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传感器综合开发实验心得体会

时间:2017-06-07 13:28

电路实验报告怎么写

单相交流电路的实验报告 目标:开发交流传动实验系统,能够对交流传动产品进行包括供电装置(如变压器、高压柜等)在内的主变流器、异步电动机及其控制系统的综合试验。

附图1:交流传动电力机车牵引系统原理图。

系统采用交流牵引电机背靠背的方式取代直流电机作为陪试机,用变流器取代原直流发电机—同步机组,直接向接触网,在达到试验目的的前提下大大减小能源消耗。

附图2:原交流传动试验系统原理电路图。

附图3:能量反馈型交流传动试验系统原理电路图。

系统主要由主电路部分、控制部分和测试部分组成,分别要求完成以下内容:2、设计内容与要求1)试验系统主电路的设计和部件选型① 主电路结构的设计,基本部件的确定;② 陪试牵引变压器的选型;③ 陪试变流器的选型;④ 陪试交流牵引电机选型;2)试验系统控制部分的设计① 主电路工作原理分析;② 控制电路工作原理分析;③ 保护电路工作原理分析;④ 控制系统的总体结构设计;⑤ PLC的选型、硬件配置、控制协议的确定;⑥ PLC程序流程的编写。

3)试验系统测试部分的设计① 测试系统的工作原理分析;② 测试传感器的选型;③ 工控机、信号调理装置、PCI采集板卡等的选型;④ 电路监测和保护的设计;⑤ LABVIEW程序流程的编写。

4)系统设计要求:① 试验系统主要由10kV电网,单相交流供电的综合试验电源系统,被试变流器,交流牵引电机,陪试变流器,反馈变压器,控制电源,三相AC380V动力电源,测试和控制系统等组成。

② 根据试验系统总体电路,计算10kV、50Hz电网单相、三相所需的的容量,计算三相电压不平衡度及对三相电网的影响。

③ 单相交流供电的综合试验电源系统参数要求:? 单相升压变压器(10kV\\\/25kV)实现单相25kV\\\/50Hz电源,容量4000kVA,在输入电压允许变化范围内保证输出电压变化范围17.5~31kV。

? 牵引变压器的牵引绕组的短路阻抗设计为25%,同时通过配备可调的电抗器来调节支路短路阻抗以实现不同综合试验的需求。

? 电源系统的保护至少应包括:高压警示、电流速断保护、电流过流保护、变压器保护(温升保护、压力保护、瓦斯保护等)等。

④ 通用陪试变流器参数要求:? 输出三相对称的电压,输出电压范围0~2200V RMS;? 输出电流范围0~1300A RMS,输出频率范围0~200Hz;? 输出的最大功率≥3200kVA。

⑤ 平台负载系统要求:? 采用交流牵引电机背靠背的方式作为陪试机,通过陪试牵引变流器和牵引变压器直接向接触网反馈能量;? 被试变流器的最大功率按照2800kW设计,被试异步牵引电动机的最大功率按照1250kW设计;? 平台电机负载的保护应包括:高压警示、电流速断保护、过流保护、过压保护、电机温升保护、电机超速保护、短路保护、接地保护、缺相保护、陪试变流器保护(过流保护、过压保护、接地保护、超温保护、低温保护、失压保护、水位保护等)、陪试变压器保护(温升保护、压力保护、瓦斯保护等)等。

⑥ 测试系统的准确度满足:交直流电流、电压基波、有效值的测量准确度不低于±0.5%,转速测量准确度不低于±0.1%或±1r\\\/min,转矩测量准确度不低于±1%,功率测量准确度不低于±1%。

⑦ 其他性能要求:☆ 可靠性要求:系统能满足长时间、间断稳定运行。

☆ 安全性:系统应保证人身、设备安全。

☆ 易操作性:系统应提供友好人机界面,操作简单。

⑧ 系统设计完成后的资料整理扩声电路实验报告怎么写 一、直观检查法 直观检查法是断开电源后立即进行。

不用仪器、仪表,凭直观的感觉,调动视觉、听觉、嗅觉、触觉等4种感觉特性,进行判断。

这种检查方法虽然准确性较差些,但速度快,直观检查法尤其对电源故障检查很有用。

一看观察机器或部件及其外部结构。

看按键开关、接口、指示灯有无松动,线路板接绪有无脱落,有无虚焊、变色、裂痕、爆裂等现象,保险丝有无烧断、打火、冒烟、变形、未卡住等问题,采用眼睛,直接识别和判断。

二听轻轻翻动机器或部件,摇摆摇摆,听听有无零件散落或螺丝钉脱落情况,是否有碰击声。

作连续翻转有无不正常的“吱吱”声或“啪啪”的打火声(通电时)。

如果有这些现象,故障可能出现在这些地方。

三闻用鼻子闻闻有无烧焦气味,找到气味来源,故障可能出一放出异味的地方。

四摸用手摸摸变压器外壳(断电后进行),不要触及接线端子,因为有时因充电电容存在,电压甚高,危及安全。

感觉一下,是否超过正常温度、发烫,无法触摸。

功率管有无过热或冰凉现象。

调整管有无过热或冰凉不热现象。

如果有这些现象,问题可能出现在这些地方。

二、试探法 试探法是针对怀疑部分的电路采用比较、分割、替代、模拟等试探手段,寻找故障所在,然后排除。

具体方法如下: 1、比较找一台与故障机完全相同型号的机器,在专业设备中利用同一台机器的左、右声道部件,测量相对应部分的电压、电阻、电流数量,再加以比较,找到故障所在。

2、分割将某部分电路与其他部分脱开,接上外加电源,注入信号,进行判断。

3、替代用好的元件替代怀疑元件,或将左、右声道部件对换,尤其对于集成电路块可以这样进行。

如果部件对换之后,机器恢复正常,则说明该部件存在问题或损坏。

4、模拟温度模拟,采用电吹风加热,或用酒精降温,进行温度性能检查,振动模拟是使用细的塑料绝缘棒轻击某些部件,看看电路工作状况,可以发现某些虚焊现象,检查故障所在。

这种方法一般由技术熟练者进行,否则,容易出现故障加重现象。

三、静态参数测量法 静态参数的测量必须持有厂家生产设备的维修手册,注明各个元器件端点静态工作电流、或电压,利用万用表测量电路各个部分的电流、电压或电阻值,看是否与标称值相符合。

1、电阻测量 用万用表的欧姆档×100或×1K档,不要使用R×10K档,因为这档上电表内接22.5伏电池,对晶体管测量不合适,容易损坏晶体管。

在断电的情况下测量,若有充电电容存在,必须用绝缘的螺丝起锥充分放电后进行。

测量线路中电阻必须焊开一端,否则测量不准确。

2、电压测量 在作此测量过程中要考虑万用表内阻对测量值的影响。

静态测量值与动态测量值(加入信号时)不相同,这一点应当注意。

测量静态时各晶体管管脚,电阻、电容端电压是否与标称值一致,晶体管脚相对电压能判断管子是否损坏。

3、电流测量 采用直接测量时,将电流表串入电路中,检查电流大小。

采用间接测量时,测量两端电压,用电阻值去除电压值,便得到电流值大小。

除静态参数测量外,还可使用动态检查法,利用信号源和示波器,注入信号直接检查,对电路进行判断。

这种方法直接、准确,并且不容易损坏元器件,还可对电路和机械结构进行调整和校对。

传感器论文

1 微型化(Micro)  为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。

  1.1 由计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS)技术引发的传感器微型化  目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。

  对于微机电系统(MEMS)的研究工作始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科,是一个极具前景的新兴研究领域。

MEMS的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。

经过几十年的发展,尤其最近十多年的研究与发展,MEMS技术已经显示出了巨大的生命力,此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。

在当前技术水平下,微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3D微型结构,从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件,象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感\\\/探测器都装有极好的敏感元件[1],[2]。

目前,这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。

  1.2 微型传感器应用现状  就当前技术发展现状来看,微型传感器已经对大量不同应用领域,如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响;目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量,如位移、速度\\\/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等  2 智能化(Smart)  智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。

此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用领域,如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。

  2.1 智能化传感器的特点  智能化传感器是指那些装有微处理器的,不但能够执行信息处理和信息存储,而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。

这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样,其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。

如智能化压力传感器,主传感器为压力传感器,用来探测压力参数,辅助传感器通常为温度传感器和环境压力传感器。

采用这种技术时可以方便地调节和校正由于温度的变化而导致的测量误差,而环境压力传感器测量工作环境的压力变化并对测定结果进行校正;而硬件系统除了能够对传感器的弱输出信号进行放大、处理和存储外,还执行与计算机之间的通信联络。

  通常情况下,一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量,其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的;但智能化传感器却能够实现所有的功能,而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。

与传统的传感器相比,智能化传感器具有以下优点:  1.智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节,能够对所测的数值及其误差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理,借助于软件滤波器滤波数字信号。

此外,还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿,以改进测量精度。

  2.智能化传感器具有自诊断和自校准功能,可以用来检测工作环境。

当工作环境临近其极限条件时,它将发出告警信号,并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。

当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时,它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。

  3.智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量,从而进一步拓宽了其探测与应用领域,而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。

此外,其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能,也能够使它们适合于各不相同的工作环境。

  4.智能化传感器既能够很方便地实时处理所探测到的大量数据,也可以根据需要将它们存储起来。

存储大量信息的目的主要是以备事后查询,这一类信息包括设备的历史信息以及有关探测分析结果的索引等;  5.智能化传感器备有一个数字式通信接口,通过此接口可以直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。

此外,智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便,譬如,可以对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作,也可以将所测的数据发送给远程用户等。

  2.2 智能化传感器的发展与应用现状  目前,智能化传感器技术正处于蓬勃发展时期,具有代表意义的典型产品是美国霍尼韦尔公司的ST-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器,以及另外一些含有微处理器(MCU)的单片集成压力传感器、具有多维检测能力的智能传感器和固体图像传感器(SSIS)等。

与此同时,基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中的重要作用也日益受到了相关研究人员的极大重视。

  指出的一点是:目前的智能化传感器系统本身尽管全都是数字式的,但其通信协议却仍需借助于4~20 mA的标准模拟信号来实现。

一些国际性标准化研究机构目前正在积极研究推出相关的通用现场总线数字信号传输标准;不过,在眼下过渡阶段仍大多采用远距离总线寻址传感器(HART)协议,即Highway Addressable Remote Transducer。

这是一种适用于智能化传感器的通信协议,与目前使用4~20mA模拟信号的系统完全兼容,模拟信号和数字信号可以同时进行通信,从而使不同生产厂家的产品具有通用性。

  能化传感器多用于压力、力、振动冲击加速度、流量、温湿度的测量,如美国霍尼韦尔公司的ST3000系列全智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器就属于这一类传感器。

另外,智能化传感器在空间技术研究领域亦有比较成功的应用实例[6]。

  发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。

可以预见,新兴的智能化传感器将会在关系到全人类国民生的各个领域发挥越来越大作用。

  3 多功能传感器(Multifunction)  如前所述,通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的物理量。

由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。

随着传感器技术和微机技术的飞速发展,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。

  3.1 多功能传感器的执行规则和结构模式  概括来讲,多功能传感器系统主要的执行规则和结构模式包括:  (1) 多功能传感器系统由若干种各不相同的敏感元件组成,可以用来同时测量多种参数。

譬如,可以将一个温度探测器和一个湿度探测器配置在一起(即将热敏元件和湿敏元件分别配置在同一个传感器承载体上)制造成一种新的传感器,这样,这种新的传感器就能够同时测量温度和湿度。

  (2) 将若干种不同的敏感元件精巧地制作在单独的一块硅片中,从而构成一种高度综合化和小型化的多功能传感器。

由于这些敏感元件是被综装在同一块硅片中的,它们无论何时都工作在同一种条件下,所以很容易对系统误差进行补偿和校正。

  (3)借助于同一个传感器的不同效应可以获得不同的信息。

以线圈为例,它所表现出来的电容和电感是各不相同的。

  (4)在不同的激励条件下,同一个敏感元件将表现出来不同的特征。

而在电压、电流或温度等激励条件均不相同的情况下,由若干种敏感元件组成的一个多功能传感器的特征可想而知将会是多么的千差万别

有时候简直就相当于是若干个不同的传感器一样,其多功能特征可谓名副其实。

  3.2 多功能传感器的研制与应用现状  多功能传感器无疑是当前传感器技术发展中一个全新的研究方向,日前有许多学者正在积极从事于该领域的研究工作。

如将某些类型的传感器进行适当组合而使之成为新的传感器,如用来测量流体压力和互异压力的组合传感器。

又如,为了能够以较高的灵敏度和较小的粒度同时探测多种信号,微型数字式三端口传感器可以同时采用热敏元件、光敏元件和磁敏元件;这种组配方式的传感器不但能够输出模拟信号,而且还能够输出频率信号和数字信号.  从目前的发展现状来看,最热门的研究领域也许是各种类型的仿生传感器了,而且在感触、刺激以及视听辨别等方面已有最新研究成果问世。

从实用的角度考虑,多功能传感器中应用较多的是各种类型的多功能触觉传感器,譬如人造皮肤触觉传感器就是其中之一,这种传感器系统由PVDF材料、无触点皮肤敏感系统以及具有压力敏感传导功能的橡胶触觉传感器等组成。

据悉,美国MERRITT公司研制开发的无触点皮肤敏感系统获得了较大的成功,其无触点超声波传感器、红外辐射引导传感器、薄膜式电容传感器、以及温度、气体传感器等在美国本土应用甚广。

  与其它方面的研究成果相比,目前在人工嗅觉方面的研究还似乎远远不尽人意。

由于嗅觉元件接收到的判别信号是非常复杂的,其中总是混合着成千上万种化学物质,这就使得嗅觉系统处理起这些信号来异常错综复杂。

  人工嗅觉传感系统的典型产品是功能各异的Electronic nose(电子鼻),近10多年来,该技术的发展很快,目前已有数种商品化的产品在国际市场流通,美、法、德、英等国家均有比较先进的电子鼻产品问世。

  “电子鼻”系统通常由一个交叉选择式气体传感器阵列和相关的数据处理技术组成,并配以恰当的模式识别系统,具有识别简单和复杂气味的能力,主要用来解决一般情况下的气味探测问题。

根据应用对象的不同,“电子鼻”系统传感器阵列中传感器的构成材料及配置数量亦有所不同,其中,构成材料包括金属氧化物半导体、导电聚合物、石英晶振等,配置数量则从几个到数十个不等。

总之,“电子鼻”系统是气体传感器技术和信息处理技术进行有效结合的高科技产物,其气体传感器的体积很小,功耗也很低,能够方便地捕获并处理气味信号。

气流经过气体传感器阵列进入到“电子鼻”系统的信号预处理元件中,最后由阵列响应模式来确定其所测气体的特征。

阵列响应模式采用关联法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法对所测气体进行定性和定量鉴别。

美国Cyranosciences公司生产的Cyranose 320电子鼻是目前技术较为先进、适用范围也比较广的嗅觉传感系统之一,该系统主要由传感器阵列和数据分析算法两部分组成,其基本技术是将若干个独特的薄膜式碳-黑聚合物复合材料化学电阻器配置成一个传感器阵列,然后采用标准的数据分析技术,通过分析由此传感器阵列所收集到的输出值的办法来识别未知分析物。

据称,Cyranose 320电子鼻的适用范围包括食品与饮料的生产与保鲜、环境保护、化学品分析与鉴定、疾病诊断与医药分析以及工业生产过程控制与消费品的监控与管理等。

  4 无线网络化(wireless networked)  无线网络对我们来说并不陌生,比如手机,无线上网,电视机。

传感器对我们来说也不陌生,比如温度传感器、压力传感器,还有比较新颖的气味传感器。

但是,把二者结合在起来,提出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)这个概念,却是近几年才发生的事情。

  这个网络的主要组成部分就是一个个可爱的传感器节点。

说它们可爱,是因为它们的体积都非常小巧。

这些节点可以感受温度的高低、湿度的变化、压力的增减、噪声的升降。

更让人感兴趣的是,每一个节点都是一个可以进行快速运算的微型计算机,它们将传感器收集到的信息转化成为数字信号,进行编码,然后通过节点与节点之间自行建立的无线网络发送给具有更大处理能力的服务器  4.1 传感器网络  传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域。

传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。

从而真正实现“无处不在的计算”理念。

传感器网络的研究采用系统发展模式,因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术、系统SOC(system-on-chip)芯片设计技术、纳米材料与技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合,以实现其微型化、集成化、多功能化及系统化、网络化,特别是实现传感器网络特有的超低功耗系统设计。

传感器网络具有十分广阔的应用前景,在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值,已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,并成为进入2000 年以来公认的新兴前沿热点研究领域,被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。

  4.2 传感器网络研究热点问题和关键技术  传感器网络以应用为目标,其构建是一个庞大的系统工程,涉及到的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都很多。

对无线传感器网络系统结构及界面接口技术的研究意义重大。

如果我们把传感器网络按其功能抽象成五个层次的话,将会包括基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。

  其中,基础层以研究新型传感器和传感系统为核心,包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等,以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。

  4.3 传感器网络的应用研究  传感器网络有着巨大的应用前景,被认为是将对21 世纪产生巨大影响力的技术之一。

已有和潜在的传感器应用领域包括:军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等等。

随着传感器技术、无线通信技术、计算技术的不断发展和完善,各种传感器网络将遍布我们生活环境,从而真正实现“无处不在的计算”。

以下简要介绍传感器网络的一些应用。

  (1)军事应用  传感器网络研究最早起源于军事领域,实验系统有海洋声纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。

现代传感器网络应用中,通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段,可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域如敌方阵地内,收集到有用的微观数据;在一部分传感器因为遭破坏等原因失效时,传感器网络作为整传感器网络体仍能完成观察任务。

传感器网络的上述特点使得它具有重大军事价值,可以应用于如下一些场景中:  ▉监测人员、装备等情况以及单兵系统:通过在人员、装备上附带各种传感器,可以让各级指挥员比较准确、及时地掌握己方的保存状态。

通过在敌方阵地部署各种传感器,可以了解敌方武器部署情况,为己方确定进攻目标和进攻路线提供依据。

  ▉监测敌军进攻:在敌军驻地和可能的进攻路线上部署大量传感器,从而及时发现敌军的进攻行动、争取宝贵的应对时间。

并可根据战况快速调整和部署新的传感器网络。

  ▉评估战果:在进攻前后,在攻击目标附近部署传感器网络,从而收集目标被破坏程度的数据。

  ▉核能、生物、化学攻击的侦察:借助于传感器网络可以及早发现己方阵地上的生、化污染,提供快速反应时间从而减少损失。

不派人员就可以获取一些核、生、化爆炸现场的详细数据。

  (2)环境应用  应用于环境监测的传感器网络,一般具有部署简单、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。

通过密集的节点布置,可以观察到微观的环境因素,为环境研究和环境监测提供了崭新的途径传感器网络研究在环境监测领域已经有很多的实例。

这些应用实例包括:对海岛鸟类生活规律的观测;气象现象的观测和天气预报;森林火警;生物群落的微观观测等  ▉洪灾的预警:通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器,可以在洪灾到来之前发布预警信息,从而及时排除险情或者减少损失。

  ▉农田管理:通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器,可以更好地对农田管理微观调控,促进农作物生长。

  (3)家庭应用  建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内,获取室内环境参数,从而为居室环境控制和危险报警提供依据。

  ▉ 智能家居:通过布置于房间内的温度、湿度、光照、空气成分等无线传感器,感知居室不同部分的微观状况,从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制,提供给人们智能、舒适的居住环境[16]。

  ▉建筑安全:通过布置于建筑物内的图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器,发现异常事件及时报警,自动启动应急措施。

  ▉智能交通:通过布置于道路上的速度、识别传感器,监测交通流量等信息,为出行者提供信息服务,发现违章能及时报警和记录[17]。

反恐和公共安全通过特殊用途的传感器,特别是生物化学传感器监测有害物、危险物的信息,最大限度地减少其对人民群众生命安全造成的伤害。

  (4)结论  无线传感器网络有着十分广泛的应用前景,它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值,在未来还将在许多新兴领域体现其优越性,如家用、保健、交通等领域。

我们可以大胆的预见,将来无线传感器网络将无处不在,将完全融入我们的生活。

比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连,实现远距离跟踪,家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。

无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。

但是,我们还应该清楚的认识到,无线传感器网络才刚刚开始发展,它的技术、应用都还还远谈不上成熟,国内企业应该抓住商机,加大投入力度,推动整个行业的发展。

  无线传感器网络是新兴的通信应用网络,其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。

因此,无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,需要各种技术支撑。

目前,成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展,应用到无线传感器网络中,形成新的市场增长点,创造无线通信的新天地。

  5 结语  当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。

今后,随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展,未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。

在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会,作为现代科学“耳目”的传感器系统,作为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础,必将进一步得到社会各界的普遍关注。

  微波传感器依靠微波的很多优点,将广泛地用于微波通讯、卫星发送等无线通讯,和雷达、导弹诱导、遥感、射电望远镜中。

并且在一些非接触式的监测和控制中也有很好的应用

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随着社会信息化的深入,各行业大都需要电子信息工程专业人才,而且薪金很高。

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如何写一篇机电一体化5000字的毕业论文

机电一体化技用与发展 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互透的产物,是机电工业发展的必然趋势。

文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。

关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。

在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电 一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。

硬件是由机械本体、传感器、信息处 理单元和驱动单元等部分组成。

因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下 几方面着手。

(一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。

现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。

只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。

(二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵 敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰 有着直接的关系。

为了避免电干扰,目前 有采用光纤电缆传感器的趋势。

对外部信 息传感器来说,目前主要发展非接触型检 测技术。

(三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、 信息处理设备(特别是微型计算机)的普 及应用紧密相连。

为进一步发展机电一体 化,必须提高信息处理设备的可靠性,包 括模\\\/数转换设备的可靠性和分时处理 的输入输出的可靠性,进而提高处理速 度,并解决抗干扰及标准化问题。

(四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但 在快速响应和效率等方面还存在一些问 题。

目前,正在积极发展内部装有编码器 的电机以及控制专用组件-传感器-电 机三位一体的伺服驱动单元。

(五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据 传递的格式标准化、规格化。

接口采用同 一标准规格不仅有利于信息传递和维修, 而且可以简化设计。

目前,技术人员正致 力于开发低成本、高速串行的接口,来解 决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕 器的大容量化、小型化、标准化等问题。

(六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。

为 了减少软件的研制成本,提高生产维修的 效率,要逐步推行软件标准化,包括程序 标准化、程序模块化、软件程序的固化、推 行软件工程等。

二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40 年的发展,在结构、功能、操作和控制精度 上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即 采用多C PU、多主总线的体系结构。

2、开放性设计,即硬件体系结构和功 能模块具有层次性、兼容性、符合接口标 准,能最大限度地提高用户的使用效益。

3、W O P技术和智能化。

系统能提供 面向车间的编程技术和实现二、三维加工 过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊 控制等智能机制。

4、大容量存储器的应用和软件的模 块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也 加强了C N C系统的控制功能。

5、能实现多过程、多通道控制,即具 有一台机床同时完成多个独立加工任务 或控制多台和多种机床的能力,并将刀具 破损检测、物料搬运、机械手等控制都集 成到系统中去。

6、系统的多级网络功能,加强了系统 组合及构成复杂加工系统的能力。

7、以单板、单片机作为控制机,加上专 用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

(二)计算机集成制造系统(CIMS) C IM S的实现不是现有各分散系统 的简单组合,而是全局动态最优综合。

它 打破原有部门之间的界线,以制造为基干 来控制“物流”和“信息流”,实现从经营 决策、产品开发、生产准备、生产实验到生 产经营管理的有机结合。

企业集成度的提 高可以使各种生产要素之间的配置得到 更好的优化,各种生产要素的潜力可以得 到更大的发挥。

(三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系 统,主要由计算机、数控机床、机器人、料 盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。

它可以随机地、实时地、按量地按照装配 部门的要求,生产其能力范围内的任何工 件,特别适于多品种、中小批量、设计更改 频繁的离散零件的批量生产。

(四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人, 它们只能根据示教进行重复运动,对工作 环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活 性;第2代机器人带有各种先进的传感元 件,能获取作业环境和操作对象的简单信 息,通过计算机处理、分析,做出一定的判 断,对动作进行反馈控制,表现出低级智 能,已开始走向实用化;第3代机器人即智 能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂 的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独 立行动,与第5代计算机关系密切。

三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状 和高新技术的发展动向,机电一体化将朝 着以下几个方向发展。

(一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自 动化的主要区别之一,也是21世纪机电 一体化的发展方向。

近几年,处理器速度 的提高和微机的高性能化、传感器系统的 集成化与智能化为嵌入智能控制算法创 造了条件,有力地推动着机电一体化产品 向智能化方向发展。

智能机电一体化产品 可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取 代制造工程中人的部分脑力劳动。

(二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体 系结构进一步采用开放式和模式化的总 线结构。

系统可以灵活组态,进行任意的 剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调 控制和综合管理。

表现特征之二是通信功 能大大加强,一般除R S232等常用通信 方式外,实现远程及多系统通信联网需要 的局部网络正逐渐被采用。

未来的机电一 体化更加注重产品与人的关系,如何赋予 机电一体化产品以人的智能、情感、人性 显得越来越重要。

机电一体化产品还可根 据一些生物体优良的构造研究某种新型 机体,使其向着生物系统化方向发展。

(三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微 机械技术、微电子技术和软件技术,是机 电一体化的一个新的发展方向。

国外称微 电子机械系统的几何尺寸一般不超过 1cm 3,并正向微米、纳米级方向发展。

由于 微机电一体化系统具有体积小、耗能小、 运动灵活等特点,可进入一般机械无法进 入的空间并易于进行精细操作,故在生物 医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国 防等领域,都有广阔的应用前景。

目前,利 用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在 实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

(四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个 发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。

由 于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接 口、动力接口、信息接口的机电一体化产 品单元是一项复杂而重要的事,它需要制 订一系列标准,以便各部件、单元的匹配 和接口。

机电一体化产品生产企业可利用 标准单元迅速开发新产品,同时也可以不 断扩大生产规模。

(五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化 有重大影响,使其朝着网络化方向发展。

机电一体化产品的种类很多,面向网络的 方式也不同。

由于网络的普及,基于网络 的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而 远程控制的终端设备本身就是机电一体 化产品。

(六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒 适的同时也使资源减少,生态环境受到严 重污染,于是绿色产品应运而生。

绿色化 是时代的趋势,其目标是使产品从设计、 制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极 小,资源利用率极高。

机电一体化产品的 绿色化主要是指使用时不污染生态环境, 报废时能回收利用。

绿色制造业是现代制 造业的可持续发展模式。

综上所述,机电一体化是众多科学技 术发展的结晶,是社会生产力发展到一定 阶段的必然要求。

它促使机械工业发生战 略性的变革,使传统的机械设计方法和设 计概念发生着革命性的变化。

大力发展新 一代机电一体化产品,不仅是改造传统机 械设备的要求,而且是推动机械产品更新 换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业 的必由之路。

参考文献: 1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003. 2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004. 3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化,2006(6). 4、章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究,2006(7). 5、梁俊彦,李玉翔.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯,2007(9).

测量实习报告 5000字

希望对您有所帮助,祝您成功

[土木工程类] 测量实习报告 一、实习目的与要求: 测量学教学实习是测量学的重要组成部分,其目的是巩固、扩大和加深学生从课堂所学的理论知识,获得测量实际工作的初步经验和基本技能,着重培养学生的独立工作能力,进一步熟练掌握测量仪器的操作技能,提高计算和绘图能力,并对测绘小区域大比例尺地形图的全过程有一个全面和系统的认识,为今后解决实际工作中的有关测量问题打下坚实的基础。

通过教学实习学生应达到以下要求: (1)掌握主要仪器(水准仪及经纬仪)的性能和使用。

(2)掌握地形测图的基本方法,具有初步测绘小区域大比例尺地形图的工作能力。

(3)掌握施工放样的基本方法,具有初步定线测量的工作能力。

在教学实习中,要注意使每个学生都能参加各项工作的练习。

注意培养学生独立工作的能力,加强劳动观点、集体主义精神和爱护仪器的教育,使学生得到比较全面的锻炼和提高。

一、 实习任务及内容: (一)大比例尺地形测图 1.任务:每小组测绘一幅40cm*50cm、比例尺1∶500、等高距为1m的地形图。

2.内容: (1)平面控制。

敷设独立导线。

1)准备工作:仪器的检验校正、工具与用品准备。

2)外业工作:踏勘测区、拟定布网方案、选点、埋桩、标志点号、角度观测和距离丈量(导线边长)、定向。

3)内业工作:外业手簿的检查和整理、绘制控制网略图、坐标计算、编制平面控制成果表、绘制坐标格网与控制点展绘。

(2)高程控制。

1) 准备工作:水准仪检校、工具与用品准备。

2) 外业工作:踏勘、选点、埋标、水准观测。

3) 内业工作:手簿检查、水准测量成果整理、编制水准测量成果表。

土木工程实习报告 前两天,我们土木工程专业学生的第一次实习开始了,实习分两部分:参观施工、建工实验室现场与观看录像和以依据建筑规范及设计原理完成中小学教学楼的平面、立面、剖面设计。

通过参观学习使我们对建筑施工和结构实验有了初步的认识,这对我们将来的学习和实践起了提示了向导的作用。

现在我就对参观施工现场与建工实验室这部分内容作一个总结。

上午:参观学校科技楼施工现场 星期一上午我们参观了学校在建的十四层科技楼。

当我们到达集合地点时,我看到同学们头上都戴着工程帽;同时工地的生活区与施工区的门上也写着:不戴安全帽者不得进如施工现场;当然在科技楼结构主体外面的防护网上也写着标语:安全责任,重于泰山;由此可见在建筑施工当中首先要注意的问题就是安全问题。

过去由于生产企业不重视民工安全造成了很多工伤和死亡事故,这些事故给工人和企业带来了很大的损害

同时,为了确保施工能顺利进行和施工的安全,工地是要用砖墙围护起来的,只有建筑施工的各种车辆和内部人员才可以出入,我们实习也要经过他们的同意呢

进到施工区,我们一眼就看到了科技楼的结构主体,当时结构主体给我的感觉就是不像建筑和不好看。

这个可能是因为它和我所看到的过的已经建好并投入使用的楼不同。

主体前面有个很大的场地,这个场地是堆放建筑材料用的,可以看到所堆放的建材主要是钢筋,没有水泥、砂、石之类的建材,这是因为现在已经都采用了成品混凝土来浇筑结构了。

这样可以保证混凝土的质量,减少施工浪费和降低生产成本。

在钢筋堆放区我们可以看到不同型号的钢筋是分开放的,而且还在其前面标明钢筋的型号和进场时间等信息。

我们跟着现场管理员上了楼,我们踏上用钢管和铁网搭接成的梯子,开始觉得很危险,四周都有伸出来的钢管或铁条。

二三楼的模板和支架已经拆了,我们可以清楚地看到支撑上部重量的柱子很大,大到使我们都觉得层高变小了。

在承重柱的四周有很多构造柱,它们是用来加大墙的强度的,以避免因墙身过长导致容易坍塌。

一路上去,我们看到上面几层楼板的支架还没有拆,这些支架是用钢管和模板组成的,钢管很密,可见要承受完全没有强度的混凝土板和梁需要很大的支撑力。

上到第十层,我们看到工人们还在绑扎钢筋,柱和梁的钢筋已经绑扎好并放到了模板预留的槽里。

我观察了其中的几条梁和柱,就像老师说的:梁的下部是首力筋,主梁有九条,次梁有六条;上不是架立筋,主梁和次梁也不同;受力筋和架力筋之间用箍筋绑扎。

而柱子就不一样了,三四条梁要交汇于柱,就必然要使梁的钢筋穿过柱子,这样使得柱头的钢筋十分密集,同时浇筑混凝土时也要注意密实。

板的配筋一般有受力筋和架力筋,受力筋在下方,分纵横两路;架力筋在上方,也是纵横两路放着。

摆好的钢筋就要用铁丝绑扎好,为了保证面筋不被踩低下去,还要用马蹄筋将其抬高。

在看板筋时我们发现连同钢筋一起铺设的还有电线管,这是电专业和结构专业合作的一个体现。

我们的现场参观时间很有限,只看到了工人在布置板筋,没有看到他们浇筑柱梁板,砌筑砖墙以及其它的施工情景,所以认识也是很片面的,这个只能作为我们对施工的感性认识吧

下午:参观建工实验室 建工实验室是一座比较老式的工业厂房建筑,外表像以前的民用建筑。

其顶部采用了预制钢筋混凝土行架梁和混凝土板,这种构造既笨重又限制了梁的跨度,现在已经被广泛使用的刚行架和钢板所取代。

其两侧柱子是典型的工业厂房的柱式,上部有牛蹄,用于安装吊车的轨道。

其宽面也个立了两根抗风柱,这些柱和每隔一段距离设的梁使墙能有足够的刚度以抵抗强风的荷载。

实验室的作用在于给结构设计师一个能检验其设计可行性的场所,这对建筑物的安全性和可靠性是至关重要的,同时也是科学实验所必备的。

在实验室,我们看到了许多大型的实验仪器,它们实质上都是给试件提供压、拉、剪方面的应力,从而检测其能承受力的能力,也就是它们的强度。

结构构件(通常是柱梁板,当然也有桩)通过吊车吊到实验机床上,然后对构件施加荷载,并通过设置在构件里的传感器将应力和变形情况的有关信息传给相关仪器,实验员记录数据并分析处理变可以得出结果了

在实验室,我们还可以看到做各种构件的模型。

其中有做桩的钢绞线和拉紧钢绞线的套子等。

??? 当然,我们不仅看了各种机器,以及了解了它们的基本用途和使用方法,而且对建工实验有了初步的认识,并建立起一种实验检验假设的观念,这次参观应该是有比较大的收获的。

第二天上午:观看与建筑有关的录象 前一天通过现场参观,我们对建筑有了一般的感性认识,但对于施工的过程与一些细部问题和可能发生的危险问题我们知道得还比较少。

通过纪录片的形式,我们能从整体的广度来认知和学习。

??? 我们观看了曾经是全国第一高楼的xxx大厦的建设过程,从录像里我们看到了钢筋混凝土结构建筑的建造过程,也看到了比较先进的施工生产技术,例如:泵送混凝土的浇筑方法和高效的支模技术等。

这些技术在生产中应用给生产带来了很高的效率。

在第二部录像中我们看到了地球上最严重的自然灾害——地震对人们生命财产的损害,当然,除了人的生命外受到地震伤害最大的就是建筑了。

每当地震袭击城市时,就会有成千上万的建筑毁于一旦,地震后的城市将是满目疮痍,我们平时习惯的街道楼房都消失了,这对我们的精神是很大的伤害。

??? 那些年代久远的老房子,没有经过什么抗震处理,在地震中是很容易被毁的。

这似乎是理所当然的,因为这些房子大多是砖石结构或砖混结构,这种结构的抗震性能是很差的,几乎不可以抗震的。

然而有些钢筋混凝土框架结构的楼房在地震中也不能幸免——当然这些情况还要对建筑物所在的环境和它的固有频率与地震频率的关系进行研究——但原因往往是这些建筑结构受力的不合理性。

上个世纪八九十年代,人们为增强钢筋混凝土高层建筑的抗震性能,研究和开发了很多新的技术方案,结构工程师们以为这些新的技术方案能使建筑物有效的抵抗地震的袭击,但结果很不幸,接二连三地有高层建筑在地震中倒塌,就连强度更大的高架桥结构在地震中也频频倒塌,这让全世界的结构工程师感到恐慌。

我们到今天还不能清楚地理解地震的活动状况,不知道它们什么时候会发生,但即使能在地震前预测出来,也只是对人的逃生增加希望,对建筑物毫无作用,如果我们不能很好地解决地震振动对建筑结构本身的伤害作用问题,我们的建筑就毫无反抗之力,只能坐以待毙。

幸运的是,随着钢结构广泛使用,结构工程师们发现,虽然很多设计抗震性很高的钢筋混凝土建筑纷纷在强地震中倒塌了,而没有一列钢结构高层建筑出现过坍塌现象。

这足以说明钢结构建筑在地震中的不倒优势,同时也给那些处于地震活动频繁的国家或地区带来希望,他们可以通过少建或不建钢筋混凝土结构只建钢结构的房屋来减少由地震带来的损失。

日本和台湾都是这样,现在台湾连几层的教学楼都要用钢结构的。

虽然钢筋混凝土结构在地震频繁地带不被人青睐,但在中国,尤其是大陆有的还是很多的。

就拿广州来说吧,每年广州都要建很多高层甚至超高层建筑,这些建筑绝大多数是钢筋混凝土结构的。

不能说好还是不好,但要真的发生了地震,那广州的市民可就遭殃了,人口密集且人们又生活在容易受破坏的房子里,其结果是很难想象的了

在实习中我们的确接触了不少实际应用的东西,但离实际水平较高的生产方式和比较先进的技术还有很大的差距。

我发现我们看到的生产工艺都是不算先进的,就像我们看录像的支模方式在科技楼还没有用上,而人家在八十年代初就已经开始使用了,这可能是因为施工单位的物资匹备不足,但先进的生产工艺确实可以提高施工进度和生产质量。

从建筑发展的趋势来看,钢结构越来越受到人们的重视和肯定,研究钢结构的受力和增强钢结构的耐火性是一个亟待深入的课题。

当然我们还是要立足于钢筋混凝土结构的学习,通过学习和实践使我们对建筑的构造有更深入的了解,并且不能忽视某些可能发生的隐患,以确保我们建造的高楼真正地能应付各种紧急情况。

实践是大学生活的第二课堂,是知识常新和发展的源泉,是检验真理的试金石,也是大学生锻炼成长的有效途径。

一个人的知识和能力只有在实践中才能发挥作用,才能得到丰富、完善和发展。

大学生成长,就要勤于实践,将所学的理论知识与实践相结合一起,在实践中继续学习,不断总结,逐步完善,有所创新, 并在实践中提高自己由知识、能力、智慧等因素融合成的综合素质和能力,为自己事业的成功打下良好的基础。

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