传感器论文范例

1基本结构和工作原理

1．1工作原理

本研究以病原菌为检测对象，通过蛋白A将病原菌抗体固定于金叉指阵列微电极表面，制备了一种阻抗型传感器。以Fe(CN)3－/4－6作为氧化还原对，经过化学电阻抗谱表征电极表面修饰及抗原捕获过程，采用等效电路阐述其阻抗谱的变化。实验结果表明，待测溶液中病原菌浓度的对数值与叉指阵列微电极的电子传递阻抗的变化值呈线性关系。传感器系统将上面的输出信号进行电压放大、A/D转换等处理，然后由已知的定量检测模型得出表征被测物含量的数值，并通过LCD装置进行显示，且可在超过安全值时进行报警。

1．2基本结构

实现定量检测和自动报警等功能，单片机是核心部件。本设计选用STC89C52单片机，它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，可满足系统工作的要求。该系统以STC89C52单片机为核心，包括阻抗测试模块、阻抗电压转换模块、电压放大电路模块、A/D转换模块和显示及报警模块。此系统采用模块化设计不仅便于扩充不同测量单元，而且可防止各模块间相互干扰，利于仪器稳定。

2硬件选型及电路设计

2．1集成放大器选择

1学习目标

知识与技能：通过实验探究，知道磁敏传感器的工作原理及应用；能分析、设计、制作简单的磁敏传感器．过程与方法：学生组装和调试磁敏传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力、团队合作能力和创新思维能力．情感态度与价值观：通过自己设计、制作简单的磁敏传感器，体验科技创新的乐趣，体会到传感器在生活、生产和科技中的理论意义和实践意义，激发学习兴趣．

2学习任务

任务1：制作防盗报警器．任务2：制作位置传感器．任务3：制作模拟电梯关门控制电路。

3问题与方案

通过阅读教材与实验探究完成以下问题：（1）什么是霍尔效应及应用？（2）单、双干簧管的检测方法有哪些？（3）磁敏元件在控制电路中起什么作用？（4）用干簧管与霍尔开关设计、制作简易的磁敏传感器．能画出方案图并说出工作过程．

4探究过程

第一篇

1无线传感器网络安全经常性出现的问题

无线传感器网络，一般是指通过在所要监测的区域内进行微型传感器节点的部署，进而实现以无线通信的形式在相关区域内形成一个具有多跳自组织的网络。然而，由于无线传感器网络具有通信的特点，因此出于通信工作的敏感性，无线传感器网络在日常的运行上经常性的出现的安全问题，下面进行简要的列举。

1.1自组织性与节点组织具有随机性

目前，无线传感器网络在组成上一般是由相关的传感器通过大批量而组成的，其在运行工作上并没有进行系统化与规范化的制度制定，因此在日常的运行上具有自发性的特点，并不能对网络体系在稳定与安全上提供技术性的保障。与此同时，节点的组织也具有随机性，在对其进行位置的安置工作之前并不能掌控它们之间的位置关系，因此也就导致了在相关工作层面不能很好实现保护工作。

1.2通信具有不可靠性

目前，我国在无线网络通信通道技术的运用上还不能实现稳定，经常性的伴有多跳路由在工作上具有延迟性，而两者所出现的问题都在损害着网络通信的安全工作，进而导致部分的重要信息被某些有心之人拦截并泄露，造成网络通信的不安全与相关企业信息的流失，最后让相关企业蒙受巨大的经济损失。

摘要:根据石化危险品运输应用要求，利用北斗定位、通信技术、传感检测技术等搭建的平台，开发以北斗卫星通信与多传感数据融合的石化危险品监控系统。该系统采用PHP开发语言和MySQL数据库完成，实现了对石化危险品车辆传感数据的采集和报警处理。摘要。

关键词:石化危险品;北斗卫星通信;多传感;数据融合

近年来，由于中国的国民经济不断发展，其在石化危险品上的产量以及运量不断上升。我国的石化危险品运输量超过了30%公路货物运输的年货运总量，而超过95%的石化危险品运输量与异地运输有关。就目前而言，我国石化危险品的道路运输普遍存在的状况是：大吨位和长距离。为了能够实现高效的跟踪、监测和提升石化危险品监管效率，本文了设计基于北斗和传感器的石化危险品监控管理系统。通过在危险品运输车辆上安装多传感器监测装置和北斗定位、通信装置，实现对危险品运输状态的实时监控，将实时传感数据传输到危险品监控指挥中心，以便监管人员实时掌握车辆运输状态。

1系统总体设计

整个系统分为车载端和监控端两个部分。车载端通过选择姿态、压力、液位、加速度、温度等多种传感器，设计相应的嵌入式硬件系统对各类传感器进行集成。系统应用群智能算法将多传感器信号进行处理和融合，应用北斗卫星定位技术实现对石化危险品运输车辆的实时定位，应用北斗短报文通信技术实现传感数据的无线远程传输。监控端根据石化危险品运输的监管要求，开发出针对危险品运输车的实施定位监控GIS系统，设定出各类传感指标的阈值，当接收到的传感数据超过阈值范围时，实现车载终端和指挥中心的实时报警。整个系统的技术路线如图1所示。

2系统功能设计

2.1管理员功能设计

摘要：

结合铁路基础设施健康监测的特点，从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统；首先，分析振动传感器的选用原则和输出信号的特点，在此基础上进行数据采集系统的硬件设计；然后，提出利用软件进行数据采集的模拟，详细论述各个模拟模块的建立过程；最后利用所属方法建立用于铁路基础设施检测的数据采集子系统，系统的建立为铁路基础设施监测理论研究提供了方法，为同类型数据采集系统设计提供参考。

关键词：

铁路基础设施；监测；振动传感器；数据采集

0.引言

进入21世纪以来，我国铁路建设发展迅猛，取得了良好的经济与社会效益。随着铁路运输速度的迅速提升，再加上其相对方便舒适的环境和价格上的优势，势必能吸引越来越多的人选择铁路作为他们旅行的交通工具，然而，伴随着铁路运输的飞速发展给人们带来的交通上的快捷与方便，车体与铁轨的振动故障对公共财产及人身安全构成了前所未有的威胁。伴随着我国铁路立体跨越式的迅猛发展，轮轨间激扰力与激扰频率随着车辆行驶速度的不断提高，逐渐增大，变宽，结果会造成电机等吊挂设备和车内设备的高频高幅振动，引起车体设备振动能量的急速加剧。如果超过了铁路各设备所允许的振动强度范围，未来的工作性能指标及使用寿命将会受到过大的动态载荷和噪声的严重影响，情况越发严重会导致零部件的早期失效。当前大量事实表明，在长期作用的情况下，铁路振动故障可能会导致货物破损，轨道破坏，列车脱轨等危险情况。为确保铁路“安全、经济、快捷、舒适”的特点和优势，铁路建设要不断发展完善其各项功能，才能在越发激烈的市场竞争中取得优势，因此，各国都加强了对铁路振动的检测及分析，也增加了对其的投入力度。今年我国对铁路振动检测领域的人力物力投入有明显增加，并且研究范围扩展到众多方面。以往铁路振动检测系统只配备在一些重要单位或者要害部门，而在2000年以后，各个铁路站段及各个振动检测站点基本都已经涉及发展应用到。铁路振动检测系统的重要性越来越被人们所认可，近些年又不断完善各项相应的标准和规范。为了保证铁路的运输安全、高效舒适的科学发展及以人为本的发展要求，确保铁路的优势和特点，如何准确检测高速铁路的振动并判断故障是摆在铁路工作者面前不容缓的实际问题。

1.数据采集系统设计方案

一、教材的选用以及教学内容的局部调整

教材的选择应符合我院专业培养的要求并且应具有光电工程的专业特色，针对后续专业课程如“光电检测技术”、“光学测量”、“自动控制原理”等要求学生具备一定的检测技术方面的知识，再加上我院学生整体上电路方面的知识相对薄弱的特点，经过更换几次教材，最后我们选定的是自编的《传感与检测原理》。根据教学大纲32个课时的要求，我们对教学内容做了如下调整：适当控制光电传感器的学时，避免与光电检测技术课程重复的内容（如光电导、光生伏特器件等），结合专业特色，增加一些新型的传感器的介绍比如红外探测器、图像传感器、智能传感器等。一方面使光电学院的学生能够及时了解当下热门传感器的发展动态，其能达到的性能指标，以及一些新型的传感器的发展，紧跟时展，为学生在以后的毕业设计奠定一定的检测技术方面的基础，对专业知识的完善起到一定的辅助作用。结合专业特点，突出知识体系的重点和难点，特别是针对光电学院的学生以后做毕业论文或工作中可能会遇到的传感器（如光纤传感器、霍尔传感器等）做重点详细的介绍。

二、教学方法的改革探索

按照课程大纲的要求，在讲授过程中，分别介绍了应变式、电容式、电感式、压电式、霍尔式、光纤、CCD、温度传感器等一些经典传感器的基本原理、特性、测量电路及其应用。各种传感器章节相对独立，可以适当地调整讲授的顺序。传感器的讲授基本遵循从组成结构、工作原理、分类、等效电路、特性参数到应用这一思路。另外结合较常见的被测量，教师适当地总结归纳常用的传感器的使用要点及其选择依据，如都是测量位移的传感器，应变式传感器、电容式传感器或电感式传感器在使用的时候区别在哪；又比如都是做开关，电容式传感器和电感式传感器在原理上是否有区别，等等。以前我校的教学模式是以课堂讲授为主，根据教学内容开设少量的验证性试验。这种教学模式过于注重原理的分析，学生只是机械化地记住了传感器的一些基本概念和工作原理，但是当要解决实际问题时却感觉无从下手，缺乏对传感器的直观认识，甚至有学生体会不到传感器的实际应用价值。鉴于此，我们有必要对传统的教学模式进行探讨，通过教学方法、教学模式的改革让学生切身感受到将“传感与检测技术”的知识学以致用的快乐，实现传统教学方法所未能达到的效果。

1.调动学生的积极性，激发学生学习的兴趣。

教学方法改革的一个关键问题就是如何吸引学生的注意力，培养学生对课程的学习兴趣。在《传感器与检测原理》课程的教学过程中，我们通过平时生活中比较常见的现象来引出相应的教学内容，如通过对吊扇和空调的对比，举出温度传感器的作用；又如教室里的自动感应灯、审讯室的监听设备、家用的电磁炉都是怎样工作的；又如医学上的进步：X照影技术、内窥镜手术等如何实施；机器人如何识别周围环境；最新研制的无人驾驶汽车怎么实现在高速路上的行驶；等等。通过分析吊扇和空调工作原理的区别，引出传感器的重要性。这些实例大大激发了学生的学习兴趣，使学生认识到了学习该课程的重要性，为学生学习该课程后续内容作了准备。

2.充分运用现代教学手段合理使用教具。

摘要：工程教育专业认证制度是推动高等教育改革、提高教育教学质量的重要手段，其目的是提高学生的综合素质。本文以《传感器原理及应用》课程为例，探讨工程教育专业认证背景下，何种课程教学模式能够提高学生综合素质，以达到毕业要求。

关键词：工程教育专业认证；传感器原理及应用；课程教学改革

一、引言

1989年，美国、英国等6个国家发起并签署了工程教育专业认证标准，即《华盛顿协议》，主要针对国际上本科工程学历的资格互认[1]。工程教育专业认证的目的，是为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证。工程教育专业认证的理念为“以人为本，以学生为中心”，持续改进学生培养体制，关注学生的学习产出，是基于学生学习结果的教育。国际方面，诸多发达国家的高校积极开展工程教育专业认证工作，在此以美国、英国和日本为例。美国的工程教育专业认证主要由美国工程与技术鉴定委员会（Ac-creditationBoardforEngineeringandTechnology）负责，该机构为独立的民间组织，主要工作是相关政策的制定与认证工作的开展[2]。在英国，专业认证工作由皇家特许的权力机构英国工程委员会（EngineeringCouncilofUnitedKingdom）负责，该机构的主要工作是为工程师、工艺师和技术员制定专业能力和职业道德的国际性标准[3]。日本的工程教育认证工作在2001年正式开展，由日本工程教育认证委员会（JapanAccreditationBoardforEngineeringEducation）主要负责。该机构同美国一样，是非政府机构。目前，该认证已经成为日本工程教育进行质量管理的重要评估手段。国内方面，自我国在2013年6月19日成为《华盛顿协议》预备成员以来，众多高校以此为契机，积极加大工程教育的改革发展，努力推动我国工程教育的发展[5]。目前，我国专业认证的通用标准共有七部分内容，即学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件。其中，毕业要求覆盖12个方面的内容：工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习。由此可见，专业认证致力于对学生综合能力的提高，而并非传统的考试能力。然而，在现阶段，传统的“教师台上讲，学生台下听”、期末一纸试卷进行考核的课程形式，显然已经不能满足专业认证的要求。本文将基于教学实践，针对何种教学模式能够在专业认证背景下提高学生综合素质，以达到毕业要求展开讨论。

二、教学模式的讨论

《传感器原理及应用》涉及的学科范围广，包括机械工程学、物理学、自动控制学、电子技术等，主要上课内容有电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、电磁式传感器、光电式传感器等。由于各章节内容相对独立，知识点多且分散，学生上课经常感觉思维跟不上。很多学生认为，这门课的知识内容表面看来浅显易懂，但仔细琢磨又很难理解透彻，出现对知识认知程度不够深入等问题，尤其不知道如何学以致用。此外，目前的课程形式以教师讲解为主，很难达到工程教育专业认证中的“职业规范”、“个人和团队”、“沟通”、“项目管理”、“终身学习”等毕业要求。因此，只有对现有课程教学模式进行改革，才能更好地提高学生综合素质，达到工程教育专业认证的毕业要求。本文将以《传感器原理及应用》课程为例，在我校电气工程及其自动化专业正在进行工程教育专业认证的背景下，从课程形式、课程内容、评价体系三个方面进行教学模式讨论。

1.课程形式。传统的上课形式以教师讲解为主，学生参与度不高，综合能力得不到锻炼。因此，我们需要探索合适的课程形式，充分利用现代化教学设备和教学手段，扩展学生视野，提高学生参与度，提升学生综合能力，以达到毕业后适应社会发展与行业需求的目的。具体实施方法为：授课人员多元化，采用教师、学生、嘉宾结合的人员配备模式；淡化教师讲解作用，突出指导作用，提高学生参与度，培养学生自主学习的能力与意识；参考“翻转课堂”形式，提前给学生分组并布置讲解内容，课下给学生指导和答疑；每名学生讲解后，设置问答环节，学生根据自己的理解，提出问题，进行讨论。目前，翻转课堂已经得到广泛应用，本文参考了翻转课堂的形式。这种上课形式，可以将学习的决定权从教师转移给学生，提高学生的自主学习能力。此外，进行分组分工讲解，可以提高学生的团队意识，增强沟通能力。课堂增设问答、讨论环节，可以活跃课堂气氛，丰富学习内容。授课过程中，充分利用现代化工具，对学生的多方面能力进行提升。例如，利用多媒体工具，播放先进机器人视频，并讲解传感器在机器人领域的应用。此外，课程进行中，会针对教学内容邀请有工程经验的嘉宾给学生授课，突出知识的应用。嘉宾根据工程实践经验，讲述遇到问题、解决问题的思路。学生在此过程中，体会到课本知识的重要性，增加学习兴趣。

摘要：针对“传感器与检测技术”课程的内容和特点，提出基础层—应用层—创新层三位一体的项目教学法。以“热电式传感器综合测量与控制温度”实验项目为例，详细分析了基础层、应用层、创新层的教学方法及在此过程中突出培养了学生哪些方面的知识和能力。教学实践结果表明，采用此项目教学法可以大大提高学生的学习兴趣、综合知识水平、实践动手能力，达到培养自动化专业技术人员的要求。

关键词：传感器与检测技术；项目教学法；温度测量与控制；创新

“传感器与检测技术”是电子信息类专业非常重要的技术基础必修课，该课程涉及的传感器技术和检测技术，是多学科交叉和多种技术的综合应用[1，2]。传感器作为自动控制系统和自动检测系统中必不可少的重要组成部分与工程实践紧密结合[3，4]。传统的理论教学和实验教学的方式已经不能适应社会的发展需求，需要进行“传感器与检测技术”的教学改革[5，6]。论文提出基础层—应用层—创新层三位一体的项目教学法，在基础层优化教学内容结构体系；在应用层以参数检测为基础，设计压力、位移、转速、温度、湿敏与气敏检测实验项目；在创新层以开放实验和创新项目为载体，设计综合性和设计性的项目。

一、课程的主要内容

本课程按照专业培养方案和课程教学大纲的要求，进行了课程内容体系结构的优化，使课程内容既能充分展示本课程的核心领域知识，又能紧密结合工程实践，以前沿技术提升课程内涵，并与其他的后续课程有效衔接[1]。课程理论教学44学时，主要内容有：（1）传感器原理：讲授各种传感器的原理、结构、测量电路、应用等。（2）检测技术：主要讲授参数检测、测量不确定度与回归分析。（3）检测系统：主要讲授自动检测系统的组成、软件和硬件设计方法、典型系统的应用举例。

二、项目教学法的改革方法

一个实验项目包括目的要求、确定方案、知识讲解、收集资料、制作与调试等几个模块，其中目的要求、确定方案、知识讲解由教师在理论课上讲解，收集资料由学生在课外完成，制作与调试由教师指导学生在实验课上完成。项目的组织实施主要有以下三个层次：