傳感器技術論文【精品多篇】

傳感器技術論文範文 篇一

關鍵詞：CBM；車輛；維修

中圖分類號：U472文獻標識碼：A

CBM是隨着狀態監控和故障診斷技術的不斷髮展而逐步出現的，通過內置傳感器或便攜式外部檢測設備進行測試，獲取裝備運行的特徵量信息，藉助各種智能推理算法（如物理模型、神經網絡、數據融合、模糊邏輯、專家系統等）實時評估裝備的技術狀態，在裝備故障發生前對其剩餘壽命進行預測，並根據各種可利用的資源信息結合不同的決策目標實施決策的維修過程。

在CBM理論研究方面，主要是以狀態監測和故障診斷爲主，對維修決策研究不夠。特別是對狀態模型、維修決策模型的建立、求解以及應用都缺乏深入系統的研究。但仍然取得了一些成績，如唐紅芳對汽輪機轉子和汽缸的二維模型進行了分析，建立了有限元模型，並採用C++語言編制了汽輪機以及缸體的溫度場實時在線監測程序[1]；張秀斌、王廣偉等應用比例風險模型（PHM）建立系統運行狀態與故障率之間的關係，並給出了維修狀態閾值[2]；袁志堅提出了一種電力變壓器狀態維修策略的模糊多屬性羣決策方法，並通過某一變壓器狀態維修方案的決策過程，採用折衷型羣決策方法具體探討了模糊多屬性羣決策方法在變壓器狀態維修決策中的應用[3]；董玉亮提出了多狀態特徵參數變權模糊綜合狀態評價方法，利用設備的監測診斷、維修歷史數據等信息，使狀態評價的結果更貼近設備的實際運行狀態，並利用這些結果建立了維修任務決策及優化模型[4]；呂文元、楊遠濤等利用濾波理論建立設備預測維修的優化模型[5]；北京航空航天大學曾聲奎結合故障預測與健康管理（PHM）的技術發展過程，闡述了PHM的應用價值[6]；邱立鵬在其碩士論文中闡述了基於各種指標的預測分析技術，並使用C++開發了一套完整的基於Microsoft Window9x對設備剩餘壽命進行分析和預測的軟件[7]。

1先進傳感器技術

精確、及時、高效的數據是應用CBM的基礎，而傳感器作爲獲取裝備狀態數據的一種有效工具，在CBM系統中具有重要的作用。傳感器技術作爲一門專項技術，是以傳感器爲核心，涉及測量技術、功能材料、微電子技術、精密與微細加工技術、信息處理技術和計算機技術等相互融合的技術密集型綜合技術，其發展趨勢主要體現在：發現新效應，開發新材料、新功能；向多功能集成化和微型化發展；傳感器的數字化、智能化和網絡化發展趨勢日益明顯。

目前有很多先進的傳感器技術被應用於CBM系統中，如光纖傳感器、壓電傳感器、碳納米管、微電子機械系統等，這些新型的傳感器具有精度高、使用範圍廣、工作溫度範圍大、智能化程度高等特點。在CBM系統中應用傳感器主要涉及兩個問題：

1.1傳感器的選擇

傳感器的選擇是獲取裝備狀態數據的首要環節，這是因爲傳感器一旦確定，與之相匹配的數據處理、故障診斷及其相關儀器設備也就確定。因此測試結果的好壞，在很大程度上取決於傳感器的選取是否恰當。傳感器選擇的一般步驟如圖1所示。

1.2傳感器的安裝與使用

傳感器作爲一種精密器件，只有正確的安裝與使用才能發揮其應有的工作性能，因而在其安裝與使用過程中，除了要遵循精密器件一般安裝使用規定外，還需要特別遵守如下注意事項：1）選擇合適的測試點並正確安裝傳感器；2）爲確保被測信號的有效、準確傳輸，傳感器的電源電纜、數據傳輸線要符合規定，正確安裝；3）傳感器的定期標定與校準是保證數據採集系統正常功能的必要步驟。

2數據傳輸與預處理技術

2.1數據傳輸技術

目前主要有兩種數據傳輸方式，即有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸是較爲成熟的一種傳輸方式，主要是通過各種有線數據總線和各種網絡如Internet、Ethernet LAN（local area network）等進行數據的傳輸，並且大多都有各種通信標準、網絡協議如TCP/IP、UDP/IP等可以遵循。其數據傳輸的一般過程是，首先通過各種線纜將傳感器的數據採集並存儲在部件級的監測系統中，然後通過特定的有線網絡將部件級的監測數據傳輸到中央級存儲和監測處理系統。圖2爲兩種數據傳輸方式的簡單系統構成。

2.2數據預處理技術

由於不同的狀態監測、健康評估和故障預測方法要求不同的數據類型，需要對採集的原始數據信息進行各種預處理，以使數據格式滿足後續處理的要求，同時也將便於傳輸和存儲。預處理包括數據的模數轉換、去噪聲、高通濾波、壓縮、信號自相關等。數據處理方式和技術要根據不同的目的進行選擇，如特徵提取技術是爲了進行故障識別和故障隔離；數據簡化是爲了剔除不必要冗餘的原始數據便於進一步處理；循環計數方法則是爲了便於將連續的數據信息轉化爲離散的數據信息等。

3信息融合技術

傳統的信息/數據融合是指多傳感器的信息/數據在一定準則下加以自動分析、綜合以完成所需的決策和評估而進行的信息處理過程。

信息融合系統的結構目前尚無形成統一的分類形式，從信息融合的功能角度，可將信息融合過程分爲5層，即：檢測級（判決）融合、狀態級（跟蹤）融合、屬性級（目標識別）融合、態勢評估和威脅估計，如圖3所示，其中狀態評估和威脅估計主要用於軍事領域。

檢測級融合的功能主要是判斷目標的有無；狀態級融合的功能是估計目標的狀態（距離、運動速度等）；屬性級融合的目的是確定目標的身份。這3個層次的融合各有特點。在具體的應用中應根據融合的目的和條件選用。

4結論

本文貫穿車輛CBM應用流程的整個環節，利用RCM分析方法確定CBM的實施對象，明確了CBM在車輛維修中的關鍵技術，分析了關鍵技術的具體內容，爲車輛開展狀態維修提供了技術支持。

參考文獻：

[1] 唐紅芳。 汽輪機壽命在線監測與管理技術研究[D]. 保定：華北電力大學（碩士論文），2004.

[2] 張秀斌，王廣偉。 應用比例故障率模型進行基於狀態的視情維修決策[J]. 電子產品可靠性與環境試驗，2002(4):19-22.

[3] 袁志堅，孫才新，袁張渝，等。 變壓器健康狀態評估的灰色聚類決策方法[J]. 重慶大學學報，2005,28(3):22-25.

[4] 董玉亮。 發電設備運行與維修決策支持系統研究[D]. 北京：華北電力大學（博士論文），2005.

[5] 呂文元，楊遠濤，方淑芬。 利用濾波理論建立設備預測維修的優化模型[J]. 東北電力學院學報，2000,20(1):22-24.

傳感器技術論文 篇二

關鍵詞：貝葉斯估計信息融合障礙探測智能駕駛

隨着傳感器技術、信息處理技術、測量技術與計算機技術的發展，智能駕駛系統（輔助駕駛系統一無人駕駛系統）也得了飛速的發展。消費者越來越注重駕駛的安全性與舒適性，這就要求傳感器能識別在同一車道上前方行駛的汽車，並能在有障礙時提醒駕駛員或者自動改變汽車狀態，以避免事故訴發生。國際上各大汽車公司也都致力於這方面的研究，並開發了一系列安全駕駛系統，如碰撞報警系統（CW）、偏向報警系統（LDW）和智能巡遊系統（ICC）等。國內在這些方面也有一定的研究，但與國外相比仍存在較大的差距。本文將主要討論多傳感器信息融合技術在智能駕駛系統（ITS）中的應用。

1ICC/CW和LDW系統中存在的問題

1.1ICC/CW系統中的誤識別問題

ICC/CW系統中經常使用單一波束傳感器。這類傳感器利用非常狹窄的波束寬度測定前方的車輛，對於彎曲道路（見圖1（a）），前後車輛很容易駛出傳感器的測量範圍，這將引起智能巡遊系統誤加速。如果前方車輛減速或在拐彎處另一輛汽車駛入本車道，碰撞報警系統將不能在安全停車範圍內給出響應而容易產生碰撞。類似地，當彎曲度延伸時（見圖1(b)），雷達系統易把鄰近道路的車輛或路邊的防護欄誤認爲是障礙而給出報警。當道路不平坦時，雷達傳感器前方的道路是斜向上，小丘或小堆也可能被誤認爲是障礙，這些都降低了系統的穩定性。現在有一些濾波算法可以處理這些問題並取得了一定效果，但不能徹底解決。

1.2LDW系統中存在的場景識別問題

LDW系統中同樣存在公共駕駛區場景識別問題。LDW系統依賴於一側的攝像機（經常僅能測道路上相鄰車輛的位置），很難區分彎曲的道路和做到多樣的個人駕駛模式。LDW系統利用一個前向攝像機探測車輛前方道路的地理狀況，這對於遠距離測量存在着精確性的問題，所有這些都影響了TLC（Time-to-Line-Crossing）測量的準確性。現常用死區識別和駕駛信息修訂法進行處理，但並不能給出任何先驗知識去識別故障。

2多傳感器信息融合技術在ITS系統中的應用

針對以上系統存在的一些問題，研究者們紛紛引入了多傳感器信息融合技術，並提出了不同的融合算法。基於視覺系統的傳感器可以提供大量的場景信息，其它傳感器（如雷達或激光等）可以測定距離、範圍等信息，對兩方面的信息融合處理後能夠給出更可靠的識別信息。融合技術可以採用Beaurais等人於1999年提出的CLARK算法（CombinedLikelihoodAddingRadar）和InstitudeNeuroinformatik提出的ICDA（IntegrativeCouplingofDifferentAlgorithms）算法等方法實現。

2.1傳感器的選擇

識別障礙的首要問題是傳感器的選擇，下面對幾種傳感器的優缺點進行說明（見表1）。探測障礙的最簡單的方法是使用超聲波傳感器，它是利用向目標發射超聲波脈衝，計算其往返時間來判定距離的。該方法被廣泛應用於移動機器人的研究上。其優點是價格便宜，易於使用，且在10m以內能給出精確的測量。不過在ITS系統中除了上文提出的場景限制外，還有以下問題。首先因其只能在10m以內有效使用，所以並不適合ITS系統。另外超聲波傳感器的工作原理基於聲，即使可以使之測達100m遠，但其更新頻率爲2Hz，而且還有可能在傳輸中受到其它信號的干擾，所以在CW/ICC系統中使用是不實際的。

表1傳感器性能比較

傳感器類型優點缺點

超聲波

視覺

激光雷達

MMW雷達價格合理，夜間不受影響。

易於多目標測量和分類，分辨率好。

價格相合理，夜間不受影響

不受燈光、天氣影響。測量範圍小，對天氣變化敏感。

不能直接測量距離，算法複雜，處理速度慢。

對水、灰塵、燈光敏感。

價格貴

視覺傳感器在CW系統中使用得非常廣泛。其優點是尺寸小，價格合理，在一定的寬度和視覺域內可以測量定多個目標，並且可以利用測量的圖像根據外形和大小對目標進行分類。但是算法複雜，處理速度慢。

雷達傳感器在軍事和航空領域已經使用了幾十年。主要優點是可以魯棒地探測到障礙而不受天氣或燈光條件限制。近十年來隨着尺寸及價格的降低，在汽車行業開始被使用。但是仍存在性價比的問題。

爲了克服這些問題，利用信息融合技術提出了一些新的方法，利用這些方式可以得到較單一傳感器更爲可靠的探測。

2.2信息融合的基本原理

所謂信息融合就是將來自多個傳感器或多源的信息進行綜合處理，從而得出更爲準確、可靠的結論。多傳感器信息融合是人類和其它生物系統中普遍存在的一種基本功能，人類本地地具有將身體上的各種功能器官（眼、耳、鼻、四肢）所探測的信息(景物、聲音、氣味和觸覺)與先驗知識進行綜合的能力，以便對其周圍的環境和正在發生的事件做出估計。由於人類的感官具有不同度量特徵，因而可測出不同空間範圍的各種物理現象，這一過程是複雜的，也是自適應的。它將各種信息（圖像、聲音、氣味和物理形狀或描述）轉化成對環境的有價值的解釋。

多傳感器信息融合實際上是人對人腦綜合處理複雜問題的一種功能模擬。在多傳感器系統中，各種傳感器提供的信息可能具有不同的特片：對變的或者非時變的，實時的或者非實時的，模糊的或者確定的，精確的或者不完整的，相互支持的或者互補的。多傳感器信息融合就像人腦綜合處理信息的過程一樣，它充分利用多個傳感器資源，通過對各種傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時間上的互補與冗餘信息依據某種優化準則結合起來，產生對觀測環境的一致性解釋或描述。信息融合的目標是基於各種傳感器分離觀測信息，通過對信息的優化組合導出更多的有效信息。這是最佳協同作用的效果，它的最終目的是利用多個傳感器共同或聯合操作的優勢來提高整個系統的有效性。

2.3常用信息融合算法

信息融合技術涉及到方面的理論和技術，如信息處理、估計理論、不確定性理論、模式識別、最優化技術、神經網絡和人工智能等。由不同的應用要求形成的各種方法都是融合方法的個子集。表2歸納了一些常用的信息融合方法。

表2信息融合方法

經典方法現代方法

估計方法統計方法信息論方法人工智能方法

加權平均法經典推理法聚類分析模糊邏輯

極大似然估計貝葉斯估計模板法產生式規則

最小二乘法品質因素法熵理論神經網絡

卡爾曼濾波D-S證據決策理論遺傳算法

模糊積分理論

2.4智能駕駛系統中信息融合算法的基本結構

由於單一傳感器的侷限性，現在ITS系統中多使用一組傳感器探測不同視點的信息，再對這些信息進行融合處理，以完成初始目標探測識別。在智能駕駛系統中識別障礙常用的算法結構如圖2所示。

3CLARK算法

CLARK算法是用於精確測量障礙位置和道路狀況的方法，它同時使用來自距離傳感器（雷達）和攝像機的信息。CLARK算法主要由以下兩部分組成：①使用多傳器融合技術對障礙進行魯棒探測；②在LOIS（LikelihoodofImageShape）道路探測算法中綜合考慮上述信息，以提高遠距離道路和障礙的識別性能。

3.1用雷達探測障礙

目前經常使用一個雷達傳感器探測前方的車輛或障礙。如前面所分析，雷達雖然在直路上的性能良好，但當道路彎曲時，探測的信號將完全可靠，有時還會有探測的盲點或產生錯誤報警。爲了防止錯誤報警，常對雷達的輸出進行標準卡爾曼（Kalman）濾波，但這並不能有效解決探測盲點問題。爲了更可靠地解決這類問題，可以使用掃描雷達或多波束雷達，但其價格昂貴。這裏選用低價的視覺傳感器作爲附加信息，視覺傳感器經常能提供掃描雷達和多波束雷達所不能提供的信息。

3.2在目標識別中融合視覺信息

CLARK算法使用視覺圖像的對比度和顏色信息探測目標，使用矩形模板方法識別目標。這個模板由具有不同左右邊界和底部尺寸的矩形構成，再與視覺圖像對比度域匹配，選擇與雷達傳感器輸出最接近的障礙模板。

CLARK算法首先對雷達信號進行卡爾曼濾波，用於剔除傳感器輸出的強幹擾，這出下列狀態和觀測方程處理：

D（t）=R(t)+v(t)

式中，R（t）爲前方障礙的真實距離（未知），R（t）是其速度（未知，）D（t）爲距離觀測值，Δt爲兩次觀測的問題時間，w（t）和v(t)爲高斯噪聲。給定D（t），由Kalman濾波器估計R（t）和R（t）的值，並把估計值R(t)作爲距離輸入值，使用R(t)和D（t）的差值確定所用矩形模板的偏差。由於使用雷達探測的位置與雷達作爲補償。

使用上述算法可以有效提高雷達探測的可靠性，但當圖像包含很強的邊緣信息或障礙只佔據相平面一個很小的區域時，仍不能得到滿意的結果。因此，除對比度外，又引入視覺圖像的顏色域。

3.3相合似然法

在探測到障礙後，CLARK算法將這些信息整合到道路探測算法（LOIS）中。LOIS利用變形道路的邊緣應爲圖像中對比度的最大值部分且其方位應垂直於道路邊緣來搜索道路。如果只是簡單地將兩個信息整合，則障礙探測部分的像素被隱藏，其圖像梯度值不會影響LOIS的似然性。這樣可以防止LOIS將汽車前方障礙的邊緣誤認爲是道路的邊緣來處理。但是當道路的真實邊緣非常接近障礙的邊緣時，隱藏技術則失效。

爲了使隱藏技術有效，可以在障礙和道路探測之間採取折中的處理方法。這種折中的處理方法就是相合似然法。它將探測障礙固定的位置和尺寸參數變爲可以在小範圍內變化的參數。新的似然函數由LOIS的似然和小探測障礙的似然融合而成。它使用七維參數探測方法（三維用於障礙，四維用於道路），能同時給出障礙和道路預測的最好結果。其公式如下：

式中，Tb、Tl、Tw爲相平面內矩形模板的底部位置、左邊界和寬度的三個變形參數，[xr(t),xc(t)]爲變形模板相平面的中心。[yr(t)，yc(t)]爲由雷達探測並經Kalman濾波的障礙在相平觀的位置。將地平面壓縮變化爲相平面，的實時估計，爲相平面內一個路寬的值（3.2m）。tan-1的壓縮比率在相平面內不小於Tmin（路寬的一半），不太於Tmax（路寬）。通過求解七維後驗pdfP（k'''',b''''LEFT，b''''RIGHT，vp，Tb，Tl,Tw|[yr(t),yc(t)],ObservedImage）的最大值獲得障礙和道路目標。

3.4CLARK算法的侷限性

CLARK算法假定障礙爲矩形形狀且其最小尺寸爲標準路寬的一半，所以當障礙爲客車、貨車、拖拉機及公共汽車時滿足要求；但當障礙爲摩托車、自行車及行人時就不適用了。這種矩形形狀的假設也要求雷達爲窄波束雷達，對其它寬波束雷達、掃描雷達或多波束雷達則無效，並假定探測障礙的偏向位置總是在轉達波束的中心。

傳感器技術論文範文 篇三

關鍵詞：傳感器實驗；教學改革；創新人才培養

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2007)18-31739-01

Experimental Teaching Reform of Sensors Course

ZHANG Huai,Chen Fu-jun,YANG Yong,LIANG Feng

(Huanghuai University,Zhumadian 463000,China)

Abstract:Sensors is a most practical course, the students can verify theories through an experiment, and can strengthen the cultivation of the student’s innovation and practice ability. Aimed at the present situation of the experimental teaching for sensor of our university, we do some beneficial reform and the aim is to improve the practice ability of students and cultivate the innovative talents.

Key words:sensor experiment;teaching reform;cultivation of innovative talents

傳感器技術作爲現代三大信息技術之一，廣泛應用於工農業生產及日常生活中，是測控過程中反映被測對象、保證控制質量的重要一環，也是自動化、測控技術、機械電子等專業的一門實踐性和應用性很強的基礎課。隨着計算機技術，信息技術和網絡技術的發展，傳感器技術與應用也飛速發展，而傳統的傳感器教學尤其是實踐環節的教學迫切需要改革創新。爲此，針對我校傳感器實驗教學的現狀做一些有益的改革，旨在提高學生對傳感器原理及特性的理解並進而達到設計和應用的目的，培養高素質技能型人才。

1 我國傳感器及實驗教學的發展及需求

傳感器及智能儀器儀表自上個世紀60年代以來一直作爲自動化、測控技術、機械電子等專業的一門專業課程，特別是進入80年代後，國際上出現了“傳感器熱”：日本把傳感器技術列爲80年代十大技術之首，美國把傳感器技術列爲90年代的關鍵技術，我國把傳感器技術列爲“八五”、“九五”的重點研究項目之一；並且2003年3月國家教育部緊跟國際科技發展步伐，已將傳感器的教學納入到普通高級中學物理課程的教學體系中。由此可見，傳感器在當今科技發展及國民教育體系中所處的重要地位。而對於傳感器本身又是一門實踐性和應用性很強的學科，而且傳感器實驗教學是整個教學環節中的一個重要子系統，因此，加強傳感器實驗教學以適應我國高等教育的任務――培養學生創新精神和實踐能力的需求。

2 傳感器實驗教學的現狀

長期以來，理論教學重於實驗教學的觀念根深蒂固，影響了傳感器教學的效果。傳統的傳感器教學尤其是實踐性環節迫切需要改革創新。傳統的傳感器實驗教學的問題主要反映在以下幾個方面：

2.1教學中存在不重視實驗的傾向

實驗教學是理論知識和實驗活動、間接經驗與直接經驗、抽象思維和形象思維、傳授知識與訓練技能相結合的過程。但是，對傳感器實驗教學現狀的調查結果表明，目前很多高校在教育觀念上，仍存在着重理論、輕實踐，重理論知識傳授、輕動手能力培養的傾向，在課程體系上，實驗教學少有獨立的教學體系以及相應的學分評價體系，實驗課從屬於理論課，實驗內容含在理論課程中，實驗學時與內容的開設隨意性強，隨意削減實驗學時成爲普遍現象，實驗課時同理論課時比例不太合理等問題，從而大大影響了學生對傳感器特性的理解及在傳感器應用中解決實際問題能力的培養。

2.2實驗項目驗證型多於設計型

目前，我係使用的傳感器實驗裝置是由浙江高聯科技開發公司提供的CSY2000D型傳感器檢測技術實驗臺，它所提供的實驗項目大多爲驗證性實驗，雖然各傳感器透明式封裝比較直觀，但缺乏設計性、綜合性要求，與工程實踐脫節嚴重。

2.3教學方式單調枯燥

傳統的傳感器實驗教學是注入式的，從實驗原理、步驟、實驗注意事項，甚至連實驗結果都面面俱到地由老師講解，然後由學生“按方抓藥”地操作。這使學生處於消極被動的地位，影響其學習主觀能動性的發揮，嚴重阻礙了學生的全面綜合素質的培養。

2.4實驗經費投入不足

實驗室建設對各高校來說是一項重要的投資，特別是對於一般的普通高校在資金有限的情況下，對實驗室的建設投入更少；而傳感器又是精密測量儀器，一般單個售價都在50元以上，我係於2003年購置的6臺CSY2000D型傳感器檢測技術試驗檯就高達1.83萬元/臺。因此，在資金緊張的情況下，使得高校擴招後由原來的一名學生一臺設備，改爲2～3人一組，這樣在實驗過程中往往一個學生做，同組人旁觀，教學效果很不理想。

3 改革與探討

實驗教學是高等院校教學的重要組成部分，是對課堂所學理論知識的直觀認識和拓展應用，是學生理論聯繫實際的重要途徑，它在培養學生綜合素質和創新能力方面有着不可替代的重要作用。因此傳感器實驗教學必須從理論教學中解脫出來，實驗教學應與本課程特點緊密結合，做一次全面的改革：

3.1深化傳感器實驗教學改革，着力培養學生動手能力

爲推進我國全面的素質教育，培養學生創新精神和實踐能力，根據傳感器實驗教學的現狀和麪臨的問題，充分調研，對目前的傳感器實驗教學進行全面改革：從本科培養計劃的約束，到實際實驗教學的實施；從教師的教學觀念，到學生的實驗的目的等各方面都要充分認識到傳感器實驗在傳感器教學中的重要性，在實際實驗教學中不斷培養學生獨立的操作動手能力。

總體上說，注重引導，加強實驗考覈，使學生普遍對實驗重視程度提高，能主動預習準備實驗，甚至帶着問題進實驗室，學生的動手能力明顯增強。

3.2切實加強傳感器實驗室基礎建設和科學管理制度

實驗器材是開展實驗教學活動的基礎平臺，雖然傳感器實驗器材價格相對較貴，但也應逐漸增加傳感器實驗室經費的投入，除了確保正常的教學實驗所需各項經費外，還要投入一定經費改進和完善現有儀器設備。同時，還要加強實驗室科學管理制度的建設，現在各高校的實驗室管理專職人員緊缺，一般由理論課老師來擔任實驗的教學和實驗室管理，其間存在管理漏洞，儀器損壞無法及時維修，嚴重影響實驗教學的開展。因此，傳感器實驗室要根據本學科的特點和自身條件建立切實可行的實驗室管理制度和實驗操作規程，逐漸形成較爲完整的實驗教學管理和保證體系。

3.3加快傳感器實驗教材的編寫

實驗教材是提高實驗教學質量的重要環節。傳感器實驗是近幾年纔在各高校普遍開設，據調查現階段各高校採用的傳感器實驗教材都是在廠家提供的儀器使用指南的基礎上編寫的講義，缺乏規範性、普適性。根據高校實驗教學改革和本學科發展的現狀更新充實實驗教學內容和教學方法，編寫配套的、高水平的傳感器實驗教材是刻不容緩的。

3.4改革傳感器實驗教學的內容及方法

3.4.1實驗教學內容的改革

爲了突出實踐教學，培養學生的應用意識、工程實踐能力，使學生“消化理論、發展能力”我們對該課程的實驗內容進行了較大改革：一方面保留了一些基礎驗證性實驗，如電阻應變、電渦流位移特性、光纖傳感器位移特性實驗等，使學生通過這些實驗，理解傳感器的基木原理和特性，消化教學內容；另一方面開設一些設計性實驗，如我們利用電阻應變片設計了數字電子秤，以及結合單片機知識設計出自動避障小車和全自動洗衣機控制器等，通過學生自己製作出一些小產品模型，使學生進一步認識到課堂中學過的傳感器在其中的限位、距離檢測等作用。在教學過程中除了要求學生寫出實驗報告外還要求撰寫設計論文，這樣更能夠將設計思想、方案論證、技術路線等一些列創造性工作反映出來，同時還可鍛鍊學生的總結能力，爲將來撰寫科技論文奠定基礎。

3.4.2實驗教學方法的改革

實驗課是驗證理論、應用理論、鍛鍊學生動手能力的重要環節。在實驗指導的方法上，我們進行了一些改革探索，在實驗指導過程中，注意因材施教，採用啓發式教學方法，提示學生是否有更好的改進方法等等。如電阻應變實驗中對電子秤標定時反覆調節Rw3、Rw4直至托盤空時電壓表顯示爲0v、200g砝碼時顯示爲0.2v。反覆調節最終是可以達到要求，當學生反覆調節幾次沒達到預期要求時可能不耐煩了，這時提示學生根據電阻應變式傳感器的測力原理及輸入輸出特性――線性關係，分析電路中Rw3、Rw4的作用可以看出Rw3起調節放大倍數――即線性關係中的斜率、Rw4起零點參考電壓調節――線性關係中的初始值的作用，經過這樣比較對應後，很快可以得出這樣的快速調節方法：當托盤空時，調節Rw4使電壓表顯示爲零；然後將10個砝碼全放入托盤，調節Rw3使電壓表顯示爲0.2v；然後去掉全部砝碼記下此時電壓表讀數v0 (如0.002v)；再將砝碼全放入托盤調節Rw4使電壓表顯示爲0.2-v0（如0.198v）；最後再調節Rw3使電壓表顯示爲0.2v即可。通過像這個實驗一樣的實驗教學方法改革，我們認識到如果在每次實驗指導中都能夠採用啓發式的方法啓迪學生，發展學生的發散思維能力，那麼一定能使學生舉一反三，達到學以致用的目的，同時還可激發學生的創新興趣。

3.5建立科學的實驗考覈方案

成績評定方式對於實驗教學十分重要，它是這次傳感器實驗教學改革實施的總體指揮棒。學生最關心的就是成績，我們要充分利用這一法寶設計較爲合理的考覈方案，既能達到考察的目的，同時使學生通過試驗不僅能很好理解理論知識，還可以培養學生的動手、創新能力。爲此，將成績評價定位在是否理解並靈活應用所學知識，以及鼓勵創新思想和創新實踐過程，而不僅僅是結果正確與否。在總結多年實驗課經驗的基礎上，採用兩種結果驗收相結合的形式，一種形式是當面驗收，通過演示和口頭介紹展示實驗過程及實驗效果，並完成高質量的實驗報告（包括利用VC、vb、matlab等軟件實現對測量數據的分析及相應的改進措施和仿真），這種方式是學生實踐活動結果的直觀體現；另一種形式是提交撰寫設計論文，相對與前者，這種形式更能夠將設計思想、方案論證、技術路線等一些列創造性工作反映出來，同時還可鍛鍊學生的總結能力，爲將來撰寫科技論文奠定基礎。學生的最終實驗成績是這兩部分成績的綜合。

4 結束語

關於傳感器實驗課教學改革涉及面廣，環節多，是個比較複雜的問題。我們只是在這方面做了一些有益的嘗試，並取得了一定的成功經驗。我們改革的目的很明確，就是要讓學生感覺到每一個實驗都是一次挑戰，要想取得成功必須要有充分的準備、嚴謹的態度、細緻的操作和靈活的思維。每一次實驗的完成，不僅要讓學生的實驗能力得到充分的訓練和提高，更重要的是要激發學生的主觀能動性和創造性。只有這樣才能爲國家培養出具有較高的全面素質的一流人才。

參考文獻：

[1]廖正琴。新課程標準理念指導下的傳感器教學初探[J].物理教學與探討，2003,5:42-43.

傳感器技術論文 篇四

傳感器是一種檢測裝置，其測量對象是被檢測系統的信息，然後將其以不同的形式進行傳輸、處理和管理等工作，從而能夠實現對被檢測系統信息數據的自動測量和控制。簡單來說，傳感器的作用就是類似於人的感覺器官，幫助機電一體化系統探索和發現系統當中存在的問題。因此，將傳感器技術應用於檢測機電一體化系統的操作對象以及運行環境狀態，能夠精確、快速的獲取機電一體化系統的運作信息，有效地提高了機電一體化系統的運行水平。目前，傳感器技術已經被廣泛用於人們的生活和生產當中，引起了人們的高度重視。但是與此同時，由於傳感器技術在我國的起步較晚，在發展過程中仍然存在着一些侷限性，因此爲了提高傳感器技術的精確度，還需要對其進行進一步的改進與完善。

2傳感器技術在機電一體化中的應用價值

機電一體化技術包含機械製造技術、微電子技術、信息處理技術、自動控制技術以及人工智能技術等多方面內容，在發展過程中直接導致了自動化技術的產生。而從某種程度上說，傳感器技術是機電一體化發展過程中不可缺少的關鍵技術，影響着機電一體化系統的自動化程度，具有非常重要的應用價值。

2.1傳感器技術在機械加工過程中的應用

衆所周知，在機械加工的過程中，需要檢測的地方有很多，下面將從兩個個方面進行簡要介紹：第一，將傳感器技術應用於機械的切削過程和機牀運行過程。現階段，在切削方面，傳感器技術主要是對切削過程中的機械設備切削力的變化狀態進行控制，通過分析這個過程當中的相關數據，從而實現對設備運行狀態的瞭解，保證切削過程的順利進行，提高切削過程的生產效率，以及降低材料的消耗量。將傳感器技術應用到機牀的運行當中，主要是爲了對機牀的驅動系統、溫度進行檢測，從而保證機牀運行的安全性，通過分析得到的相應參數，從而不斷提高機牀的運行效率和精度。第二，將傳感器技術應用到工件的生產過程。與切削和機牀的運行過程相比，工件的生產過程監視是非常重要，而且研究和應用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要對所用的加工設備和坯件進行自動檢查，從而保證加工過程的正常進行，比如說自動判斷和調整坯件的夾持方位等；其次，在加工過程中，也有嚴格的要求，對切削的剫、力度、扭矩等參數都需要進行自動檢測，以保證加工條件處於最佳狀態，除此之外，對於在這個過程中加入傳感技術的其他目的還在於提高切削過程的生產效率；最後，在加工完成之後還需要對工件的合格與否進行測量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等，由於檢查的過程比較繁瑣和複雜，所以這些檢測需要能夠自動的進行，並且可以將檢測結果直接輸入到下一道程序，從而選用合格的產品。

2.2傳感器技術在汽車行業中的應用

近年來，隨着傳感器技術在汽車行業中的廣泛應用，現代汽車不斷朝着智能化、小型化和電子化發展，進入了全新時期。目前，在汽車的製造過程中，爲了實現汽車的機電一體化，需要用自動控制系統來代替傳統的機械式控制裝置，將先進的監測和控制技術擴大到汽車的全身，從而全面改善汽車的功能，不斷增加汽車的人性化服務、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說，在實現汽車的一體化過程中，凡是和電子控制有關的系統或是裝置都離不開傳感器的應用，尤其是在安全報警裝置、信息裝置和自動變速器等裝置當中，所以這也要求傳感器能夠適應惡劣的環境，無論是塵土瀰漫還是風雨交加的時候，都能夠保證具有很好的密封性，與此同時還應該具備一定的抗干擾能力，尤其是安裝在汽車發動機內的傳感器，需要能夠承受得住發動機在工作時的高溫和高壓環境。

3我國傳感器技術在機電一體化中的發展現狀和未來方向

從我國現有的傳感器技術發展現狀來看，當前的傳感器發展還不能夠滿足機電一體化系統的快速、精確和價格低廉的要求，仍然處於研究階段，沒有真正的實行於市場當中。這個問題的主要原因在於我國傳感技術的起步較晚，科研技術水平比較低，所以爲了提高傳感器的整體水平，還需要對其進行不斷的技術研究。除此之外，針對傳感器技術在現實生活中的應用，其今後的發展方向還可以朝着加速開發新型敏感材料、向微型化發展、向高精度發展等方向發展。綜上所述，目前將傳感器技術的應用於機電一體化當中，不僅提高了機械設備的使用效率，而且促進了機械一體化的不斷進步。但是與此同時，面對我國傳感器技術發展較晚的現狀，在實際應用過程中還存在着一些問題，需要對其進行有效的改進和完善，從而不斷推動經濟社會的發展。

傳感器技術論文範文 篇五

關鍵詞：傳感器技術 課程教學 改革 探索

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0184-02

《傳感器技術及應用》課程機械工程專業學生必修的專業基礎課，該課程內容涉及大學物理、電工電子、電磁學、計算機技術等多門基礎課程的專業知識，具有課程知識面廣、綜合性強、學時少等特點[1]。特別是機械專業學生對電工電子、電磁學及計算機等知識相對欠缺，初次接觸系統靜、動態特性、直流/交流電橋等抽象概念，學生一致反映《傳感器技術及應用》課程存在學習難度大、課程內容鬆散、缺乏感官認識等問題。隨着現代工業自動化技術的發展，傳感器已經成爲自動檢測控制系統不可或缺的重要環節，例如新機械產品製造及裝配、下線檢測及設備狀態診斷等均以傳感器爲基礎[2]。因此，《傳感器技術及應用》課程在機械工程專業課程體系中具有越來越突出的地位。爲了保證機械工程專業學生更好地理解和掌握傳感器工作原理、最新技術及典型工程應用，適應學校培養創新型工程應用人才的需求，必須對《傳感器技術及應用》課程的教學過程進行改革，以提高課程教學質量。

1 傳統教學及改革探索

1.1 傳統教學

《傳感器技術及應用》課程的傳統教學是以教師爲主體，採用灌輸式講授教學模式，並輔以少量傳感器視頻與動畫，整個教學過程教師作爲主體灌輸知識，學生作爲被動角色，被動吸收知識，傳統教學無法激發學生的學習積極性，更不利於培養學生創新型思維模式。此外，由於《傳感器技術及應用》課程涉及知識面寬，學生無法在課堂學習時有效將已有知識靈活運用於新知識的理解和學習，使學生感覺《傳感器技術及應用》課程知識學習難度大，從而學生容易喪失學習該課程的興趣和積極性，甚至產生厭學心理[3]，這將使該課程的教學過程變得異常艱難，課程教學質量更無從保證。

1.2 教學改革探索

1.2.1 教學內容的優化與整合

《傳感器技術及應用》課程包括以下內容：傳感器一般特性、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、磁電式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器及計算機測試系統等。

通過對課程主要內容的細緻分析和研究，將每類傳感器的學習內容分爲基礎知識、基本原理、實物及影像資料觀摩、典型應用等四方面內容。其中基礎知識首先爲學生講解該類傳感器所用到的前期知識體系，便於學生與自身已有知識有效融合起來，消除學生對後續原理學習的畏懼心理；通過基礎知識講解，運用剖析法將該類傳感器基本原理拆解，指出該類傳感器工作特點和工作方式；在學生掌握傳感器基本工作原理基礎上，任課教師利用自己科研資源和學院的科研資源，儘可能將傳感器實物至少是影像資料爲學生展示；同時結合該類傳感器的典型應用場合和安裝工作方式給予詳細講解。優化整合後的教學內容不僅兼顧由淺及深的教學思路，使學生在學習初期接受起來相對容易，引起學生的學習興趣和積極性；而且使教學內容的每部分具有統一的模式，使學生學習起來思路清晰，同時便於學生課後複習和自學。另外，在教學過程中，將科研項目中用到的傳感器應用實例融合到課堂的教學內容，保證了教學內容的實時性和前沿性。

1.2.2 教學方法探索

隨着傳感器技術的發展，本課程的教學內容快速膨脹，傳統的教學思想和教學模式已經無法適應課程教學任務。然而，以“學生主體+教師主導”的新教學模式能夠最大化發揮教師的導引作用和學生的主觀能動作用，從而新教學模式更適應《傳感器技術及應用》課程的快速發展。

在新教學模式體系下，課程教學採用任課教師啓發式引導、案例解析及課堂小組討論等相結合的教學方法。在教學過程中，注重以日常生活實例和工程案例啓發學生，引導學生對實例和案例中所涉及的傳感器基本原理和知識展開討論，充分發揮學生的教學主體作用，藉此調動學生積極性和激發學生獨立思考、分析和解決問題的能力，逐步培養其理論知識的工程運用能力。同時，爲了方便學生課後預習課程涉及到的基礎知識，在每節內容講授完畢後，教師列出下節內容涉及的基礎知識，以便學生課後可以及時溫習，從而保證下節課內容的學習。

1.2.3 教學手段的豐富

在教學手段方面，採用多元化教學手段，將多媒體教學、黑板教學及實物教學等多種手段有機結合起來。課程充分利用多媒體教學能夠很好地把概念、圖形、動畫、視頻及聲音等信息載體有機結合的特點[4]，將一些傳統黑板教學手段難以表達的教學內容和無法觀察的現象採用圖文並茂、靈活多樣的多媒體方式生動形象地展示給學生，確保學生能夠從認知的角度建立傳感器技術的相關概念，力求教學過程與教學效果達到最優化。對於理論抽象的教學內容（例如傳感器動態特性章節）則採用黑板式教學與仿真演示相結合手段，通過對公式的詳細推導和仿真，加深學生對公式掌握和理解。對於應用性強的教學內容（如傳感器原理、信號調理等）則採用多媒體教學、黑板教學及實物教學相結合手段進行講授，提高學生對教學內容的工程應用能力。

1.2.4 考評體系的創新

在課程考覈方面，傳統“閉卷考試”的考覈模式具有諸多弊端：一是學生臨時突擊，放鬆平時學習；二是難以考查學生的知識綜合運用能力。爲了改善傳統考覈模式的不足，提出“平時作業20%+課堂討論表現30%+期末考試50%”，避免了傳統依據考試結果定水平的不足，新考評體系重在促進學生的學習主動性，考覈學生的知識綜合應用能力。平時作業以大作業爲主，重點培養學生的探索意識和知識綜合運用能力；課堂討論以工程案例爲對象，通過考評學生參與分析討論的積極性和主動性，培養其運用知識分析解決問題的能力；同時，爲了考評學生對課程基本知識的掌握程度，在期末輔以閉卷考試，以確保學生對基礎知識的理解和掌握。

2 結語

《傳感器技術及應用》課程教學的改革探索，使我們充分認識到教學改革是一個與時俱進的過程，在未來的教學過程中還有待進一步優化和完善課程教學內容、教學方法、教學手段及考評體系。

參考文獻

[1] 夏銀橋。傳感器技術及應用[M].武漢：華中科技大學出版社，2011.

[2] 張明月。項目式教學法在《傳感器與檢測技術》課程中的應用[J].電大理工，2009，238（1）：49-50.

傳感器技術論文範文 篇六

關鍵詞：傳感器技術 PBL 多維遞進 課外研習專題網站

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）012-338-02

1 引言

傳感器是獲取控制信息的主要手段，通常作爲關鍵環節位於連接被測控對象和測控系統的接口位置，其基本原理和應用是現代科學技術人員必備的基礎知識，故傳感器技術相關課程是電氣工程類、機電類及自動化類專業的一門主幹課程，近年來更是發展成爲電類專業乃至所有工科專業的重要選修課。

從課程性質看，傳感器技術是一門內容複雜、實踐性很強的交叉學科，在整個測控課程體系中具有承上啓下的重要作用。然而，筆者結合多年教學經驗發現，傳感器課程教學仍存在不少問題，如教學內容滯後，內容分散，整體連續性不強；輕實踐，與工程實踐脫節等等。

爲解決這些問題，筆者對高校學生的學習特點和思維方式進行具體分析，由此提出以項目爲導向的多維遞進式PBL教學模式，結合優化舉隅、課外研習、專題網站等多種教學手段，改變傳統教學的諸多弊端。

2 學習對象特點及PBL模式

2.1 學習對象特點

高校《傳感器技術》教學面向的對象是大二或大三年級的學生，他們的自我調控已建立在穩定的人格基礎之上，學習動機傾向於信念型與興趣導向，學習目的性、獨立性及自主性強，思維的組織性、深刻性已發展到較高層次；且積累了一定的專業理論知識基礎，知識學習與思考問題具有系統性、批判性。

2.2 PBL模式

PBL是指學生在教師的指導下，從自身的學習和社會生活、自然以及人類自身發展中選取研究專題，以探究的方式主動獲取知識、應用知識、解決問題。這一模式中，問題是學習的起點，也是優化教學內容的依據；教師不純粹是知識的講解者與傳授者，他們的工作重點是課前的設計和課後的反饋、反思。

因此，採用多維遞進式的PBL教學模式，是符合高校學生的學習和思維特點的，它培養學生“主人翁”精神，可很大程度地激發學生的興趣和積極性，主動發現問題和探索解決辦法，從而培養他們動手和創新思維能力。

3 建立多維遞進式PBL教學模式

根據傳感器技術課程特點與授課對象的學習及思維特點，建立有效的傳感器技術研究性學習（PBL）教學模式，結合多種教學方式與手段，將其深入貫徹到理論教學、實驗教學及課外研習等環節，同時依託專題網站的建設和應用，整合可利用資源，從理論教學、實踐教學、課外研習及專題網站着手，多維遞進地貫徹“學習研究一體化”的思想，最大程度地激發學生學習興趣，培養其動手及創新思維能力，提高教學質量和效率，改善傳統教學的弊端，解決現存問題。

多維遞進式PBL教學模式的研究框架如圖1所示。

3.1 理論教學

如圖1所示，理論教學中，分別從兩個方面去改革：（1）優化教學內容；（2）整合教學。

3.1.1 優化教學內容體系

教師基於PBL教學的內涵和特點的探索和研究，對傳感器理論知識體系進行科學的歸納梳理，刪減部分理論性太強及細枝末節的內容，結合相關研究項目成果，同時增加新型傳感器、新應用和相關研究項目的內容；從內容上淡化較爲枯燥的理論或和專業較不相關的知識點，增加實踐性、趣味性、直觀性、新穎性強的內容。如自動化行業很少直接應用到成分檢測技術，所以針對該專業的學生，此部分內容抽象且實用性不強，理應適當刪減。而熱釋電紅外傳感器在電器行業、安全防護等應用廣泛，如電視機、自動開關、防盜報警器等，也有不錯應用前景，如智能汽車、機器人等。可適當增加相關內容。

3.1.2 整合教學手段

基於多媒體技術，採用項目導向式、優化舉隅式、啓發式、及案例展示式、研討式等爲一體的教學方式與手段，如以某些項目研究爲導向，有目的地展開相關知識體系的討論與講授，並結合項目研究成果進行演示，強化知識或精選有趣的案例進行動畫或視頻展示；對同一類傳感器進行採用優化舉隅；或就某個主題引導學生收集並整理材料，巧設問題，展開主題討論、演講等等，在這過程中培養學生髮現問題，思考問題，進而解決問題，還能舉一反三的能力，在理論教學中培養學生PBL的思想。如在開始講到溫度檢測的內容時，可首先向學生提問他們瞭解的有哪些溫度檢測方法，因爲溫度檢測應用的領域非常廣泛，而且發展歷史悠久，學生對此有一定的感性認知和想法，從這個問題切入，可以啓發學生去思考，討論，然後再通過視頻、動畫或圖片進行實例展示先進或新穎的檢測儀器，最後再引導學生去思考這些溫度檢測方法的原理、過程，這樣就可以激發學生的興趣和發散思維，並且很好地引導了學生從感性到更深層次的理性認知。

3.2 實踐教學

3.2.1 整合傳統實訓

就傳感器技術的課程特點而言，其實驗課時與理論學時比例是不太合理的，且由於實驗設備欠缺、學時少等原因，實驗多爲驗證性，缺乏設計性，綜合性實驗，這是不利於培養學生知識應用能力的提高及創新思維的培養。因此有必要對傳統實訓的內容進行整合，增加一些設計性、綜合性及演示性的實驗。實驗可分爲三類：（1） 要求學生自己操作並掌握的實驗。傳感器種類繁多，教師應科學設計實驗內容。電阻式、變阻抗式及電動勢式傳感器應用廣泛，也是基礎性內容。教師可慎選具代表性的實驗內容。如電阻式傳感器中箔式應變片（測量電路依次是單臂、半橋、三臂及全橋），變阻抗式傳感器中的差動變壓器、電容傳感器，電動勢式傳感器中的霍爾式傳感器等傳感器的特性分析實驗。（2）學生自己設計及操作的實驗。這類實驗要求學生有紮實的基礎和一定的積累，老師需給予輔導和啓發。如在帶領學生完成箔式應變片實驗基礎上，引導學生完成半導體應變片實驗的設計和操作；（3）演示性實驗。在有限的實驗學時裏，可適當補充這類演示實驗。如熱釋電紅外傳感器。該傳感器原理簡單，操作容易，效果直觀，學生興趣大。

3.2.2 傳統實訓與虛擬儀器仿真相結合

巧設實驗，傳統實訓和虛擬儀器仿真相結合，彌補實驗設備和學時不足。如採用Multisim、proteus等軟件構建虛擬電子實驗室，有些不能用現有設備完成的實驗可用這些虛擬儀器進行仿真，提高實踐教學質量，使學生的實踐能力和應用相關軟件的能力得到進一步鍛鍊和提高，爲學生培養PBL能力打下良好的基礎。如可以用proteus軟件。

3.3課外研習

課外研習是PBL教學中非常關鍵的內容，也是貫徹PBL思想的有力環節。傳感器技術是一門實踐性很強的課程，教師應鼓勵、組織、引導學生走出課堂，積極參加學科競賽、科研項目，有效實現PBL由課內向課外的延伸，形成綜合性興趣驅動的課外拓展性學習，和以科研爲背景，課後設計與手工製作實踐、學科競賽爲平臺的高水平主題研習等不同形式、不同層次、漸進上升的學習研究模式，促進學生學習與研究一體化。

3.3.1課後設計及製作

教師以任務性學習爲導向，基於一定的理論知識儲備，恰當佈置課後的設計或手工製作任務，如設計或製作簡易溫度計，壓力計等等，學生以學習小組爲單位，協同進行資料檢索、討論、設計、製作、作品講解及演示。學生作爲完成創新性活動的主體，學習興趣和主動性充分調動，積極完成任務。如基於紅外傳感器的果蠅捕殺技術研究，結合單片機的溫度傳感器設計、傳感器技術在廁所節水裝置的應用等等作品均具有較高的可行性、實用性和理論成熟度。過程中學生的資料檢索、創新思維、動手能力及協同能力均得到很大程度的鍛鍊。教師可推薦其中的優秀作品參加競賽，或者轉化爲其它形式的科研成果。

3.3.2 鼓勵學生參加學科競賽和科研項目

學科競賽和科研項目是檢閱學生專業知識、提高動手能力和培養創新思維很好的平臺和方式。而傳感器技術作爲一種現代科學技術，是一門實用性、新穎性兼具的學科，在工農業各領域中應用廣泛，在未來更是有着廣闊的應用前景。教師應鼓勵、引導學生參加汽車電子、電子設計、節能減排等等競賽，或參與學院老師的科研項目，勇敢走出課堂，積極參加創新實踐活動，把傳感器技術理論與實際充分地結合起來，在實踐活動中發現優點與不足，不斷學習和改進。

3.4專題網站

採用PBL教學模式，教師不再是傳授知識的主導，課堂也不再是講授知識的唯一地點。學生有自主學習的能力，因此教師應創造良好的學生自主學習條件。專題網站建設可豐富課外知識，爲學生的研究性學習提供更多的資源和空間。

根據霍蘭的複雜適應系統（CAS）理論，教師的教學策略應以促進學習者與教師、學習者與學習者、學習者與資源、學習者與環境的交互爲重點。而專題網站的建設和應用給學生和老師的教學提供了另外一個交互平臺，且這個平臺是不受時間和空間限制的，使學生可更大程度地開展研究性學習。

4結論

根據傳感器技術教學存在問題及學生學習特點的分析，結合研究性教學內涵，提出多維遞進式的PBL教學模式。從理論教學、實踐教學、課外研習及專題網站建設等多方面出發，研究如何將PBL的教學模式多維遞進地，全面貫徹於傳感器技術的教學中。通過優化教學內容及豐富的教學手段，改變一成不變而枯燥的理論，培養學生髮現、思考、解決問題的PBL能力；通過傳統實訓和虛擬儀器仿真相結合，彌補實驗學時和設備的不足，提高實踐教學質量，鼓勵引導學生課外研習，專題網站學習，充分發揮學生主觀能動性，有效實現PBL由課內向課外延伸。儘管如此，傳統的教學模式根深蒂固，且由於教學條件的限制，PBL教學模式的貫徹和拓展仍然是一個長期堅持不懈的目標。

（2012年校級教育教學改革研究項目：《傳感器技術》多維遞進式PBL教學模式研究（G2120012））

參考文獻：

[1] 李金憲。 傳感器課程實訓教學策略優化舉隅[J]. 遼寧工業大學學報（社會科學版），2010， 12（2）：139-141.

[2] 楊鵬， 常鳴， 黃亞忠。 《傳感器原理及應用》研究性教學實踐與思考[J]. 中國現代教育裝備，2008（10）： 85-87.

[3] 高美紅。 專題學習網站在傳感器教學中的應用研究[D]. 中國優秀博碩士學位論文全文數據庫，2006.

[4] 陳靜。 傳感器與檢測技術教學改革探索[J]. 中國現代教育裝備，2011（15）： 94-95.

[5] 劉新福，劉金河，等。應用現代教學技術開展傳感器教學活動的探討[J]. 信息時代， 2011（6）： 44-45.

傳感器技術論文範文 篇七

傳感器是一種檢測裝置，其測量對象是被檢測系統的信息，然後將其以不同的形式進行傳輸、處理和管理等工作，從而能夠實現對被檢測系統信息數據的自動測量和控制。簡單來說，傳感器的作用就是類似於人的感覺器官，幫助機電一體化系統探索和發現系統當中存在的問題。因此，將傳感器技術應用於檢測機電一體化系統的操作對象以及運行環境狀態，能夠精確、快速的獲取機電一體化系統的運作信息，有效地提高了機電一體化系統的運行水平。目前，傳感器技術已經被廣泛用於人們的生活和生產當中，引起了人們的高度重視。但是與此同時，由於傳感器技術在我國的起步較晚，在發展過程中仍然存在着一些侷限性，因此爲了提高傳感器技術的精確度，還需要對其進行進一步的改進與完善。

2傳感器技術在機電一體化中的應用價值

機電一體化技術包含機械製造技術、微電子技術、信息處理技術、自動控制技術以及人工智能技術等多方面內容，在發展過程中直接導致了自動化技術的產生。而從某種程度上說，傳感器技術是機電一體化發展過程中不可缺少的關鍵技術，影響着機電一體化系統的自動化程度，具有非常重要的應用價值。

2.1傳感器技術在機械加工過程中的應用

衆所周知，在機械加工的過程中，需要檢測的地方有很多，下面將從兩個個方面進行簡要介紹：第一，將傳感器技術應用於機械的切削過程和機牀運行過程。現階段，在切削方面，傳感器技術主要是對切削過程中的機械設備切削力的變化狀態進行控制，通過分析這個過程當中的相關數據，從而實現對設備運行狀態的瞭解，保證切削過程的順利進行，提高切削過程的生產效率，以及降低材料的消耗量。將傳感器技術應用到機牀的運行當中，主要是爲了對機牀的驅動系統、溫度進行檢測，從而保證機牀運行的安全性，通過分析得到的相應參數，從而不斷提高機牀的運行效率和精度。第二，將傳感器技術應用到工件的生產過程。與切削和機牀的運行過程相比，工件的生產過程監視是非常重要，而且研究和應用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要對所用的加工設備和坯件進行自動檢查，從而保證加工過程的正常進行，比如說自動判斷和調整坯件的夾持方位等；其次，在加工過程中，也有嚴格的要求，對切削的剫、力度、扭矩等參數都需要進行自動檢測，以保證加工條件處於最佳狀態，除此之外，對於在這個過程中加入傳感技術的其他目的還在於提高切削過程的生產效率；最後，在加工完成之後還需要對工件的合格與否進行測量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等，由於檢查的過程比較繁瑣和複雜，所以這些檢測需要能夠自動的進行，並且可以將檢測結果直接輸入到下一道程序，從而選用合格的產品。

2.2傳感器技術在汽車行業中的應用

近年來，隨着傳感器技術在汽車行業中的廣泛應用，現代汽車不斷朝着智能化、小型化和電子化發展，進入了全新時期。目前，在汽車的製造過程中，爲了實現汽車的機電一體化，需要用自動控制系統來代替傳統的機械式控制裝置，將先進的監測和控制技術擴大到汽車的全身，從而全面改善汽車的功能，不斷增加汽車的人性化服務、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說，在實現汽車的一體化過程中，凡是和電子控制有關的系統或是裝置都離不開傳感器的應用，尤其是在安全報警裝置、信息裝置和自動變速器等裝置當中，所以這也要求傳感器能夠適應惡劣的環境，無論是塵土瀰漫還是風雨交加的時候，都能夠保證具有很好的密封性，與此同時還應該具備一定的抗干擾能力，尤其是安裝在汽車發動機內的傳感器，需要能夠承受得住發動機在工作時的高溫和高壓環境。

3我國傳感器技術在機電一體化中的發展現狀和未來方向

傳感器技術論文 篇八

ZigBee無線網絡共有路由器、協調器以及終端設備三種邏輯設備類型。一個ZigBee無線網絡僅存在一個協調器。協調器一旦被激活將會自動建立獨立網絡。本文采用了星型ZigBee無線網絡，有且只有一個PAN主協調器。爲了確保網絡唯一性將採用一個PAN標識符來建立，使終端設備與路由器網絡都能夠正常連接網絡。

2機房監控系統的設計與實現

2.1ZigBee協調器節點硬件設計ZigBee協調器節點主要由六大模塊構成，分別爲LED指示燈、電源模塊、串口模塊、晶振模塊、射頻天線以及無線收發器。LED指示燈主要用於顯示系統網絡連接狀態。串口模塊用於傳輸數據信息，並接收相關指令控制協調器運轉。由於射頻天線在輸入和輸出爲高阻與差動，故適用(115+180)的差動負載。爲了進一步優化ZingBee協調器節點性能，我們採用了不平衡變壓器。無線收發器工作電壓爲3.3V，在運行過程中應採用電壓轉換模塊將5V電壓下降至3.3V無線收發器能夠同時接收兩種頻率的晶振電路，以此滿足監控系統的不同電路需求。

2.2傳感器節點硬件設計傳感器節點主要由電源模塊、CC2430數據傳輸模塊、數據採集模塊以及外部數據存儲等模塊構成。電源模塊使用兩節5號乾電池，CC2430數據傳輸模塊負責數據的傳輸與採集，並通過與路由節點進行數據交換來控制命令。數據採集模塊主要負責採集系統監控區域的溼度、溫度、水浸以及光照強度等信息，並將其轉化爲數據進程存儲。

2.3ZigBee協議棧ZigBee協議棧是分層的，每一層都需要向上一層進行數據的提供和管理功能，其主要包括網絡層、應用層、媒體訪問控制層以及物理層。其中應用層內又劃分爲ZDO、APS以及應用對象等。媒體訪問控制層與物理層位於協議棧子層的最底，屬於硬件系統，其他層則在這兩者智商，不屬於硬件系統。ZigBee協議棧的分層結構簡潔明瞭，極大的方便了系統的設計和調控。

2.4無線傳感網軟件平臺搭建搭建無線傳感網軟件平臺需要一個良好的操作系統。操作系統能夠對各項任務進行調度並使整個系統正常運轉。不同；誒型設備的同一項處理可以視爲同一任務，新建任務並添加至系統，操作系統即將新任務與ZigBee協議棧進行融合，使系統獲得新功能並投入使用，從而搭建出完整的無線傳感網軟件平臺。

3結語

綜上所述，基於傳感器與ZigBee無線網絡技術的機房監控系統設計需要佈線，並進行硬件與協調器節點、傳感器節點等設計，便於對機房環境進行實時監控，從而減少管理人員的工作重量，保障機房監控系統正常運行，具有相當的推廣價值。

傳感器技術論文 篇九

摘 要：介紹了一種基於高精度數字溫度傳感器LM92CIM、單片機AT89C2051

和集成無線收發芯片nRF4

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和集成無線收發芯片nRF403的無線溫度傳感器原理和應用。關鍵詞：溫度傳感器；無線通信；單片機