练围绕“学生进行测试仪表系统设计和应用”组织内容，实验技能训练占课程内容的50%左右。
“测试与传感技术”课程内容以工程测试系统应用技术为中心组织，培养了学生系统分析和设计的能力，知识和技术性较强。
（二）课程教学内容
为分析方便，把坎大机械工程专业“传感器与测试仪表”课程和吉大农业机械化及其自动化专业卓越工程师实验班“测试与传感技术”课程内容和时间安排整理到表2中。
表2中统计的学时未包含这两门课程安排的2学时答疑时间。除期末考试外，“传感器与测试仪表”课程还安排2小时的期中考试。（如果是硕士生选修这门课，必须完成“测试技术学术论文”）
从表2中可以看出，“传感器与测试仪表”采用以学习过程为主线的教学组织模式。教学内容不仅包括测试系统建模与测试信号处理技术，而且包含概率统计和测试误差分析方法，为系统应用和测试结果分析奠定了基础。另外在测试技术应用方面进行了机器人传感技术、生物仪表、运动伺服控制、工业传感网络和智能技术等方面的技术扩展，系统硬件结构和软件平台学习通过实验环节进行学习。课程内容围绕学生学习和运用测试技术进行实践的过程组织，涵盖了应用测试技术分析和处理工程问题的各阶段，既有较全面的知识点，又有比较深入的实践体验内容，有助于学生对测试技术的消化和吸收。
“传感器与测试仪表”课程实验内容主要围绕虚拟仪器技术平台组织，通过LED灯控制、机器视觉检测、运动测试与控制和力学测试等训练项目学习基于数字化数据采集技术和虚拟仪器软件的运用方法。训练方式包括3类：前4项实验项目（LED灯控制、机器视觉检测、铣床运动测试与控制和并行机器人控制）采用教师指导下的实验方法，属于验证性实验，在给定的例子程序的基础上进一步扩张编成已达到实验的要求；第5项实验，学生自主设计传感器模块和软件模块，是设计性实验；第6项实验是学生自主选题的研究性实验。3类实验互相配合，使学生从基本操作技能到测试系统设计和技术研究得到了全面的技术体验。实验内容结合数据采集技术和虚拟仪器软件平台，体现了技术的先进性。
“测试与传感技术”课程理论教学和实验教学内容以测试系统功能结构和设计方法展开，属于以知识为核心的教学组织模式，包含测试体系原理和测试信号处理过程，具有完整的体系结构。实验训练内容包含测试部件和系统调试操作技能、测试系统设计和开放实验。除测试技术开放实验外，其他实验项目训练时间都是2学时，总实验训练时间比“传感器与测试仪表”课程少20学时左右。
1.课程考核与评价。由表3可见，“传感器与测试仪表”课程评价中实验成绩、期中测验成绩和期末成绩大约各占三分之一。这种基于学习过程的评价方法更加注重平时表现和实验室实践效果，知识理解和动手能力训练趋于平衡。“测试与传感技术”课程考核以期末考试成绩为主（70%），平时学习表现和实验评价在总成绩中只起辅助作用。
2.机械类专业“测试技术”课程教学的发展思考。在高等教育和职业发展日益全球化的今天，工程教育面临的技术环境发生了巨大的变化，网络技术和信息技术的发展改变了人们的生活习惯和学习习惯，也同样影响着高等教育课程的教学方法。“测试技术”作为一门专业基础核心课程，其教学目标、教学内容和教学模式都要根据时代要求不断发展，课程设计思路和组织模式也值得深入探讨。因此可以看出，“传感器与测试仪表”课程教学中体现以下几个特点。
（1）转变“以教师为主体”的教学理念。现在的学生更适应网络化的生活模式，因而在课程教学中可以把学生能了解和消化的知识内容交给学生自己去消化和吸收，提高学生的参与度和主动性。在这种情况下，对教师提出了更高的要求：需要深入分析课程内容，找出哪些内容适合学生自学以及如何保证教学内容的完整性和系统性。解决完这些问题后，在教学中需要以学生为主体，把主要精力放在帮助学生理解基本概念和学术思想上，检验和分析学生自学的成果，提高学生的学习兴趣和教学效果。
（2）强化“以应用实践为主线”的教学组织模式，提高教学内容的系统性。工程技术的实践性决定了工程教育课程的出发点和终点都是实践。在测试技术课程教学中，从测试概念理解、技术应用结构体系和教学内容组织顺序上，要求突破传统“围绕测试技术知识教学”的模式，不仅要知道测试技术是什么，还要掌握如何应用测试技术解决工程问题。而在技术应用中涉及的技术内容比“测试技术理论”宽得多，如在测试应用中涉及到试验设计方法、数据概率统计分析、数据误差分析等，在教学中也需要引入相关知识的理解和应用辅导。
（3）工程技术课程教学重在“理解和体验”。根据测试技术的实践性特点，可以引导学生进行交互性学习和体验性学习。应用案例教学让学生研究测试应用案例和构建实验模型。教学中重视中间环节的质量监督和控制，在学习中体验、在实践中学习，提高学生的学习兴趣，由被动学习变为主动学习，加强理论和实践联系，提高解决实际工程问题的能力。在教学评价中转变以期末考试为主的学习评价模式，推广基于学习过程的评价方法可以改善学生“平时不学习，考前突击和死记硬背”的弊端，有利于提高学生的学习积极性。
四、结语
通过对坎特伯雷大学机械工程专业和吉林大学农业机械化及其自动化专业“测试技术”课程教学模式的比较分析，总结了坎特伯雷大学“传感器与测试仪表”课程教学定位、内容组织和实践技能培养方面的特点。实践表明，“以应用实践为主线，基于项目的教学模式，强调教学过程质量控制”的教学思想在坎特伯雷大学中取得了很好的教学效果，是工程技术教育的先进理念，值得我们在今后的“测试技术”课程教学改革和专业课程建设中借鉴。
参考文献：
[1]Alberto Tascon，Ramon Alvarez，Pedroj. Aguado. Analysis of competencies required by agricultural engineering graduates[J]. International Journal of engineering education，2014，30 （4）： 1008-1022.
[2]M. Cardin，M.F. Marey，T.S. Cuesta and C.J. Alvarez. Agricultural engineering education in Spain[J]. International Journal of engineering education，2014，30 （4）：1023-1035.
[3]Fernando Akba-elias，Ana gonzailez-Marcos and Joaquin Ordieres-mere. An active project management framework for professional skills development[J].International Journal of engineering education，2014，30 （5）：1242-1253.
[4]Jorge Maturana，Gonzalo Tampier，Guillaume Serandour and Richard Luco. Developing teamwork skills in first and second year engineering students[J].International Journal of engineering education，2014，30 （5）：1225-1233.
[5]Susan Mccahan，Lisa Romkey. Beyond Bloom's：a taxonomy for teaching engineering practice[J].International Journal of engineering education，2014，30 （5）：1176-1189.
[6]Aharon Gero. Enhancing systems thinking skills of sophomore students：an introductory project in electrical engineering[J].International Journal of engineering education，2014，30 （5）：738-745.
[7]http：///edu/08-20/518dd0.shtml.
[8]Mohammad Syuhaimi Ab-rahman，Hadi Guna，Mohammad Najib and Mohammad Saupe etc. Analysis of direct measurement PEO attainment via qualitative method to fulfill Washington Accord Accreditation Criteria：a case study[J].International business management，2012，6（4）：400-407.
[9]Liew C.P.，Puteh M.，Mohammad S. Best practices in Washington accord signatories. Proceedings of International conference on teaching and learning in computer and engineering，2014：278-282.
[10]Chen，X.Q.，Chase，J.G.，Wang，W.，Gaynor，P.and McInnes，A.I. Embedding Design Projects into Multidisciplinary Engineering Education. Chongqing，China：Proceedings of International Conference on Educational and Information Technology （ICEIT 2010），2010，（9）：17-19.
[11]O'Steen，B.，Brogt，E.，Chen，X.Q. and Chase，J.G. Using “system sensing”during the implementation of a new mechatronics engineering curriculum. Orlando，FL，USA：3rd International Multi-Conference on Engineering and Technological Innovation （IMETI 2010），2010，29 Jun-2 Jul .
传感技术论文范文第3篇
关键词：压路机，机电液一体化，技术，应用
我国西部大开发战略的实施使世界上有实力的压实设备公司看好国内大市场，给国内同行带来了机遇和挑战。免费论文，机电液一体化。。美国英格索兰公司在无锡建厂、美国卡特被勒公司在徐州建厂，3－5年内国外产品或独资公司生产的压实机械产品会占 30％以上，外资企业不仅引人硬件技术，还引进了软件技术和管理技术。众所周知，高科技带来高利润，机械产品的升级换代是市场选择企业的根本。免费论文，机电液一体化。。
1国外压路机机电液一体化技术的发展
1.1德国 BOMAG公司的自动压实控制系统
新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机以两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮，双轴布置使振动力的大小和方向可根据轮子在被压物料上振动加速度的变化，通过液压系统修正两轴之间的角度，用电子控制自动地完成从垂直到水平方向的无级变化，而装在轮上的加速度表则连续不断地反映物料硬度随压实进程的变化。免费论文，机电液一体化。。从加速度表上测得的数据被输送到压路机上的计算机里，并可存人软、硬盘中，计算机可将这些数据与预先存储在机内的数据（大量压路机在长期改进过程中累积起来的经验数据）相比较。当结果达到预定值时计算机发出指令，通过改变两根轴的相对角度来改变振动方向和有效振幅，对压实力进行优化，既简化司机操作又改善压实均匀度。
1.2适压 Superpaye超级路面的压买系统
根据 Superpaye超级路面技术规定要使用粗颗粒骨料和低含量沥青，在减少环境污染的同时增强路面承载力，工艺要求为躲过“温度敏感区”而进行高温压实。 Hamm公司的IQ2系统不但记录和显示压实状况，还可自动调校振频、振幅和行驶速度，在最短时间内达到最理想的压实效果。
1.3用电子技术实现关键参数的实时监控
在关键部位设置传感器对压路机上的发动机燃油。冷却、、充电系统及行走、振动。转向系统等的温度、压力、流量诸参数进行实时监控；借助看门狗电路和电脑监控分析进行异常报警；利用微电脑控制器对整机上的开关、继电器、电磁阀进行检测、诊断并分析出故障代码，维修人员利用监控器读取故障码，便于快速排除故障。
1.4以机电液一体化技术为界面的新功能开发
国外广泛利用该技术建立了自动驾驶作业系统；德国宝马公司推出自动滑转控制系统，压路机可爬68％的陡坡；通过操作显示灯、提示灯和电器开关互锁来防止误操作；通过操作座椅上的开关在压路机行驶过程中进行牵引与行驶液压回路的转换。
2国内压路机机电液一体化技术现状
国内压路机厂家在这方面也有了一定的进展，如湖南江麓机械厂开发的W1102DZ振动压路机具有自动驾驶作业系统，许多压路机也都设置了声光报警系统。尽管对关键参数实施了监控，而且控制方式独特、自成体系，安装维护简单直观，抗干扰能力强，但由于线束多，各功能单元之间的复合控制难以实现，传感器资源不能充分利用。随着监控信息量的加大，警报灯、仪表布置困难，其它自动控制的功能扩充困难。
3主要技术问题和解决方法
国产压路机存在着可靠性、耐用度差，监测手段落后的问题，作业质量受人为因素影响大，压实控制技术智能化程度低，操作舒适性差，当前筑路机械技术难点集中在控制与操纵系统的改进上。
我们可以通过引人具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术、传感器技术和电液传感技术，从机械和液压两个方面来解决其控制问题。在传统的负荷传感和极限功率调节系统中引进电子传感元件和执行回路，使液压系统的调节品质和功能得到显著改善。即把系统的逻辑功能由电子装置承担；把能量转换、功率流切换和主系统过载保护（安全阀）由液压、气动装置承担；通过引人比例阀。PLC可编程控制和数据总线技术以及采用廉价而可靠的高速电磁阔而构成低成本的闭环控制系统；同时依靠电子元件反馈相应的参数值，建立完善的在线状态监测和故障诊断分析功能。免费论文，机电液一体化。。
4目前应抓的工作
机电液一体化技术的推广应用首先要解决观念更新问题，过分强调低成本竞争会把企业带人死胡同。诚然机械产品元件越少其可靠性会越高，但这种可靠性丧失了产品的多功能开发。国外正是看到了故障的必然性才会借助机电液一体化技术来防止故障、迅速发现并解决故障，同时也正是由于电子元件质优价廉，才使该项技术得到了最充分的利用和开发。免费论文，机电液一体化。。
其次要合理利用该技术则离不了引进、吸收和开发。如英格索兰、卡特彼勒两公司选用配置瑞土专业电子仪器制造商Geodynamik公司开发的计算机软件和控制系统，用于连续压实控制（CCC）的压实数据系统（CDS）以及用于处理CCC的PC软件程序。对于这些无力开发的技术要用有限的资金去引进，在消化和吸收之后国内科研部门应联合进行技术开发，利益共享。
成熟技术可以直接嫁接。目前国内全液压压路机广泛采用进日的发动机、行走和振动泵及马达。国内合资和独资公司生产的挖掘机，其发动机电子控制系统可以实现对发动机转速、停车等自动控制，而广泛采用的液压泵（如美国萨奥90系列泵）本身配有转速、压力等传感器接口。免费论文，机电液一体化。。萨奥为德国宝马公司H型振动压路机配备的自动滑转控制系统，其爬坡能力高达68％。德国力土乐公司提供相应的可编程控制器，它不像大型矿用设备复杂且响应慢。这些都可以通过借船出海，作为协作配套厂家可直接利用该项技术。
5结束语
随着科技的发展和用户需求的日趋主题化、个性化和多样化，产品技术含量的高低和功能的多样性直接影响着企业的利润和生存。跨国公司为降低成本，实施制造本地化及采购全球化战略，使制造业竞争日趋激烈。为此企业应充分利用以计算机。数控技术为代表的电子技术，提高机械产品的智能化水平，占领市场，让用户满意。
参考文献：
[1]《工程机械机电液一体化》焦生杰等人民交通出版社2000-11-01
[2]《机电一体化系统设计与应用》舒志兵等主编电子工业出版社:2007-01-01
[3]《液压与气压传动》宋新萍机械工业出版社2008年4月
[4]《机械设计制造及其自动化系列•先进液压传动技术概论》李松晶阮健弓永军编著哈尔滨工业大学出版社2008-03-01
传感技术论文范文第4篇
就硬件来说，自主导航涉及高运算能力，测距法，传感技术(譬如：全球定位系统，激光测距仪，超声波，红外传感技术)和3D地图。从软件的角度看，自主导航涉及图像识别、色彩、特征、形状、障碍物信息收集以及为判断制定提供持续的统计分析。而这种技术未来在医疗、制造、能源、农业、环境或空间探索等领域都将起到主要作用。
在医疗领域，人工智能和图像处理会成为医疗诊断和外科手术的关键工具。计算算法能帮助识别受损的组织器官，并预测在一个生命周期中可能会出现什么情况。机器在处理大量的信息时表现会更好，在健康医疗领域提供多一种诊断方法可能会成为“实际上的标准”。随着机器人的敏捷度和准确性的提高，及其在高难度手术中可以辅助外科医生，未来手术治疗的效果将变得更好。
在制造业，图像处理技术将会重新构造现有的生产方案。随着计算机视觉的敏捷度变得更高，有望诞生新的生产模式和组装线/拆卸线。这些新的模式很可能补足工厂的劳动力，对于工厂的工作内容，机器人更适合从事生产类的工作，而人类更适合做质量检验、管理、产品设计和创新。
在能源领域，计算机技术也能发挥很多作用。随着可再生能源成为现实，我们同样需要在全球范围内为发电/能源转换和配电网建设基础设施。这里应用的概念是分散化(从更多不同的来源收集更多不同种类的能源)。我们将应用人工智能，模式识别和决策算法控制能量流，并解决发电商和用户之间信息不对等的问题。这种高效的能源管理方式(智能电网)有可能扩大能源的来源，最终降低发电/能源转换/用电的成本。
农业是另一个受人工智能影响很大的领域。随着世界人口的不断增加，我们需要寻找新的食物生产方式。举个例子，自动驾驶车辆的技术可以转化为能应用在农业领域的自动行走车。人工智能和图像处理技术能帮助实现拖拉机的自动控制，令其不间歇地在农场根据农作物生产情况执行灌溉、施肥、投放农药等任务。播种和灌溉将会成为自动农用机器的日常工作，同理，无人飞行器(UAVs)将在未来应用于农业检查、处理和制图。这些技术进步将促使农业的成本下降，从而降低粮食价格。
在航天机器人方面，太空探索的自动化程度将提高，这将使轨道机器人得以协助宇航员完成更多任务，譬如发射卫星，开启/关闭舱门或设备清洗等。
同样，机器人也可能成为废料收集和回收利用的重要工具。应用机器人和人工智能技术将使公园、甚至是海洋或其他区域的清洁成为现实，这样的功能会对环境产生积极影响。
看到这里，大家应该知道，当我们进行自主导航的研究时，受益的不仅是自动驾驶汽车，实际上，也在推动机器人和人工智能技术延伸到人类生活的其他方面。
作者：Antonio Espingardeiro 来源：计算机世界 2013年38期
传感技术论文范文第5篇
论文关键词：科学素养，计算机模拟，数据采集系统
1、引言
随着现代科技日益广泛应用于现代生活，提高公众的科学技素养已成为教育的重要摘要分为三方面内容：①科学技术的基本术语和概念；②科学技术活动的性质；③科学技术在社会和文化中的角色。根据对科学素养内涵的理解，科学素养包括科学精神、态度和价值观；科学知识、技能、方法和能力；科学行为与习惯。
2、财经类院校学生的科学素养培养
现代科技的发展与物理学的发展密不可分，物理学的进步为新技术的出现和改进提供了理论基础。物理学定律揭示了物质运动的规律，使人们在科技上运用这些定律成为可能，热力学与机械学的发展，推动了蒸汽机时代的工业革命；电磁学理论的建立与应用，推动了电力技术的发展等等。因此物理学与现代科技应成为财经类院校学生科学素养培养的重要内容。物理学与现代科技的学习应包括理论学习和实验教育两方面。
（1）理论学习。开设《物理学与现代科技》校际选修课程，编写适合财经类院校学生的《物理学与现代科技》教材，内容应包括物理学中的力学、热学、电磁学、光学等基础性、基本性的原理，并结合现代科学技术的应用，学习科学理论知识。
（2）实验教育。物理实验是推动科学技术发展的有力工具数据采集系统，很多科学技术的重大发明和发展，如无线电、现代核技术、超导技术等都是建立在实验基础之上的中国学术期刊网。通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解，以及现代科技中的应用；培养与提高学生的科学实验能力、科学实验素养、理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神。
通过物理学与现代科技的理论与实验教育，引导学生掌握科学知识与物理原理，培养科学精神、科学态度，树立科学实验的思想，培养科学行为与习惯，提高科学素养。
3、物理学与现代科技的培养方法
《物理学与现代科技》可做为财经类院校学生提高科学素养培养的重要课程，本文将《物理学与现代科技》的培养分为三部分，如图1所示。
⑴结合现代科技应用讲解物理原理。根据现代科技的应用，阐述现代科技的物理学原理，做到理论联系实际。
⑵基于传感器的数据采集系统的实验方法。通过实验，学习传感器技术与数据采集技术，注重科学的实验过程，掌握科学的实验方法、学会数据分析等。
⑶基于Matlab的计算机模拟。在《物理学与现代科技》的理论与实践学习中，通过Matlab仿真物理现象、物理实验过程、物理概念，便于知识传授和理解。同时财经类院校学生在专业知识学习过程中，数学模型在社会科学的应用已相当普遍，通过物理学与现代科技的计算机模拟，了解自然科学方面数学模型的应用，结合专业知识，运用于社会科学的研究与应用，提高专业技能。
图1 物理学与现代科技培养方法
4、基于传感器的数据采集器系统的实验方法
传感器技术2是新技术革命和信息社会的重要技术基础数据采集系统，是一门多学科交叉的现代科学技术，被公认为现代信息技术的源头。它已广泛应用于现代农业、工业和军事领域，以现代农业温室栽培技术为例，借助温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器等传感器控制温室内的温度、湿度、光照、喷灌量、通风等，保证农作物良好的生长条件。
数据采集器系统3又被称为数字化实验系统，是运用不同的传感器(如力，位移，声，电，磁等传感器)，采集实验所涉及到的物理量(模拟量或数字量)，然后通过接口将其转换为计算机可识别的数字量输入计算机，通过相应的软件对数据进行处理的一套系统。
4.1基于传感器的数据采集器系统介绍
本文基于传感器的数据采集系统的实验方法采用美国PASCO物理实验系统，它由以下三部分组成：
1、计算机接口：将传感器采集的物理量输入计算机；
2、传感器：利用先进的传感技术,采集物理实验中各种变化物理量数据；
3、配套软件：Datastudio软件是基于PC计算机的PASCO数据采集与处理系统的应用软件，主要有数据采集控制和数据处理两方面的应用。
4.2基于传感器的数据采集器系统的实验方法
以碰撞——冲量和动量实验为例，运动传感器采集碰撞过程中小车速度的改变量，进而算出碰撞前后动量的变化；力传感器采集碰撞过程中力的变化，并由DataStudio软件建立力对时间的积分，求出冲量。传感器的采样速率可根据实际情况设置，在碰撞过程中，因碰撞时间较短，需采集在碰撞过程中力的变化，可设置较高的采样率。在实验过程中，计算机接口采集外部传感器传送过来的物理量，由DataStudio软件显示碰撞过程中力与时间的变化、碰撞前后小车速度与时间的变化数据采集系统，并且DataStudio软件可完成基本的算术、统计运算，以及对实验数据做线性拟合、多项式拟合等。
通过直观的图形显示，以及高效的物理量采集，提高了学生完成科学实验的兴趣，加深学生对物理规律的理解，进而验证动量定理，实现了定性观察向定量分析的提升。
4.3基于传感器的数据采集器系统实验方法的特点
通过数据采集器系统的物理实验熟悉各种传感器在声、光、电等方面的应用,了解传感器技术与数据采集技术相结合在现代科技方面的应用，尤其是实时测量技术中的广泛应用。通过数据采集器的实验数据和图形，加深对科学原理的理解，激发科学原理的探究，有利于培养学生运用现代科技知识解决实际问题的能力。
5、基于MATLAB的计算机模拟
计算机模拟4是利用计算机建模和仿真技术来表现某些系统的结构和动态变化,提供一种可供体验和观测的状态中国学术期刊网。建立模拟的关键工作是建立被模拟对象的模型,然后用计算机程序描述此模型,通过运算产生输出。这些输出能够在一定程度上反映真实世界的行为。Matlab是一套高性能的数值计算和可视化软件，集数值运算、信号处理和图形显示于一体，已应用于信号分析、语音处理、控制工程、电子信息等领域。基于Matlab的计算机模拟，是运用Matlab获得模拟图形，对物理现象、物理过程、物理概念的计算机模拟，将物理学中定性的语言描述和抽象的数学表示为生动直观的界面。
刘群英5利用其可视化功能对电磁学实验现象进行计算机模拟，介绍了Matlab在静电场中的应用、Matlab在恒定电场中的应用——电阻法勘测矿藏时大地中的电流、Matlab在电磁场中的应用——两根截流长直导线的磁场。宋清6根据多普勒效应、磁场中电子的运动，弹跳球和多光束干涉等四个物理问题开发出计算机模拟实验。可见，基于MATLAB的计算机模拟已经在物理学的力学、电磁学、光学中得到了一定的应用。
以等量异号点电荷电场中电势分布为例，静电场中各点的电势是逐点变化的，但是场中有许多点的电势值是相等的，把这些电势值相等的各点连接起来所构成的曲面叫做等势面。电场中某点的电势梯度矢量，在方向上与电势在该点处空间变化率为最大的方面相同，在量值上等于沿该方向上的空间变化率，可采用Matlab进行计算机模拟可视化等视面、电场的方向和大小。
图2等量异号点电荷电场中电势分布
程序如下：
[x,y]=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2); %以0.1为步长建立平面数据网格
z=1./sqrt((x-0.5).^2+y.^2+0.01)-1./sqrt((x+0.5).^2+y.^2+0.01);%写出电势表达式数据采集系统，电荷位置在[-0.5,0]和[0.5,0]处.
[px,py]=gradient(z); %求电势在x,y方向的梯度即电场强度
contour(x,y,z,[-12,-8,-5,-3,-1,-0.5,-0.1,0.1,0.5,1,3,5,8,12]) %画出等势线
hold on %作图控制
quiver(x,y,px,py,'k')%是quiver是绘制点[x,y]处的矢量[px,py]，即画出各点上电场的大小和方向
利用计算机技术模拟物理学的现象和过程，实现抽象物理原理的可视化，尤其是将物理模型计算机模拟的方法应用于社会科学，建立数学模型，采用Matlab仿真, 有助于加深对物理基本概念和基本原理的理解，激发学生对物理的兴趣，提高科学素养。。
6、结论
通过物理学与现代科技的学习，了解光学、力学、电磁学等物理学知识在现代科技中的应用，结合计算机模拟和数据采集技术，熟悉物理模型的建构和传感器的应用，提高物理学为基础的科学知识的理解程度，培养科学精神、科学行为，提高科学素养。
参考文献
[1]Miller J D. Scientific literacy: A conceptual and empiricalreview[J]. Daedalus, 1983, 112(2): 29-48.
[2]樊尚春，刘广玉．新型传感技术及应用[M]．北京：中国电力出版社，2005.
[3]吴肖，数据采集器系统在中学物理教学中的实践研究[D].广州：华南师范大学，2007
[4]徐一平等.计算机虚拟和模拟技术在护理实践教学中应用研究[J].护理研究，2008,22(3)：829-830.
[5]刘群英.Matlab 在大学物理电磁学中的应用[J].渝西学院学报(自然科学版),2005,4(2):19-22.
[6]宋清.大学物理计算机模拟实验的MATLAB开发[J].高等函授学报（自然科学版）.2005,18(4)：5-8.
[7]程守洙等，普通物理学（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2002.
传感技术论文范文第6篇
关键词：物联网 感知层 压电陶瓷 传感器 微米级
中图分类号：G718.5 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.22.111
1 物联网感知层技术的研究现状
1.1 物联网概述
物联网（Internet of Things）是指，把任何物品通过信息传感设备（如RFID）与互联网连接起来，进行信息交换和通信，可实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网本身的结构复杂，主要包括三大部分：首先是感知层，承担信息的采集，可以应用的技术包括智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等；其次是网络层，承担信息的传输，借用现有的无线网、移动网、固联网、互联网、广电网等即可实现；第三是应用层，实现物与物之间，人与物之间的识别与感知，发挥智能作用。
1.2 感知层关键技术
物联网的核心是感知层中的技术，从现在阶段来看，物联网发展的瓶颈就在感知层。国际电信联盟（ITU）将射频技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术列为物联网关键技术，本论文将就“传感器技术”这一常用的关键技术展开探讨。
传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。传感技术主要研究关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术。传感技术的核心即传感器，它是负责实现物联网中物与人信息交互的必要组成部分。
2 压电陶瓷传感器
2.1 国内外相关技术的研究、开发现状
压电陶瓷是一种重要的功能材料，具有压电、介电和光电等特性，被广泛运用于电子、航空、军事等领域。近年来随着物联网的发展，该类产品的研发和运用出现了爆发式的增长。当前，各国都在积极研究和开发新的压电功能陶瓷，随着对材料的组成、制备工艺及结构的不断深入研究，更加新颖的压电器件将不断涌现出来。
目前国际上该项目几乎由BOSCH，Delphi几个巨头垄断，我国在该领域尚处于起步阶段，高端需求严重依赖进口，国产化缺口巨大，传感器进口占比80%，传感器芯片进口占比达90%。传感器技术是物联网信息采集基础，处于产业链上游，在物联网发展之初受益较深；同时传感器又处在物联网金字塔的塔座，将是整个物联网产业中需求量最大和最基础 的环节。当前，汽车、物流、煤矿安监、安防、RFID标签卡领域的传感器市场增长较快：仅汽车传感器市场潜在规模达57亿只，是目前的需求量14倍以上。我国亟待在该领域加强技术创新，掌握核心技术。
2.2 技术原理
压电陶瓷的压电原理：在对压电陶瓷元件外施压力（拉力）时，压电陶瓷收缩（伸长）变形，瓷体两端产生电荷，由“压”产生“电”的效应为正压电效应（图1）；在对压电陶瓷元件施加与极化方向相同（相反）的电场时，极化强度增大（减小），压电陶瓷沿极化方向伸长（收缩），由“电”产生“伸缩”的效应为逆压电效应（图2）。
利用压电陶瓷的逆压电效应，在压电陶瓷元件两端间断的施加脉冲，激励压电陶瓷元件不断作伸长-收缩的机械振动，扰动传播媒介的质点，使其在各自的平衡位置附近作往返运动，将扰动以波动的形式传播到更远的媒质中，形成声波。当振动频率高于20千赫兹（kHz）时为超声波。
超声波遇到障碍物反射，声压作用于压电陶瓷元件，由于压电陶瓷元件的压电效应，其两端会产生电荷，计算脉冲发射与声波接收的时间差Δt，得到声波发射点与障碍物的距离S（图3）。
2.3 主要技术性能指标
该项目产品的性能指标如下：
频率：200±10KHz
灵敏度：≥1.8V（200Vp-p，200KHz）
传感器电容：900pF±25% （频率1KHz，环境温度25℃±5℃）
指向性： 7o±2o
防护等级：IP65
工作温度范围：-20℃～85℃
3 微米级压电陶瓷传感器的开发及相关研究
3.1 微米级压电陶瓷传感器的开发
在为期半年多的校企合作过程中，与常州波速传感器有限公司技术人员通过对压电陶瓷频率的确定，从而确定测试精度，根据S=V/F 对产品的测试精度进行设计；根据陶瓷片设计振动模式Np=fsD，设计出压电陶瓷的外形尺寸，通过对机械品质因数，机械能量转换效率等电性能参数设计（如下图4），获得高的可靠性和能量储备。
通过对压电陶瓷流延技术工艺设计，确定每一层陶瓷的厚度，通过层压与等静压技术，设计陶瓷片耐高温、高压特性。
3.2 压电陶瓷匹配层技术研究
为了使压电芯片所产生的超声波机械振动有效传输到空气中，首先考虑声阻抗匹配，材料的声阻抗Z由声速与密度定义：Z=pxc.
压电材料与空气的声阻抗相差甚远，若压电陶瓷元件所产生的振动超声波直接向空气中辐射，由于两种媒介的阻抗失配，阻抗的差异会降低界面透射系数，严重影响传感器的发射强度与接收灵敏度，因此需要在压电陶瓷元件与空气之间增加一种材料，使其声阻抗实现过渡或者匹配。此材料声阻抗需满足： [Z0ZL][Z=]，从而得出材料阻抗指标，根据阻抗指标对材料进行设计。
3.3 产品综合性能研究
进一步完善产业化过程中出现的设备问题和制备技术问题，主要有环境温度对陶瓷浆料的流变性能影响；有机溶剂的挥发；工作电压变化导致基板走带速度变化对产品流延厚度的影响，工业生产中优化排胶时间和温度，缩短工艺流程时间，提高工作效率，研究产品性能厚度控制的一致性，成品率等问题，在超声波低密度，多孔高透声匹配层方面，通过控制复合材料的颗粒度、有机粘合剂、分散剂的比例，以及固化温度和固化时间，重点解决陶瓷的收缩率与超声波匹配复合材料的内部孔状排列情况，研究获得高灵敏度低衰减信号的高频率超声波传感器。
3.4 具体关键指标如下
频率：200±10KHz
灵敏度：≥1.8V（200Vp-p，200KHz）
传感器电容：900pF±25% （频率1KHz，环境温度25℃±5℃）
指向性： 7o±2o
防护等级：IP65
工作温度范围：-20℃～85℃
目前材料压电常数d33已达到600以上，在同行业中居于领先地位，而目前处于研发阶段，对于材料组装成传感器装配工艺以及材料应用的拓展尚需进一步研究解决。
4 结论
本项目采用微米级的技术，其精度高出国内行业一个数量级，同时改变了国内传统的轧膜工艺技术所不能达到的产品小型化微型化方向发展的局面，在国内处于领先地位，并且达到国外BOSCH，VALEO，APPLE等顶级电子产品的标准要求；在选材方面，我们采用长期在高温高压工作的压电材料配方技术，使得具有较高的压电性能；在工艺控制方面，公司采用国际最先进的流延技术，在使陶瓷片达到微米级的同时，为确保在生产过程中压电陶瓷一致性，陶瓷成型中采用六个方向等静压工艺，保证压电陶瓷片内部晶元的排列更为紧密，提高陶瓷片的压电性与产品的一致性；采用电脑编程自动控制对压电陶瓷片进行烧结，保证压电材料进行良好的高温化学反应与晶相结构组合，使产品灵敏度高出常规产品的1倍，同时获得较好的稳定性。
当前，传感器技术是物联网信息采集基础，处于产业链上游，在物联网发展之初受益较深；同时传感器又处在物联网金字塔的塔座，将是整个物联网产业中需求量最大和最基础的环节。当前，汽车、物流、煤矿安监、安防、RFID标签卡领域的传感器市场增长较快：传感器市场潜在规模达57亿只，是目前的14倍以上，而本项目符合中《华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》构建下一代信息基础设施，《物联网“十二五”发展规划》提升感知技术水平。
参考文献：
[1]李红元，孙清池.Nb掺杂PLZT压电陶瓷性能研究[J].稀有金属材料与工程，2008，（1）.
[2]刘培祥，孙清池，何杰，李红元.烧结温度对PMN-PNN-PZT四元系压电陶瓷微观结构和压电性能的影响[J].稀有金属材料与工程，2008，（1）.
传感技术论文范文第7篇
关键词：磁致伸缩效应，生物传感器，无线
铁磁材料或亚铁磁材料磁化状态的改变导致长度、体积或形状发生变化，这一现象称为磁致伸缩效应(Magnetostrictiveeffect)。磁致伸缩是一切铁磁性物质所具有的特性。其中长度的变化是1847年由焦耳(Joule)发现，统称为焦耳效应(Joule effect)或线性磁致伸缩效应，几乎所有的磁致伸缩材料受到应力作用时都会产生磁化状态的变化，这种现象就是所谓的逆磁致伸缩效应。。
磁致伸缩现象的产生是由于铁磁或亚铁磁材料在居里点以下发生自发磁化，形成大量的磁畴，在每个磁畴内，晶格都发生形变，其磁化强度的方向是自发形变的一个主轴。。在未加外磁场时，磁畴的磁化方向是随机取向的，总磁矩为零，无宏观效应，如图1 (a)。外加磁场后，材料内部随机取向磁畴发生偏转，使各个磁畴的磁化方向与外磁场方向一致，于是产生宏观磁致伸缩，如图1 (b)。如果晶体沿自发磁化方向是伸长变形，则材料在外加磁场方向将伸长。反之，则材料在外加磁场方向将缩短。
基于磁致伸缩原理设计的磁弹性传感器为无线无源传感器[1]。其换能器由非晶态铁基合金软磁材料，如：Fe40Ni40P14B6，Fe81S13.5B3.5C2等构成。由于它的非晶态结构，其磁性质是各向同性的。在外加交变磁场中，磁性膜片受磁场激发产生磁矩，将磁性能量转换为弹性能量[2,3]，产生沿长度方向的伸缩振动，即磁致伸缩。当交变磁场的频率与磁性膜片的机械振动频率相等时，磁片产生共振，得到最大振幅，此时的振动频率为磁性膜片的共振频率。由于磁性膜片本身是磁性的，其伸缩振动产生磁通。产生的磁通可由检测线圈检测，信号经放大后由外部仪器测定。
由信号发生器产生的交变信号通过赫姆霍茨线圈产生交变磁场。交变磁场激发传感器产生伸缩振动。传感器振动产生的磁通由检测线圈测定，信号经锁相放大测量出在此频率下的振幅大小。在激励线圈产生的交变磁场激励下，传感器产生沿长度方向的伸缩振动。其振动方程可表示为：[4]
(1)
式中，u(x, t)是传感器沿长度方向(x)的位移速度，E为杨氏弹性模量，σ为泊松比，ρS为传感器材料密度。。
对于长度为L的磁性膜片传感器，其共振频率由下式给出[4]:
n=1,2,…(2)
因为基频(n = 1)的共振能量远大于其它共振频率的能量，应用中通常采用基频作为分析频率，以f0表示。同时对于纵横比较大的传感器，其泊松比很小，可以忽略，基频可表示为[5]：
(3)
当传感器表面负载质量改变Dm时，对应的频率f为：
(4)
式中，A为传感器面积，h为传感器厚度，m为传感器质量，Dh为由于质量变化Dm引起的厚度变化，相对于h可以忽略：
(5)
采用二项展开式并忽略高于二次方以上的项：
(6)
因此，由于质量变化Dm所引起的频移Dƒ为：
(7)
上式表明传感器的频移Dƒ与传感器表面质量改变呈线性关系，其质量灵敏度与传感器的质量呈反比。尺寸小的传感器具有较高的质量灵敏度。
在溶液中，由溶液粘度及密度引起的频率为：
(8)
η，ρl分别为溶液的粘度和密度。传感器的频移Dƒ与溶液粘度及密度的开方呈线性关系。
通过在传感器表面修饰各种化学或生物敏感膜，当传感器表面质量或界面溶液粘密度改变时，可进行相应化学或生物目标物分析。下面举几个具体的例子：
1. pH传感器
传感技术论文范文第8篇
[摘 要] RFID技术在冷链物流中的应用越来越受到重视。论文介绍冷链物流、RFID技术的概念以及基于RFID技术的冷链温控系统的工作原理,说明了RFID技术应用于冷链物流温控管理的必要性,并用实例说明。
[关键词] 冷链物流 RFID 温控管理
一、什么是RFID技术
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,可以透过外部材料读取数据,操作快捷方便。此外,储存的信息量也非常大。
最基本的RFID系统由三部分组成:标签(Tag),阅读器(Reader),天线(Antenna)。标签进入工作区后,接收阅读器发出的射频信号并获得能量进而发送存储在芯片中的有用信息,或主动发送某一频率的信号;阅读器读取信息解码后,传至后端的信息系统进行数据处理。
二、“冷链”的概念
所谓冷链物流泛指乳制品产品、其他生鲜食品、 园艺品、生物制品等在生产、贮藏运输、销售,到消费前的各个环节中,始终处于规定的低温环境下,以保证物品质量,减少物流损耗的一项系统工程。它是以冷冻工艺学为基础、以制冷技术为手段的低温物流过程。
三、RFID技术应用于冷链物流温控管理的原因
冷链物流包括对货品的冷藏(冻)加工、冷藏(冻)存储、冷藏(冻)运输及配送、冷藏(冻)销售四个部分。
其中,运输和配送过程中,由于环境因素复杂,涉及面广,技术要求高,所以因货物温度发生较大变化而变质的风险也最大。冷链物流企业只有建立完善的冷链物流温控系统,才可降低风险,节省企业运营成本。
中国政府强制性监管,要求推进食品放心工程。根据食品安全质量控制HACCP体系的要求,原料采购除了对保质期、外包装、食品外观等外,还对食品的内部温度严格要求,需对其温度实现实时监控和记录。为确保注射前疫苗质量,2005年国务院颁布了《疫苗流通和预防接种管理条例》。条例规定疫苗等生物制品从制药厂成品仓库到给有关人群接种的冷链储存和运输过程中,保留其温度的监测记录。因此,为保证物品从生产企业到接种单位运输过程中的质量,需要一套严格的温控功能的冷链物流系统。
将RFID技术引入到冷链物流中,恰好可以很好解决此问题。带温度传感器的RFID标签数据存储量大,可重复使用,使用成本低,在30米～100米内远距离读写。通过RFID标签,可以监控到一个集装箱内不同包装单位的不同温度,可连续记录温度变化的数据和相应的时间记录,可以准确掌握冷链管理中最重要的运输途中的温度变化。RFID还可扩展为由企业或者联盟建立覆盖全冷链流程的冷链检测中心平台。由此,RFID技术的冷链温度监控系统利用实时监控可以确定药品环境温度是否超标,减少不必要的损失,为构建完善的冷链物流系统创造了条件。
四、基于RFID技术的冷链温控系统的工作原理
基于RFID的冷链温控系统的工作方式如下:
1.将RFID温度监测器放入物品包装或货箱中,监控器按照系统预定的时间间隔周期性地记录测量到的温度定时写入RFID标签的芯片中
2.当RFID标签接收到读写器天线信号时,将温度数据传送给安装在仓库、配送中心等各节点的读写器,各个温度监测点的数据通过网络上传至数据中心存储和处理,最终汇总至中心数据平台,实现高效的冷链温度监测管理。
3.企业或联盟成员通过口令获取相关数据,实时监控某物品的温度变化,并可实现预警管理,同时提供便捷的查询服务。
五、RFID 技术实现温控管理的具体实例
RCG宏霸数码科技(北京)有限公司推出的“RFID冷链温度管理系统”就是通过先进的RFID技术及温度传感技术的有机结合来实现的。在需要恰当的温度管理来保证质量的生鲜食品和药品的物流管理中,将温度变化记录在带温度传感器的RFID标签上或通过GPS及温度传感功能的终端结合的无线通讯技术上传到冷链物流管理系统,对物品的生鲜度、品质进行细致地、实时地管理,可以实现食品流通过程中的质量监控问题。
2005年法国的葡萄酒协会对澳大利亚的葡萄酒供应商的葡萄酒的质量产生质疑,认为是澳大利亚产葡萄酒质量有问题,味道过酸。澳大利亚供应商为证明葡萄酒质量没有问题,在葡萄酒包装里加入了带温度传感器的RFID标签,发现葡萄酒包装内的温度在货船经过赤道的一段时间内超过了30℃。由此证明了葡萄酒味变酸是运输过程中发生的,不是酒本身的质量问题。国际的冷链物流更需要一个由企业或联盟建立覆盖全冷链流程的冷链监测中心数据平台。
参考文献: