
求传感器与检测技术实训心得体会
传感器原理学习心得传感器应用极其广泛,而且种类繁多,涉及的学科也很多,通过对传感器的学习让我基本了解了传感器的基本概念及传感器的静、动态特性电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、磁敏式、光电式传感器与光纤传感器的结构、工作原理及应用。
传感器的特性主要是指输出入输入之间的关系。
当输入量为常量或变化很慢时,其关系为静态特性。
当输入量随时间变换较快时,其关系为动态特性。
传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。
因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。
表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。
在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。
这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。
最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量,并按一定规律将其转换成有用输出,特别是完成非电量到电量的转换。
传感器的组成并无严格的规定。
一般说来,可以把传感器看做由敏感元件(有时又称为预变换器)和变换元件(有时又称为变换器)两部分组成,。
敏感元件在具体实现非电量到电量的变换时,并非所有的非电量都能利用现有的技术手段直接变换为电量,有些必须进行预变换,即先将待测的非电量变为易于转换成电量的另一种非电量。
这种能完成预变换的器件称为敏感元件。
变换器能将感受到的非电量变换为电量的器件称为变换器,例如,可以将位移量直接变换为电容、电阻及电感的电容变换器电阻变换器及电感变换器,能直接把温度变换为电势的热电偶变换器。
显然,变换器是传感器不可缺少的重要组成部分。
在实际情况中由于有一些敏感元件直接就可以输出变换后的电信号,而一些传感器又不包括敏感元件在内因此常常无法将敏感元件与变换器加以严格区别。
通过本学期的学习让我了解在实际使用中对传感器的选择的要
汽车保养实训心得体会800字
通过这两个礼拜的实训使我更清楚的认识了计算机的各部分硬件设备及组成,计算机的组装及日常维护和故障排除。
这个主要包括计算机系统、CPU、主板、存储设备、显卡和声卡、机箱和电源、输入输出设备、多媒体设备、其他常用外设、网络设备、台式机安装方案、笔记本选购指南、计算机的组装、操做系统的优化 。
还有,经过这次的实训,我真真确确的感受到了计算机在我们生活中工作中的运用,这些软件、程序能让我们提高工作的效率,更直观更便捷的切入主题。
这次我们学习的是数据路的原理及应用的各方面知识,由老师带着我们不断操作。
Accesss2003能有效的组织、管理和共享数据库信息,能把数据库信息与wep结合在一起,实现数据库信息的共享。
同实,Access概念清晰,简单易学、实用是适合企业管理人员、数据库管理员使用的首选。
我觉得学习了这个,对我参加工作后制表、创建查询、数据分析和材料演示都有很大的作用,这样,我们能更清楚的了解信息并进行分析。
除此,实训使我们计算机控制专业有了比较全面的认识和理解,但在上课期间,一直忙于理论知识的学习,没能有机会走出理论知识,未真正切身感受本专业的实际应用。
所以在实训之前,本专业对我来说是比较抽象的,但通过这次实训,我们揭开了她神秘的面纱,离我们不再遥远
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行
”在短暂的实习过程中,让我深深的感觉到自己在实际运用中的专业知识的匮乏,刚开始的一段时间里,对一些工作感到无从下手,茫然不知所措,这让我感到十分的难过。
在学校总以为自己学的不错,一旦接触到实际,才发现自己知道的是多么少,这时才真正领悟到“学无止境”的含义。
写一篇2000字传感器技术未来的发展方向的论文
近年来,随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广用于工业控制的领域,尤其是机械制造业中,由于数控化加工可以让机械加工行业朝高质量,高精度,高成品率,高效率方向发展,最重要的一点是还可以利用现有的普通车床,对其进行数控化改造,这样可以降低成本,提高效益。
今天是实习的第一天。
刚到实习地点,我便被要求去看一个实习安全方面的录像,录像里详尽的播放了许多工种的实习要求,像电焊气焊,热处理等。
许多因不按要求操作机器而发生了事故。
师傅告诉我只要按照正确的方法,掌握要领,是不会发生事故的,于是我明白了,规范的操作,是安全的重要保证
薄板加工算是金工实习里比较危险的了,因为操作工具都是些很锋利的东西,操作对象是一片金属板,要在这片金属板上划线,然后用剪刀剪裁,时刻都有划烂手的可能。
任务比较有趣,是一个铁皮盒子。
划线难,剪裁更难,一不小心剪错了,真是欲哭无泪。
但是我看到自己剪的完美的配件,又有一种成就感。
当自己做的铁盒装配成时,真是百感交集。
金工实习的目的可能也在此,让我体会到成功与付出的关系。
最激动人心的那一刻,就是铁盒合上时,你可不要小看这一关,这一关最困难了,前面所有的失误都会对这一关产生影响,能不能合上,是对铁盒的最重要的判定,而我成功了
在第一周的星期四,在师傅的帮助下我操作了数控车床,就是通过编程来控制车床进行加工。
通过数控车床的操作及编程,虽然我不太懂,但我深深的感受到了数字化控制的方便、准确、快捷,只要输入正确的程序,车床就会执行相应的操作。
而非数控的车床就没有这么轻松了。
第二周的周四就进行了车工的实习。
首先我边看书边看车床熟悉车床的各个组成部分,车床主要由变速箱、主轴箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、床身、丝杠、光杠和操纵杆组成。
车床是通过各个手柄来进行操作的,师傅又向我们讲解了各个手柄的作用,然后就让我加工一个两边是球形,中间是圆柱的一个工件。
师傅先初步示范了一下操作方法,并加工了一部分,然后就让我开始加工。
车床加工中一个很重要的方面就是要选择正确的刀,一开始我们要把所给圆柱的端面车平,就要用偏车刀来加工,然后就是切槽和加工球面,这时就要换用切槽刀。
切槽刀的刀头宽度较小,有一条主切削刀和两条副切削刀,它的刀头较小,容易折断,故应用小切削用量。
切槽的时候采用左右借刀法。
切完槽,就要加工球面了,这对我这种从来没有使用过车床的人来说,真是个考验。
我不停的转动横向和纵向的控制手柄,小心翼翼的加工,搞了整整一个下午,还算满意,不过比起师傅拿给我看的样本还是差了不少,而且在加工的时候我的手还被飞出来的热的铁屑烫伤了,不管怎么说,一句话,我还是不太掌握这门技术,今后要多加学习。
但看着自己加工出来的工件,心里还是很高兴哒。
数控技术也叫计算机数控技术,目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。
这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。
由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。
在实习过程中,师傅耐心地给我讲解数控软件上面每个指令的使用,在师傅的指导下,我慢慢的就熟悉了,慢慢的踏入了数控这个门槛,还适当地给我们布置些作业,我也积极认真地对待,认真完成每一次师傅布置下来的任务。
时光如流水,二周时间转眼即逝,为期二周的实习给我的体会是: ① 通过这次实习我了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。
熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。
了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。
② 在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上,具有初步的独立操作技能。
③ 在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。
④ 这次实习,让我明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。
同时也培养了我坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力
⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。
⑥ 在整个实习过程中,师傅对我的纪律要求非常严格,制订了学生实习守则,同时加强清理机床场地、遵守各工种的安全操作规程等要求,对我的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。
大三了,我们就要步入社会,面临就业了,就业单位不会像学校老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们,更多的是需要我们自己去观察、学习、总结。
不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。
随着科学的迅猛发展,新技术的广泛应用,会有很多领域是我们未曾接触过的,只有敢于去尝试才能有所突破,有所创新。
液压与气动 实习报告或毕业论文
(字数2000以上)
一、树立强烈的“三心”意第一,要有“爱心”,首先要热爱这份工作,要喜的学生。
给自己的定位至少是双重身份,既是一名老师,也是他们的朋友,更愿意为他们付出爱。
第二,要有“耐心”,辅导员是一个特殊的社会角色,与一般教师相比,所承担对班级管理和对学生教育的责任更为艰巨,要出色的完成这一复杂的教育任务,就需要辅导员不急不躁、不愠不火、耐心的帮助学生,做到有的放矢。
第三,要能“细心”,细心就是对所管理班级的各项工作,要善于观察,勤于思考,细心研究学生心理,了解、指导学生。
在繁琐的班级管理和教育工作过程中,要具有敏锐的观察力,及时发现班级出现的各种迹象,进行周密准确的分析,及时的解决问题。
二、注重加强二个建设1.班委会建设。
班委会是班级的领导核心,指导好班委会的工作是班级管理健康发展的关键。
通过班委会成员来解决学生管理中出现的学生心理健康问题、学生通知不到位及联系方式经常变更问题、班级德育考核等问题。
各个班委各司其职,分别承担相应的任务,以减轻班长和团支部书记的负担,方便管理班级工作。
2.班风建设。
班风是一个班级的风气,优良的班风能对学生起到潜移默化的教育作用。
刻苦学习,扎实工浅析新形势下辅导员如何做好学生管理工作,文明诚信、加强自律,修身致知、团队协作等应作为班级最重要的班风和传统,必须下力气落实。
要善于发现集体活动中涌现出来的好人好事,把他们作为典型来宣扬,以带动班风建设。
三、信任管理学生每个学生都生活在班集体中,班级的学风和整体状况,对他们都会产生潜移默化的影响。
激发班集体潜能,信任每一个学生,使他们积极向上,富有责任感、集体荣誉感,并逐渐改变自己,最终发生根本性转变。
(1)首先要为班级确立明确的目标,激励每一个学生,调动他们的积极性。
在学生入校时,教师要用语言和行动对学生进行教育,信任他们,让他们管理班级、管理自己。
指导和组织学生讨论,确立在校期间的远期目标、中期目标和近期目标。
远期目标:把班级建设成优秀班集体,争取全班学生在校学习期满后,能以良好的学习成绩和道德素养被实习单位录取,找到理想的工作。
中期目标:把班级建设成良好班集体,保质、保量地完成年度德育及学习任务。
近期目标:在学校开展的各项竞赛及评比活动中,必保达标,争取优胜。
(2)让学生根据班级近期目标制定个人具体的学习目标。
让学生到一个优秀的班集体,需要每个成员都成为优秀的一员。
随着时间的推移,这种理念会转化为学生内在的潜意识。
在这种意识的强化过程中,学生会增加学习内动力,增强创优积极性,班级的每一次进步都会激励学生,使学生为班级进步继续努力,在这种人人积极创优的氛围中,班级的进步就会成为必然,每个班级都进步了,学校才能进步。
四、掌握六个技巧。
1.语言方面主要是演讲和谈话,如班会发言、谈心交流、等,要擅于即兴发挥,体现辅导员的基本素质要求。
2.写作方面主要是应用文的写作,如工作计划、总结、报告、请示、教育随笔(可随时在博客上更新,做到与时俱进)、辅导员日志书写等。
3.生活指导方面主要包括日常生活事物的指导与处理(如消费选择、寝室安全、假期社会实践、交通安全防范、突发事件的应对等)。
4.礼仪社交方面主要包括人际交往礼仪、公众礼仪、赛场礼仪等,随时言传身教给学生。
5.体育游戏方面主要包括各种体育活动的组织、指导与裁判;集体游戏的编创与组织;掌握活动的规则(如足篮排球比赛等),能促进与学生深层次交流。
6.活动运筹方面主要包括活动的整体策划、主题设计等,活动方案实施完成后要注意反馈,总结经验。
五、加强师生间沟通1.开好特色主题班会新生阶段是班级凝聚力形成与长足提高的最佳时期,精彩的主题班会从情感调适、团队协作体验等方面潜移默化地将班级引向团结向上的方向发展,因此开展特色主题班会是促进班风老殴过程中行之有效的途径。
2.开展丰富多彩的班级活动要积极组织学生开展班级活动、参与学院活动,在活动中充分发挥能动作用,从活动的策划、组织到开展,要由学生自主的去完成。
辅导员要加强指导帮助,使学生在自主的班级活动中达到自我教育、锻炼、提高,形成积极向上的班风。
3.多种交流方式加强师生沟通活动是增进师生沟通的一大方式,此外,除了传统的班会、班干例会,新生辅导员要利用好现代信息技术,构建一现代化交流平台。
除了和学生之间的沟通,也要定期与家长联系,将学生的学习动态、生活情况及时跟家长交流。
除此之外,要重视两类特殊群体学生的沟通。
一是贫困生,二是心理有问题的学生。
要在思想上帮助他们摆脱自卑心理,培养自信。
对于心理存在一定问题的学生,要让心理健康指导老师对其进行必要的心理咨询和辅导,同时与家长及时联系,全面了解学生情况。
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



