傳感器論文范例

1基本結構和工作原理

1．1工作原理

本研究以病原菌為檢測對象，通過蛋白A將病原菌抗體固定于金叉指陣列微電極表面，制備了一種阻抗型傳感器。以Fe(CN)3－/4－6作為氧化還原對，經過化學電阻抗譜表征電極表面修飾及抗原捕獲過程，采用等效電路闡述其阻抗譜的變化。實驗結果表明，待測溶液中病原菌濃度的對數值與叉指陣列微電極的電子傳遞阻抗的變化值呈線性關系。傳感器系統將上面的輸出信號進行電壓放大、A/D轉換等處理，然后由已知的定量檢測模型得出表征被測物含量的數值，并通過LCD裝置進行顯示，且可在超過安全值時進行報警。

1．2基本結構

實現定量檢測和自動報警等功能，單片機是核心部件。本設計選用STC89C52單片機，它是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，可滿足系統工作的要求。該系統以STC89C52單片機為核心，包括阻抗測試模塊、阻抗電壓轉換模塊、電壓放大電路模塊、A/D轉換模塊和顯示及報警模塊。此系統采用模塊化設計不僅便于擴充不同測量單元，而且可防止各模塊間相互干擾，利于儀器穩定。

2硬件選型及電路設計

2．1集成放大器選擇

1學習目標

知識與技能：通過實驗探究，知道磁敏傳感器的工作原理及應用；能分析、設計、制作簡單的磁敏傳感器．過程與方法：學生組裝和調試磁敏傳感器，經歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養學生的實踐能力、團隊合作能力和創新思維能力．情感態度與價值觀：通過自己設計、制作簡單的磁敏傳感器，體驗科技創新的樂趣，體會到傳感器在生活、生產和科技中的理論意義和實踐意義，激發學習興趣．

2學習任務

任務1：制作防盜報警器．任務2：制作位置傳感器．任務3：制作模擬電梯關門控制電路。

3問題與方案

通過閱讀教材與實驗探究完成以下問題：（1）什么是霍爾效應及應用？（2）單、雙干簧管的檢測方法有哪些？（3）磁敏元件在控制電路中起什么作用？（4）用干簧管與霍爾開關設計、制作簡易的磁敏傳感器．能畫出方案圖并說出工作過程．

4探究過程

第一篇

1無線傳感器網絡安全經常性出現的問題

無線傳感器網絡，一般是指通過在所要監測的區域內進行微型傳感器節點的部署，進而實現以無線通信的形式在相關區域內形成一個具有多跳自組織的網絡。然而，由于無線傳感器網絡具有通信的特點，因此出于通信工作的敏感性，無線傳感器網絡在日常的運行上經常性的出現的安全問題，下面進行簡要的列舉。

1.1自組織性與節點組織具有隨機性

目前，無線傳感器網絡在組成上一般是由相關的傳感器通過大批量而組成的，其在運行工作上并沒有進行系統化與規范化的制度制定，因此在日常的運行上具有自發性的特點，并不能對網絡體系在穩定與安全上提供技術性的保障。與此同時，節點的組織也具有隨機性，在對其進行位置的安置工作之前并不能掌控它們之間的位置關系，因此也就導致了在相關工作層面不能很好實現保護工作。

1.2通信具有不可靠性

目前，我國在無線網絡通信通道技術的運用上還不能實現穩定，經常性的伴有多跳路由在工作上具有延遲性，而兩者所出現的問題都在損害著網絡通信的安全工作，進而導致部分的重要信息被某些有心之人攔截并泄露，造成網絡通信的不安全與相關企業信息的流失，最后讓相關企業蒙受巨大的經濟損失。

摘要:根據石化危險品運輸應用要求，利用北斗定位、通信技術、傳感檢測技術等搭建的平臺，開發以北斗衛星通信與多傳感數據融合的石化危險品監控系統。該系統采用PHP開發語言和MySQL數據庫完成，實現了對石化危險品車輛傳感數據的采集和報警處理。摘要。

關鍵詞:石化危險品;北斗衛星通信;多傳感;數據融合

近年來，由于中國的國民經濟不斷發展，其在石化危險品上的產量以及運量不斷上升。我國的石化危險品運輸量超過了30%公路貨物運輸的年貨運總量，而超過95%的石化危險品運輸量與異地運輸有關。就目前而言，我國石化危險品的道路運輸普遍存在的狀況是：大噸位和長距離。為了能夠實現高效的跟蹤、監測和提升石化危險品監管效率，本文了設計基于北斗和傳感器的石化危險品監控管理系統。通過在危險品運輸車輛上安裝多傳感器監測裝置和北斗定位、通信裝置，實現對危險品運輸狀態的實時監控，將實時傳感數據傳輸到危險品監控指揮中心，以便監管人員實時掌握車輛運輸狀態。

1系統總體設計

整個系統分為車載端和監控端兩個部分。車載端通過選擇姿態、壓力、液位、加速度、溫度等多種傳感器，設計相應的嵌入式硬件系統對各類傳感器進行集成。系統應用群智能算法將多傳感器信號進行處理和融合，應用北斗衛星定位技術實現對石化危險品運輸車輛的實時定位，應用北斗短報文通信技術實現傳感數據的無線遠程傳輸。監控端根據石化危險品運輸的監管要求，開發出針對危險品運輸車的實施定位監控GIS系統，設定出各類傳感指標的閾值，當接收到的傳感數據超過閾值范圍時，實現車載終端和指揮中心的實時報警。整個系統的技術路線如圖1所示。

2系統功能設計

2.1管理員功能設計

摘要：

結合鐵路基礎設施健康監測的特點，從硬件和軟件兩個方面設計數據采集子系統；首先，分析振動傳感器的選用原則和輸出信號的特點，在此基礎上進行數據采集系統的硬件設計；然后，提出利用軟件進行數據采集的模擬，詳細論述各個模擬模塊的建立過程；最后利用所屬方法建立用于鐵路基礎設施檢測的數據采集子系統，系統的建立為鐵路基礎設施監測理論研究提供了方法，為同類型數據采集系統設計提供參考。

關鍵詞：

鐵路基礎設施；監測；振動傳感器；數據采集

0.引言

進入21世紀以來，我國鐵路建設發展迅猛，取得了良好的經濟與社會效益。隨著鐵路運輸速度的迅速提升，再加上其相對方便舒適的環境和價格上的優勢，勢必能吸引越來越多的人選擇鐵路作為他們旅行的交通工具，然而，伴隨著鐵路運輸的飛速發展給人們帶來的交通上的快捷與方便，車體與鐵軌的振動故障對公共財產及人身安全構成了前所未有的威脅。伴隨著我國鐵路立體跨越式的迅猛發展，輪軌間激擾力與激擾頻率隨著車輛行駛速度的不斷提高，逐漸增大，變寬，結果會造成電機等吊掛設備和車內設備的高頻高幅振動，引起車體設備振動能量的急速加劇。如果超過了鐵路各設備所允許的振動強度范圍，未來的工作性能指標及使用壽命將會受到過大的動態載荷和噪聲的嚴重影響，情況越發嚴重會導致零部件的早期失效。當前大量事實表明，在長期作用的情況下，鐵路振動故障可能會導致貨物破損，軌道破壞，列車脫軌等危險情況。為確保鐵路“安全、經濟、快捷、舒適”的特點和優勢，鐵路建設要不斷發展完善其各項功能，才能在越發激烈的市場競爭中取得優勢，因此，各國都加強了對鐵路振動的檢測及分析，也增加了對其的投入力度。今年我國對鐵路振動檢測領域的人力物力投入有明顯增加，并且研究范圍擴展到眾多方面。以往鐵路振動檢測系統只配備在一些重要單位或者要害部門，而在2000年以后，各個鐵路站段及各個振動檢測站點基本都已經涉及發展應用到。鐵路振動檢測系統的重要性越來越被人們所認可，近些年又不斷完善各項相應的標準和規范。為了保證鐵路的運輸安全、高效舒適的科學發展及以人為本的發展要求，確保鐵路的優勢和特點，如何準確檢測高速鐵路的振動并判斷故障是擺在鐵路工作者面前不容緩的實際問題。

1.數據采集系統設計方案

一、教材的選用以及教學內容的局部調整

教材的選擇應符合我院專業培養的要求并且應具有光電工程的專業特色，針對后續專業課程如“光電檢測技術”、“光學測量”、“自動控制原理”等要求學生具備一定的檢測技術方面的知識，再加上我院學生整體上電路方面的知識相對薄弱的特點，經過更換幾次教材，最后我們選定的是自編的《傳感與檢測原理》。根據教學大綱32個課時的要求，我們對教學內容做了如下調整：適當控制光電傳感器的學時，避免與光電檢測技術課程重復的內容（如光電導、光生伏特器件等），結合專業特色，增加一些新型的傳感器的介紹比如紅外探測器、圖像傳感器、智能傳感器等。一方面使光電學院的學生能夠及時了解當下熱門傳感器的發展動態，其能達到的性能指標，以及一些新型的傳感器的發展，緊跟時展，為學生在以后的畢業設計奠定一定的檢測技術方面的基礎，對專業知識的完善起到一定的輔助作用。結合專業特點，突出知識體系的重點和難點，特別是針對光電學院的學生以后做畢業論文或工作中可能會遇到的傳感器（如光纖傳感器、霍爾傳感器等）做重點詳細的介紹。

二、教學方法的改革探索

按照課程大綱的要求，在講授過程中，分別介紹了應變式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光纖、CCD、溫度傳感器等一些經典傳感器的基本原理、特性、測量電路及其應用。各種傳感器章節相對獨立，可以適當地調整講授的順序。傳感器的講授基本遵循從組成結構、工作原理、分類、等效電路、特性參數到應用這一思路。另外結合較常見的被測量，教師適當地總結歸納常用的傳感器的使用要點及其選擇依據，如都是測量位移的傳感器，應變式傳感器、電容式傳感器或電感式傳感器在使用的時候區別在哪；又比如都是做開關，電容式傳感器和電感式傳感器在原理上是否有區別，等等。以前我校的教學模式是以課堂講授為主，根據教學內容開設少量的驗證性試驗。這種教學模式過于注重原理的分析，學生只是機械化地記住了傳感器的一些基本概念和工作原理，但是當要解決實際問題時卻感覺無從下手，缺乏對傳感器的直觀認識，甚至有學生體會不到傳感器的實際應用價值。鑒于此，我們有必要對傳統的教學模式進行探討，通過教學方法、教學模式的改革讓學生切身感受到將“傳感與檢測技術”的知識學以致用的快樂，實現傳統教學方法所未能達到的效果。

1.調動學生的積極性，激發學生學習的興趣。

教學方法改革的一個關鍵問題就是如何吸引學生的注意力，培養學生對課程的學習興趣。在《傳感器與檢測原理》課程的教學過程中，我們通過平時生活中比較常見的現象來引出相應的教學內容，如通過對吊扇和空調的對比，舉出溫度傳感器的作用；又如教室里的自動感應燈、審訊室的監聽設備、家用的電磁爐都是怎樣工作的；又如醫學上的進步：X照影技術、內窺鏡手術等如何實施；機器人如何識別周圍環境；最新研制的無人駕駛汽車怎么實現在高速路上的行駛；等等。通過分析吊扇和空調工作原理的區別，引出傳感器的重要性。這些實例大大激發了學生的學習興趣，使學生認識到了學習該課程的重要性，為學生學習該課程后續內容作了準備。

2.充分運用現代教學手段合理使用教具。

摘要：工程教育專業認證制度是推動高等教育改革、提高教育教學質量的重要手段，其目的是提高學生的綜合素質。本文以《傳感器原理及應用》課程為例，探討工程教育專業認證背景下，何種課程教學模式能夠提高學生綜合素質，以達到畢業要求。

關鍵詞：工程教育專業認證；傳感器原理及應用；課程教學改革

一、引言

1989年，美國、英國等6個國家發起并簽署了工程教育專業認證標準，即《華盛頓協議》，主要針對國際上本科工程學歷的資格互認[1]。工程教育專業認證的目的，是為相關工程技術人才進入工業界從業提供預備教育質量保證。工程教育專業認證的理念為“以人為本，以學生為中心”，持續改進學生培養體制，關注學生的學習產出，是基于學生學習結果的教育。國際方面，諸多發達國家的高校積極開展工程教育專業認證工作，在此以美國、英國和日本為例。美國的工程教育專業認證主要由美國工程與技術鑒定委員會（Ac-creditationBoardforEngineeringandTechnology）負責，該機構為獨立的民間組織，主要工作是相關政策的制定與認證工作的開展[2]。在英國，專業認證工作由皇家特許的權力機構英國工程委員會（EngineeringCouncilofUnitedKingdom）負責，該機構的主要工作是為工程師、工藝師和技術員制定專業能力和職業道德的國際性標準[3]。日本的工程教育認證工作在2001年正式開展，由日本工程教育認證委員會（JapanAccreditationBoardforEngineeringEducation）主要負責。該機構同美國一樣，是非政府機構。目前，該認證已經成為日本工程教育進行質量管理的重要評估手段。國內方面，自我國在2013年6月19日成為《華盛頓協議》預備成員以來，眾多高校以此為契機，積極加大工程教育的改革發展，努力推動我國工程教育的發展[5]。目前，我國專業認證的通用標準共有七部分內容，即學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、支持條件。其中，畢業要求覆蓋12個方面的內容：工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習。由此可見，專業認證致力于對學生綜合能力的提高，而并非傳統的考試能力。然而，在現階段，傳統的“教師臺上講，學生臺下聽”、期末一紙試卷進行考核的課程形式，顯然已經不能滿足專業認證的要求。本文將基于教學實踐，針對何種教學模式能夠在專業認證背景下提高學生綜合素質，以達到畢業要求展開討論。

二、教學模式的討論

《傳感器原理及應用》涉及的學科范圍廣，包括機械工程學、物理學、自動控制學、電子技術等，主要上課內容有電阻應變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、電磁式傳感器、光電式傳感器等。由于各章節內容相對獨立，知識點多且分散，學生上課經常感覺思維跟不上。很多學生認為，這門課的知識內容表面看來淺顯易懂，但仔細琢磨又很難理解透徹，出現對知識認知程度不夠深入等問題，尤其不知道如何學以致用。此外，目前的課程形式以教師講解為主，很難達到工程教育專業認證中的“職業規范”、“個人和團隊”、“溝通”、“項目管理”、“終身學習”等畢業要求。因此，只有對現有課程教學模式進行改革，才能更好地提高學生綜合素質，達到工程教育專業認證的畢業要求。本文將以《傳感器原理及應用》課程為例，在我校電氣工程及其自動化專業正在進行工程教育專業認證的背景下，從課程形式、課程內容、評價體系三個方面進行教學模式討論。

1.課程形式。傳統的上課形式以教師講解為主，學生參與度不高，綜合能力得不到鍛煉。因此，我們需要探索合適的課程形式，充分利用現代化教學設備和教學手段，擴展學生視野，提高學生參與度，提升學生綜合能力，以達到畢業后適應社會發展與行業需求的目的。具體實施方法為：授課人員多元化，采用教師、學生、嘉賓結合的人員配備模式；淡化教師講解作用，突出指導作用，提高學生參與度，培養學生自主學習的能力與意識；參考“翻轉課堂”形式，提前給學生分組并布置講解內容，課下給學生指導和答疑；每名學生講解后，設置問答環節，學生根據自己的理解，提出問題，進行討論。目前，翻轉課堂已經得到廣泛應用，本文參考了翻轉課堂的形式。這種上課形式，可以將學習的決定權從教師轉移給學生，提高學生的自主學習能力。此外，進行分組分工講解，可以提高學生的團隊意識，增強溝通能力。課堂增設問答、討論環節，可以活躍課堂氣氛，豐富學習內容。授課過程中，充分利用現代化工具，對學生的多方面能力進行提升。例如，利用多媒體工具，播放先進機器人視頻，并講解傳感器在機器人領域的應用。此外，課程進行中，會針對教學內容邀請有工程經驗的嘉賓給學生授課，突出知識的應用。嘉賓根據工程實踐經驗，講述遇到問題、解決問題的思路。學生在此過程中，體會到課本知識的重要性，增加學習興趣。

摘要：隨著物聯網技術的飛速發展和逐漸成熟，以單片機為主的智能小車在巡查、倉儲、探險及國防等領域得到廣泛應用。本文設計了一種基于單片機的智能尋光小車，該小車以STC89C52RC芯片為設計核心，結合光敏傳感器和超聲波傳感器等多種傳感器實現了具有追光尋光及自動避障和距離顯示等功能、能用手機藍牙控制的智能尋光小車。實驗結果表明，本設計運行正常，能穩定可靠地完成預期目標，可以為智能控制領域及無人駕駛領域提供理論支持，在自動駕駛、輔助救援等領域有著廣闊前景。

關鍵詞：尋光小車；藍牙控制；智能車；智能控制；單片機；傳感器

0引言

近年來，隨著時代的快速發展與科技水平的日益騰飛，現代儀器正朝著微小化、集成化的方向發展，這一現象促使單片機的應用場景愈加全面與廣泛，單片機儀器與傳感器在現代工業生產與生活中隨處可見[1-4]。特別是隨著物聯網技術的飛速發展和逐漸成熟，以單片機為主的智能小車在巡查、倉儲、探險及國防等領域得到廣泛應用[5-8]。論文設計了一種基于單片機的智能尋光小車。設計以單片機為核心，由尋光模塊、超聲波傳感器模塊、顯示模塊、藍牙控制模塊組成，可以根據光敏傳感器所傳輸的信號進行光源感知，從而采取相應運動，實現對光源的追尋。若前方遇到障礙物將自動避障，同時通過LCD1602顯示間距。小車也可以通過藍牙控制。該小車是一套以智能控制和自動化為主題、多種學科相交融的集成化產品，在方便生產生活的同時還為自動駕駛等領域的研究提供思路與理論支持。因此，此設計對改進生產方式、促進智能控制領域研究具有一定的意義。

1智能尋光小車的設計方案

智能尋光小車尋光時，由于光源外各個位置光照強度不同，使得所采用的光敏傳感器對不同位置光照強度的反應不同[9]。此時光敏傳感器會產生不同的電信號，并將所采集的信號發送至單片機進行處理，從而達到尋光的目標。在尋光的同時如遇障礙則觸發避障功能，超聲波傳感器對遇障返回的信號進行分析，再將信號傳入單片機內；通過單片機操控進行轉向等操作達到避障要求，在避障的同時由單片機將信號傳入顯示模塊，由液晶顯示器顯示與障礙物之間的距離；也可以使用藍牙進行連接[10]，通過手動操控使得小車抵達所需位置。圖1為系統的總體設計框圖。

2系統硬件電路設計