傳感器技術論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇傳感器技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

傳感器是一種檢測裝置，其測量對象是被檢測系統的信息，然后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于人的感覺器官，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，將傳感器技術應用于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于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，由于傳感器技術在我國的起步較晚，在發展過程中仍然存在著一些局限性，因此為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制造技術、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，影響著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

眾所周知，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，將傳感器技術應用于機械的切削過程和機床運行過程?，F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了解，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床的運行當中，主要是為了對機床的驅動系統、溫度進行檢測，從而保證機床運行的安全性，通過分析得到的相應參數，從而不斷提高機床的運行效率和精度。第二，將傳感器技術應用到工件的生產過程。與切削和機床的運行過程相比，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，以保證加工條件處于最佳狀態，除此之外，對于在這個過程中加入傳感技術的其他目的還在于提高切削過程的生產效率；最后，在加工完成之后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，由于檢查的過程比較繁瑣和復雜，所以這些檢測需要能夠自動的進行，并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，隨著傳感器技術在汽車行業中的廣泛應用，現代汽車不斷朝著智能化、小型化和電子化發展，進入了全新時期。目前，在汽車的制造過程中，為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，無論是塵土彌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

篇(2)

關鍵詞：HMP45D，溫濕度傳感器，原理，維護

 

引言

HMP45D溫濕度傳感器是芬蘭VAISALA公司開發的具有HUMICAP技術的新一代聚合物薄膜電容傳感器，目前大連周水子國際機場空管氣象部門已投入業務運行的自動氣象站[1]，均采用該傳感器。論文范文，。由于該傳感器的測量部分總是要和空氣中的灰塵和化學物質接觸，從而使傳感器在某些環境中產生漂移。論文范文，。而儀器的電氣參數會隨時間的推移、溫度變化及機械沖擊產生變化，因此傳感器需要進行定期維護和校準。

1.HMP45D溫濕度傳感器的結構

HMP45D溫濕度傳感器應安裝在其中心點離地面1.5米處。其中，溫度傳感器是鉑電阻溫度傳感器，濕度傳感器是濕敏電容濕度傳感器[2]，即HMP45D是將鉑電阻溫度傳感器與濕敏電容濕度傳感器制作成為一體的溫濕度傳感器，如圖1所示。

圖1 HMP45D溫濕度傳感器外型圖

2.HMP45D溫濕度傳感器的工作原理

2．1 溫度傳感器工作原理

HMP45D溫濕度傳感器的測溫元件是鉑電阻傳感器Pt100，其結構如圖2。鉑電阻溫度傳

感器是利用其電阻隨溫度變化的原理制成的。標準鉑電阻的復現可達萬分之幾攝氏度的精確度，在-259.34～+630.74范圍內可作為標準儀器。鉑電阻材料具有如下特點：溫度系數較大，即靈敏度較大；電阻率交大，易于繞制高阻值的元件；性能穩定，材料易于提純；測溫精度高，復現性好[3]。

圖2 鉑電阻溫度傳感器結構圖

由于鉑電阻具有阻值隨溫度改變的特性，所以自動氣象站中采集器是利用四線制恒流源供電方式及線性化電路，將傳感器電阻值的變化轉化為電壓值的變化對溫度進行測量[4]。鉑電阻在0℃時的電阻值R0是100Ω，以0℃作為基點溫度，在溫度t時的電阻值Rt為

(1)

式中：α，β為系數，經標定可以求出其值。由恒流源提供恒定電流I0流經鉑電阻Rt，電壓I0Rt通過電壓引線傳送給測量電路，只要測量電路的輸入阻抗足夠大，流經引線的電流將非常小，引線的電阻影響可忽略不計。所以，自動氣象站溫度傳感器電纜的長短與阻值大小對測量值的影響可忽略不計。論文范文，。測量電壓的電路采用A/D轉換器方式。

2．2 濕度傳感器工作原理

HMP45D溫濕度傳感器的測濕元件是HUMICIP180高分子薄膜型濕敏電容，濕敏電容具有感濕特性的電介質，其介電常數隨相對濕度的變化而變化，從而完成對濕度的測量。濕敏電容主要由濕敏電容和轉換電路兩部分組成，其結構如圖3所示。它由上電極(upper electrode)、濕敏材料即高分子薄膜(thin-film polymer)、下電極(lower electrode)、玻璃襯底(glass substrate)幾部分組成。

圖3 濕敏電容傳感器結構圖

濕敏電容傳感器上電極是一層多孔膜，能透過水汽；下電極為一對電極，引線由下電極引出；基板是玻璃。整個傳感器由兩個小電容器串聯組成。濕敏材料是一種高分子聚合物，它的介電常數隨著環境的相對濕度變化而變化。當環境濕度發生變化時，濕敏元件的電容量隨之發生改變，即當相對濕度增大時，濕敏電容量隨之增大，反之減小，電容量通常在48～56pF。傳感器的轉換電路把濕敏電容變化量轉換成電壓量變化，對應于濕度0～100%RH的變化，傳感器的輸出呈0～1V的線性變化。由此，可以通過濕敏電容濕度傳感器測得相對濕度。

3．HMP45D溫濕度傳感器的校準和維護

對HMP45D 傳感器的維護，要注意定期清潔，對于溫度傳感器測量時要保證Pt100 鉑電阻表面及管腳的清潔干燥。論文范文，。在清洗鉑電阻時一定要將濕度傳感器取下，使用酒精或異丙酮進行清洗。其具體步湊如下：

1） 旋開探頭處黑色過濾器，過濾器內有一層薄薄的白色過濾網，旋出過濾網，用干凈的小毛刷刷去過濾網上的灰塵，然后用蒸餾水分別將它們清洗干凈。

2） 等保護罩和濾紙完全風干之后，將其安裝到傳感器上。然后再將傳感器通過外轉接盒連接到采集器上，再和濕度標準傳感器一起放入恒濕鹽濕度發生器進行對比。恒濕鹽容器的溫濕參數[4]如表1。

表1HMP45D校準前后數據對比

篇(3)

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

傳感器技術作為現代三大信息技術之一，廣泛應用于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。隨著計算機技術，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。為此，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并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年代以來一直作為自動化、測控技術、機械電子等專業的一門專業課程，特別是進入80年代后，國際上出現了“傳感器熱”：日本把傳感器技術列為80年代十大技術之首，美國把傳感器技術列為90年代的關鍵技術，我國把傳感器技術列為“八五”、“九五”的重點研究項目之一；并且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。而對于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，理論教學重于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，仍存在著重理論、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，實驗課從屬于理論課，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為普遍現象，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實驗項目驗證型多于設計型

目前，我系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為驗證性實驗，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，然后由學生“按方抓藥”地操作。這使學生處于消極被動的地位，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，特別是對于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，我系于2003年購置的6臺CSY2000D型傳感器檢測技術試驗臺就高達1.83萬元/臺。因此，在資金緊張的情況下，使得高校擴招后由原來的一名學生一臺設備，改為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，是學生理論聯系實際的重要途徑，它在培養學生綜合素質和創新能力方面有著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，著力培養學生動手能力

為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面臨的問題，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，加強實驗考核，使學生普遍對實驗重視程度提高，能主動預習準備實驗，甚至帶著問題進實驗室，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，逐漸形成較為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才在各高校普遍開設，據調查現階段各高校采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，缺乏規范性、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

為了突出實踐教學，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，通過學生自己制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，同時還可鍛煉學生的總結能力，為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、鍛煉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,采用啟發式教學方法,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復調節Rw3、Rw4直至托盤空時電壓表顯示為0v、200g砝碼時顯示為0.2v。反復調節最終是可以達到要求，當學生反復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――線性關系，分析電路中Rw3、Rw4的作用可以看出Rw3起調節放大倍數――即線性關系中的斜率、Rw4起零點參考電壓調節――線性關系中的初始值的作用，經過這樣比較對應后，很快可以得出這樣的快速調節方法：當托盤空時，調節Rw4使電壓表顯示為零；然后將10個砝碼全放入托盤，調節Rw3使電壓表顯示為0.2v；然后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使電壓表顯示為0.2-v0（如0.198v）；最后再調節Rw3使電壓表顯示為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采用啟發式的方法啟迪學生，發展學生的發散思維能力，那么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建立科學的實驗考核方案

成績評定方式對于實驗教學十分重要，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為合理的考核方案，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。為此，將成績評價定位在是否理解并靈活應用所學知識，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，采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，并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，同時還可鍛煉學生的總結能力，為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

關于傳感器實驗課教學改革涉及面廣，環節多，是個比較復雜的問題。我們只是在這方面做了一些有益的嘗試，并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、細致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。只有這樣才能為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.

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關鍵詞：無線傳感器網；理論課程教學；自制實驗平臺；實驗項目

Discussion on education of the postgraduate course: wireless sensor networks

Zhang Jianhui, Zeng Hong

Hangzhou dianzi university, Hangzhou, 310018, China

Abstract: This paper analyzed some appearing problems in teaching this course among postgraduate students, and designed a new way in theory teaching by designing and constructing test-bed, by designing and developing experiment items. Our new teaching way could change the unsmooth and bald status quo in unidirectionally teaching theoretical courses, and was a reference to promote the teaching development of postgraduate courses.

Key words: wireless wensor networks; teaching of theoretical course; self-developed test-bed; experiment item

無線傳感器網近年來成為IT領域的研究熱點[1]。2009年8月，總理提出盡快建立“感知中國”中心，促進我國無線傳感器網技術與產業的發展。無線傳感器網是物聯網的技術核心，2010年7月20日，教育部向社會公布了2011年全國各高校140個本科新專業詳細名單，其中“物聯網工程”專業占據30個，高居榜首。無線傳感器網是物聯網專業骨干課程之一，也是一門新課程。我們對該課程的教學方法作了些探索性的改革。

1 目前存在的問題

物聯網作為新專業有新的建設和教學思想[2]。而無線傳感器網作為新興行業的新課程，其理論基礎要求高，應用性也要強，因而給教學帶來新的挑戰。存在的主要問題有：

(1)教學內容涉及廣與系統性教學的矛盾。無線傳感器網是一門應用性和理論基礎要求都很強的課程。該課程所講述的網絡是一種集成創新型技術，同時理解和運用好該技術需要一定理論基礎。它所涉及的內容廣泛，需要多方面計算機基礎理論知識，且涵蓋面廣，包括概率論、圖論、高等數學、隨機過程等。同時，它涉及單片機編程、電子線路、無線電發射等多方面硬件知識。而這門課程的傳授對象是研究生，研究生班的學生往往來自不同專業，讀研期間的主修專業也各不相同，而其導師所指導的研究方向更是千差萬別。因而，如何系統地講授這門課，同時又能滿足學生不同需求，將成為面臨的難題。

(2)理論教學與實驗教學的脫節。無線傳感器網是門全新課程，問題(1)中所述特點使得在理論與實驗教學兩個方面的任務既各有特色又繁重，造成這兩方面的教學任務難以平衡。由于它是一門新課程，可以借鑒的教學經驗并不多。而從橫向比較來看，類似應用性很強的課程，其教學方法一般單一地偏向理論教學或實驗教學。

(3)傳統單向性教學模式的不良影響。多年來，研究生教學模式一般都是單向性的，即教師教、學生學，缺乏真正的互動，難以培養學生的獨立思維，更難以激發其主動性和創造性。從學生角度來看，這種教學模式從中學一直延續到研究生階段，沒有讓學生充分參與到教學中來，使得學生的學習效果無法保證，學習的興趣也不高。這種長期的被動式參與教學，使得學生失去了主動性、獨立性和主導性，形成了不良的學習和科研習慣，最終導致研究生創造性的缺失[5]。

2 改革方法

我們在Seminar[4]教學方法的基礎上，讓學生充分參與教學，體會完成科研任務的獨立性和自主性。總體改革方法是教師導引，學生參與學、教、實驗設計與實現全過程，形成單向教學向理論教學與實驗互動、學生參與轉變。在設計該方法時，要充分考慮到所在高校的歷史與優勢，發揮其在電子電路設計、嵌入式編程等方面的堅實基礎與專業特色，觀察學院近幾年在無線傳感器網方面的發展速度，針對前一小節所提出的問題，給出相應的教學改革方法。

夯實基礎知識，劃分學習小組。本課程選擇的教材清華大學出版社出版、孫利民等編著的《無線傳感器網絡》為主教材，以劍橋大學出版社出版的Xiangyang Li的專著"Wireless Ad Hoc and Sensor Networks: Theory and Applications"為輔助教材。在掌握無線傳感器網絡這門課程的基礎知識的同時，根據學生所學專業和研究方向，將他們分為兩大組：理論組和應用組(如圖1所示)。對于理論組和應用組分別布置不同的課外作業。為此，筆者從計算機網絡、體系結構和應用技術領域的一些最新國際頂級會議上，如SigComm，MobiCom，SenSys，InfoCom等，選擇理論和應用兩類論文。其中，根據每名學生的指導教師對研究方向的要求，對所選論文進行較細致的篩選。在所選出的論文中，學生可以根據自己的興趣進行再選擇。當然，學生也可以從指定的學術會議論文集中選擇論文。這是一個有限定的雙向選擇過程，所選論文包含諸多無線傳感器網絡應用案例和科研實例。這些論文作為課外作業讓學生自己去研讀，而教師會從兩個組中分別隨機抽取部分學生，分兩個階段，即理論階段和應用階段，讓其上講臺宣講其所讀的論文。在宣講過程中，大家可以自由提問和討論，學生由此可以充分參與到教和學的兩個環節。課堂的自由討論，使得學生從傳統課程授課模式中的被動聽課變為主動參與，提高了學生對該課程的學習和參與興趣。為保證效率，教師對宣講和討論的時間做了限定，在討論的過程中也會做一些導引。

在兩個階段(理論階段和應用階段)開始之前，教師分別講授兩個階段的基礎知識，即理論基礎知識和應用基礎知識。由于所涉及的內容非常廣泛，講授一些入門知識，而對學生所要宣講論文的相關基礎知識要深入地講解。另外一個重要的組成部分是給學生講授獲取相關知識的技巧與途徑，例如如何使用圖書館資源及學術網站，如Google scholar，Citeseer等。

圖1 教學步驟圖

在上述過程中，理論組的學生偏重理解算法的原理，應用組的學生偏重算法實現所需的硬件運行原理和編程實現。筆者所在實驗室的主要研究方向之一是無線傳感器網絡，依托這個實驗室特點，在指導學生時采用TelosB傳感器節點，在TinyOS平臺上開發算法實現程序。

統分兼顧，學生自主。如圖1所示，在“理論(應用)基礎知識”階段中，通過讓學生自己閱讀學術論文，讓兩個組的學生分別對某一方面的理論知識有了具體了解，對無線傳感器網絡中的硬件原理也有了初步認識。在緊接著的“理論(應用)案例”階段中，從學生宣讀過的學術論文中挑選出幾篇經典的論文，它們有算法設計及其性能的理論分析，又有實驗設計與驗證。為此，根據先前的理論組和應用組劃分，以及所選經典論文，進一步將學生交叉分隊。一個分隊一般由5名學生組成：一名學生負責算法原理的解釋，兩名負責TinyOS編程和調試，一名負責數據采集與硬件平臺搭建，最后一名負責協調分隊整體工作并撰寫最終實驗報告。實際教學過程中，每隊學生人數和任務分配可以視情況做適當調整，例如，當理論組學生人數較多時，在每隊中負責算法原理解釋的學生可以適當增多。當分隊組建好以后，分給每名學生的任務以課外作業的形式完成。每個分隊的進度情況由該隊負責人以實驗報告的形式按階段提交給教師。同時，在協調學生完成作業的過程中，教師應逐個分析案例，這些案例中有涉及路由設計的，有涉及面向實際應用數據采集的，也有涉及網絡時延分析的，案例涵蓋面廣，以解決課程內容涉及廣的問題。

案例分析結束以后，進入實驗驗證或者仿真分析。在這個過程中，主要分以下幾個階段：實驗平臺的構建、實驗設計、實驗驗證及其實驗報告的撰寫。在這些過程中，學生不僅充分參與，而且在有些過程中，學生還起到主導的作用。實驗平臺的構建需要一定的科研經費支持，制作過程復雜，將在下文中闡述。在無線傳感器網絡的教學中，由于實驗條件限制，不一定都能搭建硬件平臺。另外，在教學中還發現，一個實驗平臺不能同時滿足多個分隊使用，而有些分隊的任務也不一定要在實驗平臺上進行。為此，讓部分有一定C/C++語言編程基礎的學生使用一個專門的網絡仿真平臺―OMNeT++[3]。

OMNeT++是一個面向對象的離散時間模擬器，由土耳其布達佩斯技術大學的Andras Varga等人設計。其內核源代碼完全開放，采用標準C++語言編寫，可以運行于Linux，Windows等幾乎所有支持標準C++的系統平臺上。它采用了一種搭積木式的建模方式，可以應用于任何離散事件系統的計算機模擬和仿真，包括模擬通信網絡的業務流，模擬通信協議的模型，排隊網絡，模擬多處理器和其他分布式系統。對于教學比較有利的是OMNeT++完全免費，有很多現成的模塊、框架和范例，相關資源可從其官方網站[3]免費下載。在教學過程中，部分學生使用該仿真軟件，完成了一些無線傳感器網絡中的案例，如消息洪泛案例仿真(如圖2所示)，目標追蹤案例仿真(如圖3所示)。在圖2，3中，灰色點和白色點表示傳感器節點，灰點表示已經接受到消息的節點；圖中間較大的點表示Sink節點；圖3左上角的黑色點表示目標。

圖2 消息洪泛仿真截圖 圖3 目標追蹤仿真截圖

自制實驗平臺，自己設計完成實驗，學生充分參與。需要實驗平臺驗證的分隊參與設計與構建了一個無線傳感器網絡平臺(如圖6所示)。該平臺高2米，寬4米，由200個自制TelosB節點(如圖4所示)、50個多接口Hub(如圖5所示)和一臺臺式機組成。2009和2010級部分研究生參與了該實驗平臺的設計與搭建。在該實驗平臺上驗證理論或應用案例的每個分隊，都自行設計、開發、調試實驗和相應的TinyOS程序。根據無線傳感器網絡這門課程教學的需要，以及學生科研和興趣的選擇，先后設計了6個實驗：時間同步、路由樹構建、基于非時間同步的通信時間調度、消息洪泛、主被動式追蹤、人物辨別。

圖4 自制TelosB傳感器節點 圖5 多接口Hub

圖6 200個節點組成的測試平臺

3 結束語

在整個教學過程中，總體教學思路是：從課程基礎知識開始，將學生分成兩類(理論類和應用類)；根據學生的興趣和科研需要，有重點地講解具體的理論和應用基礎知識；而后以國際頂級會議論文為素材，從具體案例著手，通過讓學生充分參與的方式誘導學生理解理論知識(如圖論、概率論、隨機過程等)是如何在無線傳感器網絡這個應用性技術中應用的，也讓他們體驗無線傳感器網絡中的算法是如何在實際實驗平臺上實現的。整個過程從基礎理論知識細化到具體理論知識，再到具體案例分析，循序漸進，有重點、系統性地講授了這門知識涉及面廣、結構較為龐雜的應用性課程。同時，在整個教學中，學生也從逐漸參與、充分參與到教和學中，到最后甚至在某些方面起到主導作用。新教學方法使得學生在研究生階段能夠體會從被動地學到主動地、獨立地完成一個完整的科研任務的轉變。這種轉變中蘊含著主動創新的種子，在長期的科研鍛煉中將會發芽結果。

參考文獻

[1] 李建中.無線傳感器網絡?？把訹J].軟件學報,2007,18(05):1077-1079.

[2] 吳功宜.對物聯網工程專業教學體系建設的思考[J].計算機教育,2010,21:26-28.

[3] OMNeT++ [N/OL].省略/.

篇(5)

2.中煤科工集團常州研究院有限公司，江蘇 常州213015）

摘 要：通風調節是礦井通風系統管理的主要工作之一，調節的準確性和及時性直接關系到通風系統安全、平穩和能耗大小。但目前通風調節存在誤差大、不及時等問題，本論文通過研究礦井自動通風調節系統，有效的提升通風管理水平，降低因通風系統調節不及時或不準確造成的能耗損失。

關鍵詞：礦井通風;調節通風;自動化系統

1 序言

通風系統調節準確性和及時性直接關系到礦井的安全和運行成本，目前通風系統調節處于人工調節階段，人員勞動量大，調節不及時且調節準確性差，為進一步解決礦井通風系統管理中的通風調節問題，本論文引進壓差法礦井自動通風調節系統。

該系統包括自動化控制器、壓差測試裝置、自動調節裝置、傳感器等。

2 自動化控制器

基于壓差法的礦井自動通風調節系統核心為自動化控制器，本系統控制器采用西門子PLC為主要控制元器件，包括位移傳感器、壓差傳感器、動力源控制裝置（本論文設計動力源是氣動，其裝置是本安電磁閥）、數據傳輸、開關按鈕、聲光報警器等。

研究的技術關鍵點為：控制系統原理和控制器基本架構。

控制系統原理：壓差傳感器采集壓力變化數值，通過設置參數裝換為通過調節系統的風量，再根據預先設定的需風量進行比對，確定調節系統通風斷面的變化大小，同時位移傳感器監視通風斷面的變化，保證系統調節準確且快速。

控制器基本架構，控制器采用PLC控制器，控制器控通過電流信號與位移傳感器、壓差傳感器、動力源開閉按鈕相連接，通過開關量與手動按鈕連接，通過RS485信號與上位機進行數據和指令的傳輸，在控制器上預留瓦斯、聲光報警器、視頻接口，并可以與其他控制器進行數據傳輸。

3 壓差測試裝置

壓差測試裝置關系到系統的準確性，是系統最核心的數據采集設備，壓差測試裝置的技術要求進入測試區域內風流平穩、壓差測量精度高、數據采集準確、數據傳輸快等。

壓差測試裝置采用圓形設計，主要是保證壓差采集的準確性和進入測試裝置的風流平穩，易于測量且數據精度高。

壓差測試裝置進風測安裝有均風裝置，主要是消除通風系統渦流造成的數據采集誤差。在測試裝置上布置兩排數據采集管，其中在每排布置4個壓力采集孔，兩兩對應，測壓管深入測試裝置內側10cm處，4個測試孔外部用軟管連接，進行壓力平均處理。兩排測試孔之間距離不得少于1m，主要是保證壓差傳感器數值的讀取和測量。

壓差測試裝置對每個測壓管進行防塵處理，保證所有測壓管的通暢，靜壓傳導準確。

4 自動調節裝置

自動化調節裝置是礦井自動調節通風系統的主要調節機構，本論文采用氣動為動力源。

自動調節裝置設計要求調節準確、運行速度慢、密封性好、安全性高等。

根據技術要求，自動調節裝置采用通風斷面縮小的方式，調節速度為0.5m/min，移動精度為1cm。

自動調節裝置與壓差測試裝置相連，通過圓形阻風器向前移動，起到調節通風斷面的作用，同時根據壓差測試裝置中風量的變化，確定圓形阻風器的移動方向和移動大小，位移傳感器監測圓形阻風器的移動方向和移動大小。

圓形阻風器移動動力為緩沖氣缸，氣缸最快伸出速度為0.5m/min。帶載后，移動伸出速度為0.3m/min，滿足精確調節的目的。

5 實驗論證

實驗論證是論證系統的完整性和調節的準確性。進一步發現系統存在的問題，并進行修改和完善，為現場實地測試做準備工作。

主要是在自動風窗前后布置壓力測點，單管壓差計測量兩點壓差，與壓差傳感器數值比對;模擬巷道的斷面為半圓拱，尺寸為2.8m（寬）×2.9m（長），人工調節風阻器開口大小;模擬巷道通風選擇抽出式通風，通過風機變頻，控制測試系統的風量。

通過多次測試，得出系統測試數據，如表1所示。

通過實驗可以得出，調節裝置的調節誤差小于4%，所以，礦井自動通風調節系統是可行的。

6 結論

通過理論設計和實驗驗證，得出以下幾點結論：

（1）礦井自動調節通風系統構成為自動控制器、壓差測量裝置、自動調節裝置;（2）礦井自動通風調節系統調節誤差小于4%;（3）礦井自動通風調節系統可以解決礦井通風調節不及時和不準確問題。

參考文獻：

[1]白華寧.礦井通風系統風窗風量自動調節控制裝置技術研究[J].科技情報開發與經濟，2012，22（20）：145.

[2]吳強，李孝東，秦憲禮.從礦井通風系統改造實例談調節風窗的重要性能[J].煤礦安全，1996（7）：38-41.

[3]吳勇華.調節風窗的流量特性分析[J].煤炭工程師，1998（4）：22-25.

篇(6)

參考文獻：

[1]馮祺我國國產手機市場研究[D].天津：天津大學，2009

[2]劉玉松中國手機市場分析及國產手機營銷策略研究[D].天津：天津大學，2008

[3]陳博中國智能手機市場現狀分析[J].中國市場，2013（1）.

[4]李玉韜淺析摩托羅拉的戰略風險管理[J].財務與會計，2012（8）.

[5]敏行聯想樂phone的戰略風險與定位關鍵[J].廣告主市場觀察，2010（5）.

[作者簡介]劉曉紅（1989—），女，山東日照人，會計碩士在讀。研究方向：審計理論與實務。

附1：《對以用戶體驗為導向的智能手機應用軟件界面設計的幾點探討》

參考文獻：

[1]楊東潤.數字媒體中的交互設計對用戶體驗的影響—以資訊類手機APP應用為例[J].傳謀，2015（12）.

[2]林剛，張碧濤.基于互動裝置藝術的手機美圖APP品牌運動研究[J].今傳謀，2015（3）.

[3]陸遠蓉.基于移動用戶體驗的APP設計[J].智能計算機與應用，2014（8）.

附2：《智能手機中傳感技術的發展和應用》

參考文獻

[1]魯建全，賈曉燕.傳感器在手機中的應用[J].中學物理，2013（03）.

[2]牛利.移動設備上的傳感分析[C].第十二屆全國化學傳感器學術會議報告集，2014.

[3]中國儀器儀表行業學會網站：自主知識產權便攜式智能有害金屬電化學分析儀誕生[J].工業儀表與自動化裝置，2013（04）.

[4]黃善洛等：基于Android平臺的便攜式痕量重金屬離子檢測儀的研制[J].分析化學，2015，43（07）：1098-1103.

[5]王驥，王莜珍，任肖麗，沈玉利.基于無線傳感器網絡的水污染監測系統[J].桂林電子科技大學學報，2009，29（03）：247-250.

[6]OFweek儀器儀表網內置傳感器將為智能手機應用帶來新的革命，2014.

[7]化學傳感器的研究背景及發展趨勢[J].中國科學人，2015（18）.

附3：《智能手機電源管理模塊的設計》

參考文獻

[1]徐進.智能手機電源管理模塊和音頻模塊設計[D].上海：上海交通大學，2008.

[2]劉平.智能手機電源管理系統設計與故障分析方法研究[D].長春：吉林大學，2008.

[3]陳熹，陳英，戚正偉.一種智能手機電源管理方案的設計與實現[J].計算機應用與軟件，2008（09）：80-82.

附4：《鎖屏Android智能手機的取證方法》

參考文獻

[1]戴明.手機取證及其電子證據獲取研究[J].計算機與現代化，2015（58）.

[2]杜江.智能手機取證研究[J].電腦知識與技術，2015（69）.

[3]趙毅.智能手機取證方法研究[J].取證技術，2016（59）.

[4]劉歡.手機取證及具體分析研究[J].電腦技術，2016（123）.

附5：《智能手機SD卡數據恢復初探》

參考文獻（References）：

[1]陶榮，饒佳藝，嚴麗娜等.智能手機RS-MMC存儲卡數據恢復研究[J].電子設計工程，2012.20（17）：180-182

[2]周立功.ARM嵌入式系統軟件開發實例（二）[M].北京航空航天大學出版社，2006.

[3]劉素花，龔德俊，徐永平等.SD卡在海洋數據存儲中的應用[J].海洋科學，2009.33（3）：16-20

[4]李志強.常見硬盤數據損壞的類型及恢復方法[J].硅谷，2011.23：124-126

[5]杜江，賈昌海.基于Thumbs.db文件的數據恢復技術研究與開發[J].電子設計工程，2011.17：10-12

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光纖傳感器主要由光源、光纖與探測器3部分組成，光源發出的光耦合進光纖，經光纖進入調制區，在調治區內，外界被測參數作用于進入調區內的光信號，是其光學性質如光的強度、相位、偏振態、波長等發生變化成為被調制的信號光，再經過光纖送入光探測器而獲得被測參數，光纖傳感器中的光纖通常由纖芯、包層、樹脂涂層和塑料護套組成，纖芯和包層具有不同的折射率，樹脂涂層對光纖起保護作用，光纖按材料組成分為玻璃光纖和塑料光纖；按光纖纖芯和包層折射率的分布可分為階躍折射率型光纖和梯度折射率光纖兩種。光纖能夠約束引導光波在其內部或表面附近沿軸線方向向前傳播，具有感測和傳輸的雙重功能，是一種非常重要的智能材料。

2.光纖傳感器的類型及特點

光纖傳感器的類型很多，按光纖傳感器中光纖的作用可分為傳感型和傳光型兩種類型。

傳感型光纖傳感器又稱為功能型光纖傳感器，主要使用單模光纖，光纖不僅起傳光作用，同時又是敏感元件，它利用光纖本身的傳輸特性經被測物理量作用而發生變化的特點，使光波傳導的屬性(振幅、相位、頻率、偏振)被調制。因此，這一類光纖傳感器又分為光強調制型，偏振態調制型和波長調制型等幾種。對于傳感型光纖傳感器，由于光纖本身是敏感元件，因此加長光纖的長度可以得到很高的靈敏度。

傳光型光纖傳感器又稱非功能型光纖傳感器，它是將經過被測對象所調制的光信號輸入光纖后，通過在輸出段進行光信號處理而進行測量的。在這類傳感器中，光纖僅作為傳光元件，必須附加能夠對光纖所傳遞的光進行調治的敏感元件才能組成傳感元件。

3.光纖傳感器的應用

光纖傳感器的應用范圍很廣，幾乎涉及國民經濟的所有重要領域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環境中使用，解決了許多行業多年來一直存在的技術難題，具有很大的市場需求。主要表現在以下幾個方面的應用:

(1)城市建設中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應用。光纖傳感器可預埋在混凝土、碳纖維增強塑料及各種復合材料中，用于測試應力松弛、施工應力和動荷載應力從而來評估橋梁短期、施工階段和長期營運狀態的結構性能。

(2)在電力系統，需要測定溫度、電流等參數，如對高壓變壓器和大型電機的定子、轉子內的溫度檢測等，由于電類傳感器易受強電磁場的干擾，無法在這些場合中使用，只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發展起來的一種用于實時測量空間溫度場分布的高新技術，分布式光纖溫度傳感系統不僅具有普通光纖傳感器的優點，還具有對光纖沿線各點的溫度的分布式傳感能力，利用這種特點我們可以連續實時測量光纖沿線幾公里內各點的溫度，定位精度可達米的量級，測溫精度可達1度的水平，非常適用于大范圍多點測溫的應用場合。

(3)在石油化工系統、礦井、大型電廠等，需要檢測氧氣、碳氫化合物、CO等氣體，采用電類傳感器不但達不到要求的精度，更嚴重的是會引起安全事故。因此，研究和開發高性能的光纖氣敏傳感器，可以安全有效地實現上述檢測。

(4)在環境監測、臨床醫學檢測、食品安全檢測等方面，由于其環境復雜，影響因素多，使用其它傳感器達不到所需要的精度，并且易受外界因素的干擾，采用光纖傳感器可以具有很強的抗干擾能力和較高的精度，可實現對上述各領域的生物量的快速、方便、準確地檢測。目前，我國水源的污染情況嚴重，臨床檢驗、食品安全檢測手段比較落后，光纖傳感器在這些領域具有極好的市場前景。

(5)醫學及生物傳感器。醫學臨床應用光纖輻射劑量計、呼吸系統氣流傳感系統;圓錐形微型FOS測量氧氣濃度及其他生物參數;用FOS探測氫氧化物及其他化學污染物;光纖表面細胞質粒基因組共振生物傳感器;生物適應FOS系統應用于海水監測、生化技術、醫藥。

光纖傳感器在實踐中運用到的例子舉不勝舉，這些技術都是多學科的綜合，涵蓋的知識面廣，象光纖陀螺，火花塞光纖傳感器，光纖傳感復合材料，以及利用光纖傳感器對植物葉綠素的研究等等；隨著科技的不斷進步，越來越多的光纖傳感器將面世，它將被應用到生產生活的每一個角落。

4.光纖傳感器的技術發展方向

光纖傳感技術經過20余年的發展也已獲得長足的進步，出現了很多實用性的產品，然而實際的需要是各種各樣的，光纖傳感技術的現狀仍然遠遠不能滿足實際需要。目前，光纖傳感器技術發展的主要方向是。

(1)傳感器的實用化研究。即一種光纖傳感器不僅只針對一種物理量，要能夠對多種物理量進行同時測量。

(2)提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度，降低其成本，設計復雜的傳感器網絡工程。注意分布式傳感器的參數，即壓力、溫度，特別是化學參數(碳氫化合物、一些污染物、濕度、PH值等)對光纖的影響。

(3)傳感器用特殊光纖材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纖、熒光光纖、電極化光纖的研究等。這些將是以后傳感器進一步發展的趨勢。

(4)在惡劣條件下(高溫、高壓、化學腐蝕)低成本傳感器(支架、連接、安裝)的開發和應用。

(5)新傳感機理的研究，開拓新型光纖傳感器。

參考文獻

[1]肖軍,王穎.光纖傳感技術的研究現狀與展望[J].機械管理開發,2006,6.

[2]吳潔,薛玲玲.光纖傳感器的研究進展[J].激光雜志,2007,5.

[3]吳瓊,吳善波,劉勇,袁長迎.新型光纖傳感器的設計及其特性研究[J].儀表技術與傳感器,2007,11.

[4]李文植.光纖傳感器的發展及其應用綜述,科技創業月刊,2006,7.