推荐第1篇：传感器实习报告
学号
天津城建大学
实习报告
生产实习
起止日期： 2015年9月7日至2015年10月2 日
学班成生姓名 级 绩
指导教师(签字)
控制与机械工程学院 2015 年10 月 2日
目录
一、实习目的及要求 .....................................................................................................................................3
二、实习任务 .................................................................................................................................................3
三、实习内容 .................................................................................................................................................4
1、公司背景介绍 ...................................................................................................................................4
2、实习单位及岗位介绍 .......................................................................................................................4
3、传感器工作原理介绍 .......................................................................................................................4
四、实习总结 .................................................................................................................................................7
一、实习目的及要求
古语有云：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。社会实践是一个很好的亲身体验社会生活的机会, 通过我们用自己的眼睛去看、用自己的耳朵去听、用自己的头脑去分析，动手动脑，使感性认知增强，通过实践可以增长不少见识,加深对社会的了解,这些进步不仅对思考能力有帮助,而且对今后的发展也是有利的。学校要提高教育教学质量，在注重理论知识学习的前提下，首先要提高生产实习管理的质量。生产实习教育教学的成功与否，关系到学校的兴衰及学生的就业前途，也间接地影响到现代化建设。它不仅是校内教学的延续，而且是校内教学的总结。可以说，没有生产实习，就没有完整的教育。
实习的根本目的在于：
1、使学生通过实践了解和掌握电子产品及系统的生产环节，建立电子产品生产流程概念。
2、培养学生掌握电子产品的组装和调试方法的技能，并获得组织和管理生产的初步知识。加强学生理论联系实际，观察问题分析问题以及解决问题的能力和方法。
3、掌握常用元器件的认识和测量，学会基本仪器、基本工具的使用，如万用表、示波器、稳压电源，扫频仪掌握焊接、调试的基本方法。
4、解一种以上电子仪器设备的研发、生产、调试流程及相关电子生产工艺和焊接技术.
5、了解电子工厂的生产组织、生产管理、一般工艺流程、主要生产设备等，了解产品开发与设计的过程。
6、要求产品焊接前，应对元器件、组件进行挑选，仔细检查电子元器件、组件和电子线路板的外观、力学性能、电气性能及可焊性等方面的质量，凡有问题的部件应剔除，不得进入焊接工序。
二、实习任务
1、了解传感器的加工、制造工艺和生产流程，并按要求和规范进行手动操作。
2、要求设计出的传感器的规格，并了解其工作原理，检测元件的合格与否，并找出其问题所在。
三、实习内容
1、公司背景介绍
天津市丽景微电子设备有限公司是一家高新技术企业，座落于天津华苑新技术产业园区，专业从事多媒体电教设备的研发、销售及服务工作。传感器技术在当代科技领域中占有十分重要的地位，是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点，在国外各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。从20世纪80年代起，日本就将传感器技术列为优先发展的高打捞技术之首，美国等西方国家也将传感器的基本知识列为国家科技和国防技术发展的重点内容。当前，世界上正面临着一场新的技术革命，这场革命的主要基础就是信息技术。信息技术的发展给人类社会和国民经济的各个部门及各个领域都带来了巨大的、广泛的、深刻的变化，是当今人类社会发展的强大动力。并且正在改变着传统工业的生产方式，带动着传统工业和其他新兴产业的更新和变革。在军事国防、航空航天、海洋开发、生物工程、医疗保健、商检质检、环境保护、安全范围、家用电器等方面，几乎每一个现代化项目也都离不开传感器技 。公司在成立之初本着“以技术开发为核心，以产品为基础。”的经营理念和“适应于市场，服务于客户”的经营准则。依托高新技术和高素质的研发队伍、销售队伍，服务于信息产业教育设备领域。在新技术，新产品发展的今天，我们加倍努力，不断创新，把更先进更可靠的产品推向市场，为用户提供性价比的产品和一流的技术服务。
天津市丽景微电子设备有限公司是在中国境内生产称重传感器，传感器配套附件，并提供称重、工业测量及控制完整解决方案的专业性公司之一。我们凭借自身对传感器产品的专注和不懈追求，不断进取的研发努力，专业的生产技术，可信赖的产品品质，面向多种工业部门，包括：衡器制造、冶金、石油化工、食品生产、机械制造、造纸、钢铁、交通、矿山、水泥、纺织等行业提供精确、可靠、专业的产品及技术服务。 作为称重和工业测控核心产品的专业制造商，我们深感责任重大。我们深信：只有对新技术不断追求，对产品及制造技术的不断革新，才能够给予我们的顾客更强有力的支撑，才能更为有效的保障合作伙伴的长期利益。
2、实习单位及岗位介绍
学习电气工程及其自动化专业必然我要在电子行业实习，因此此次实习所选择的实习单位是天津市丽景微电子设备有限公司。
3、传感器工作原理介绍
压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。合理进行压力传感器的误差补偿是其应用的关键。压力传感器主要有偏移量误差、灵敏度误差、线性误差和滞后误差，本文将介绍这四种误差产生的机理和对测试结果的影响，同时将介绍为提高测量精度的压力标定方法以及应用实例。
目前市场上传感器种类丰富多样，这使得设计工程师可以选择系统所需的压力传感器。这些传感器既包括最基本的变换器，也包括更为复杂的带有片上电路的高集成度传感器。由于存在这些差异，设计工程师必须尽可能够补偿压力传感器的测量误差，这是保证传感器满足设计和应用要求的重要步骤。在某些情况下，补偿还能提高传感器在应用中的整体性能。
本文以本公司的压力传感器为例，所涉及的概念适用于各种压力传感器的设计应用。
本公司生产的主流压力传感器是一种单片压阻器件，该器件具有3类：
1、基本的或未加补偿标定；
2、有标定并进行温度补偿；
3、有标定、补偿和放大。
偏移量、范围标定以及温度补偿均可以通过薄膜电阻网络实现，这种薄膜电阻网络在封装过程中采用激光修正。
该传感器通常与微控制器结合使用，而微控制器的嵌入软件本身建立了传感器数学模型。微控制器读取了输出电压后，通过模数转换器的变换，该模型可以将电压量转换为压力测量值。
传感器最简单的数学模型即为传递函数。该模型可在整个标定过程中进行优化，并且模型的成熟度将随标定点的增加而增加。
从计量学的角度看，测量误差具有相当严格的定义：它表征了测量压力与实际压力之间的差异。而通常无法直接得到实际压力，但可以通过采用适当的压力标准加以估计，计量人员通常采用那些精度比被测设备高出至少10倍的仪器作为测量标准。
由于未经标定的系统只能使用典型的灵敏度和偏移值将输出电压转换为压力，测得的压力将误差。
这种未经标定的初始误差由以下几个部分组成：
a.偏移量误差。由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定，因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。
b.灵敏度误差，产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值，灵敏度误差将是压力的递增函数(见图1)。如果灵敏度低于典型值，那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化。
c.线性误差。这是一个对初始误差影响较小的因素，该误差的产生原因在于硅片的物理非线性，但对于带放大器的传感器，还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线，也可以是凸形曲线。
d.滞后误差：在大多数情形中，滞后误差完全可以忽略不计，因为硅片具有很高的机械刚度。一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。
标定可消除或极大地减小这些误差，而补偿技术通常要求确定系统实际传递函数的参数，而不是简单的使用典型值。电位计、可调电阻以及其他硬件均可在补偿过程中采用，而软件则能更灵活地实现这种误差补偿工作。
一点标定法可通过消除传递函数零点处的漂移来补偿偏移量误差，这类标定方法称为自动归零。
偏移量标定通常在零压力下进行，特别是在差动传感器中，因为在标称条件下差动压力通常为0。对于纯传感器，偏移量标定则要困难一些，因为它要么需要一个压力读取系统，用以测量其在环境大气压力条件下的标定压力值，要么需要获取期望压力的压力控制器。
差动传感器的零压力标定非常精确，因为标定压力严格为0。另一方面，压力不为0时的标定精确度取决于压力控制器或测量系统的性能。
选择标定压力
标定压力的选取非常重要，因其决定了获取最佳精度的压力范围。实际上，经过标定后实际的偏移量误差在标定点处最小并一直保持较小的值。因此，标定点必须根据目标压力范围加以选择，而压力范围可以不与工作范围相一致。
为了将输出电压转换为压力值，由于实际的灵敏度往往是未知，因此在数学模型中通常采用典型灵敏度进行单点标定。
红色曲线表示进行偏移量标定(PCAL=0)后的误差曲线，可以发现误差曲线相对于表示标定前误差的黑色曲线产生了垂直偏移。
这种标定方法与一点标定法相比要求更为严格，实现成本也更高。然而与一点标定法相比，该方法可显著提高系统的精度，因为该方法不仅标定了偏移量，还标定了传感器的灵敏度。因此在误差计算中可以使用灵敏度实际值，而非典型值。
绿色曲线表示精度提高。在这里，标定是在0至500兆巴(满标度)条件下进行。由于在标定点上误差接近于0，因此为了在期望的压力范围内得到最小的测量误差，正确地设定这些点就显得尤为重要。
某些应用中要求在整个压力范围内保持较高的精确度。在这些应用中，可以采用多点标定法来得到最理想的结果。在多点标定法中，不仅考虑了偏移量和灵敏度误差，还考虑了大部分的线性误差，紫红色曲线所示。这儿用的数学模型与每个标定间距(在两个标定点之间)的两级标定完全一样。
2、三点标定
如前所述，线性误差具有一致的形式，且误差曲线符合二次方程的曲线，具有可预测的大小和形状。对于未采用放大器的传感器更是如此，因为传感器的非线性从本质上是基于机械原因(这是由硅片的薄膜压力引起)。
线性误差特性的描述可以通过计算典型实例的平均线性误差，确定多项式函数(a×2+bx+c)的参数而得到。确定了a、b和c后得到的模型对于相同类型的传感器都是有效的。该方法能在无需第3个标定点的情况下有效地补偿线性误差。
MPX2300的补偿实例，MPX2300是一种主要应用于血压测量的温度补偿传感器。多项式模型可由10个传感器的平均线性误差得到，补偿后的误差约为最大初始线性误差的十至二十分之一 。
该误差补偿方法只需两点标定即可将低成本传感器改进为高性能器件(误差小于满标度的0.05%)。
当然设计工程师要根据实际应用的精确度要求，选择最适合的标定方法，此外还需要考虑系统成本。由于有多种集成度和补偿技术可供选择，设计工程师可根据不同的设计要求选择适当的方法。
四、实习总结
作为学生，我们更多的是课本的知识的理解，理论的优势是我们的特色，但是怎样将理论结合实际却是摆在我们面前的难题。当然实习中还有着更多的感触，包括学习，生活，工作各个方面。
就学习而言，专业实习它更偏重于应用，更加细致，要求也更加严格。作为应届毕 业生的我们要想适合自己的工作，在实际中实现自己的理想，必需不断的增加自己的能力，做事情更加专注。就生活而言，专业学习展示给我们看各个不同的行业的人们的生活，不同行业的人们将自己的行业融入自己的生活，这样大的人群的生活展示给我们未来的生活远景，选择什么样的生活也是我们现在的最重要的抉择。一旦下定决心，也就要开始为自己的生活做准备，胜利是属于有准备的人的。现在的我就要为自己的生活做准备，不断的充实自己。就工作而言，无疑的本次的电气专业专业实习，展示给我们了多种职业，而作为应届毕业生，择业的选择是大多数人所面对的问题。就我们电气专业而言，面试时常遇见的问题就是“电气专业是干什么的？”或许大多数的学生跟我一样对电气专业并没有清晰的概念，所以也并不能很好的回答这样的问题。不管怎样，勤劳的人是让人钦敬的，但所接触的朋友说“多年的工作让我清楚这个社会的运转不是控制在辛勤劳动的人手上，而是那一班根深帝固的政治家、资本家手中，工作中的认真负责不是为了讨好表现，而是为了要冶练自己的品性，是在为自己，不是为老板”上面的认识都是正面的，也是自己受益的主要部分，但就个人而言，本次的电气专业实习更多的是让自己认识到自己的不足。作为一个即将毕业的应届生，通过此次的实习，更多的是对大学四年的回顾和反省。进入了社会，和学校的感觉是完全不一样的。只有在刚进入公司的一个月里，大家还把你当作新人，时间久了公司的领导就把你与其它同事相比较；当你开始跑客户时，客户把你与做了很多年的销售相比较，把再把你当新人看待，而你把你当作一个正式的有能力的人使用。那些员工忙忙碌碌的来来去去，坚定的态度是那么一点一滴在铸就起来，一个被人认可的人首先一定是一个认真负责的人，一个认真负责的人无论到哪里都可以站得正。相对于经验和技术而言，这些都是可以积累的，可以日久能熟的，但是否能有正确的态度却是因人而异的，有的人永远让人感觉畏锁。我从来没有把现在的工作当作实习，我就是认定我是在工作，而不是来学习东西的。我是为工作而学习，学习是为了把工作做得更好。总的来说，我们这一次实习是比较成功的，大家都能学习到了很多在校园、在课堂上、课本上学不到的东西，也了解很多和懂得了做人的道理，特别是体会到生活中的艰辛和找工作的不容易。感谢这次实习，感谢这次实习的教师，感谢为我们争取了这实习机会的领导。这次实习，一定会令我的人生走向新一页！
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专业认识报告
一：振动传感器的原理及结构
在高度发展的现代工业中，现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势，而测试系统的最前端是传感器，它是整个测试系统的灵魂，被世界各国列为尖端技术，特别是近几年快速发展的IC技术和计算机技术，为传感器的发展提供了良好和可靠的科学技术基础。使传感器的发展日新月益，且数字化、多作用和智能化是现代传感器发展的重要特征。
工程振动测试方法
在工程振动测试领域中，测试手段和方法多种多样，但是按各种参数的测量方法及测量过程的物理性质来分，可以分成三类。
1、机械式测量方法
将工程振动的参量转换成机械信号，再经机械系统放大后，进行测量、记录，常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪，它能测量的频率较低，精度也较差。但在现场测试时较为简单方便。
2、光学式测量方法
将工程振动的参量转换为光学信号，经光学系统放大后显示和记录。如读数显微镜和激光测振仪等。
3、电测方法
将工程振动的参量转换成电信号，经电子线路放大后显示和记录。电测法的要点在于先将机械振动量转换为电量（电动势、电荷、及其它电量），然后再对电量进行测量，从而得到所要测量的机械量。这是目前应用得最广泛的测量方法。
上述三种测量方法的物理性质虽然各不相同，但是，组成的测量系统基本相同，它们都包含拾振、测量放大线路和显示记录三个环节。
1、拾振环节。把被测的机械振动量转换为机械的、光学的或电的信号，完成这项转换工作的器件叫传感器。
2、测量线路。测量线路的种类甚多，它们都是针对各种传感器的变换原理而设计的。比如，专配压电式传感器的测量线路有电压放大器、电荷放大器等；此外，还有积分线路、微分线路、滤波线路、归一化装置等等。
3、信号分析及显示、记录环节。从测量线路输出的电压信号，可按测量的要求输入给信号分析仪或输送给显示仪器（如电子电压表、示波器、相位计等）、记录设备（如光线示
波器、磁带记录仪、X―Y 记录仪等）等。也可在必要时记录在磁带上，然后再输入到信号分析仪进行各种分析处理，从而得到最终结果。
传感器的机械接收原理
振动传感器在测试技术中是关键部件之一，它的作用主要是将机械量接收下来，并转换为和之成比例的电量。由于它也是一种机电转换装置。所以我们有时也称它为换能器、拾振器等。
振动传感器并不是直接将原始要测的机械量转变为电量，而是将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量，然后由机械接收部分加以接收，形成另一个适合于变换的机械量，最后由机电变换部分再将变换为电量。因此一个传感器的工作性能是由机械接收部分和机电变换部分的工作性能来决定的。
二：振动传感器的应用
1、相对式电动传感器
电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。
相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。
2、电涡流式传感器
电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部和被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽（0～10 kHZ），线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。
3、电感式传感器
依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。
4、电容式传感器
电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。
5、惯性式电动传感器
惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。
根据电磁感应定律，感应电动势为：u=Blx&r
式中B为磁通密度，l为线圈在磁场内的有效长度， r x&为线圈在磁场中的相对速度。从传感器的结构上来说，惯性式电动传感器是一个位移传感器。然而由于其输出的电信号是由电磁感应产生，根据电磁感应电律，当线圈在磁场中作相对运动时，所感生的电动势和线圈切割磁力线的速度成正比。因此就传感器的输出信号来说，感应电动势是同被测振动速度成正比的，所以它实际上是一个速度传感器。
6、压电式加速度传感器
压电式加速度传感器的机械接收部分是惯性式加速度机械接收原理，机电部分利用的是压电晶体的正压电效应。其原理是某些晶体（如人工极化陶瓷、压电石英晶体等，不同的压电材料具有不同的压电系数，一般都可以在压电材料性能表中查到。）在一定方向的外力作用下或承受变形时，它的晶体面或极化面上将有电荷产生，这种从机械能（力，变形）到电能（电荷，电场）的变换称为正压电效应。而从电能（电场，电压）到机械能（变形，力）的变换称为逆压电效应。
因此利用晶体的压电效应，可以制成测力传感器，在振动测量中，由于压电晶体所受的力是惯性质量块的牵连惯性力，所产生的电荷数和加速度大小成正比，所以压电式传感器是加速度传感器。
7、压电式力传感器
在振动试验中，除了测量振动，还经常需要测量对试件施加的动态激振力。压电式力传感器具有频率范围宽、动态范围大、体积小和重量轻等优点，因而获得广泛应用。压电式力传感器的工作原理是利用压电晶体的压电效应，即压电式力传感器的输出电荷信号和外力成正比。
8、阻抗头
阻抗头是一种综合性传感器。它集压电式力传感器和压电式加速度传感器于一体，其作用是在力传递点测量激振力的同时测量该点的运动响应。因此阻抗头由两部分组成，一部分是力传感器，另一部分是加速度传感器，它的优点是，保证测量点的响应就是激振点的响应。使用时将小头（测力端）连向结构，大头（测量加速度）和激振器的施力杆相连。从“力信号输出端”测量激振力的信号，从“加速度信号输出端”测量加速度的响应信号。
注意，阻抗头一般只能承受轻载荷，因而只可以用于轻型的结构、机械部件以及材料试样的测量。无论是力传感器还是阻抗头，其信号转换元件都是压电晶体，因而其测量线路均应是电压放大器或电荷放大器。
9、电阻应变式传感器
电阻式应变式传感器是将被测的机械振动量转换成传感元件电阻的变化量。实现这种机电转换的传感元件有多种形式，其中最常见的是电阻应变式的传感器。
电阻应变片的工作原理为：应变片粘贴在某试件上时，试件受力变形，应变片原长变化，从而应变片阻值变化，实验证明，在试件的弹性变化范围内，应变片电阻的相对变化和其长度的相对变化成正比。
推荐第3篇：传感器技能实习
传感器与测试技术
技能实习
学院：工学部 班级： 姓名： 指导老师： 实训时间：
目录
技能实习内容及要求…………………………………………………………………3
测量原理………………………………………………………………………………
测试系统组成………………………………………………………………………….
硬件的选用·…………………………………………………………………………..
硬件电路设计…………………………………………………………………………..
软件设计………………………………………………………………………………
程序设计……………………………………………………………………………….
运行界面截图·………………………………………………………………………….
小结·…………………………………………………………………………………
一、技能实习内容及要求
（一）.实验内容：
基于环形输送带模块，设计一个测量系统，能对通过某工位的元件按照材料（金属或非金属）进行计数：并测量输送线的转速，转速只能处于一个速度范围之内，若超出，则报警，并输出一个数字停止信号。另外，软件能对转速大小进行控制。
（二）.实验要求： 1.试系统）
2.3.设计测量电路（转速测量电路及制作） 测试软件设计 提出设计方案（提出测量原理，选用传感器，构建测利用Labview或其他开发程序（VB VC等），设计测量软件进行数据采集和分析。
4.5.
二、总体方案设计
环形输送带转速测量和计数系统，基于环形输送带模块，对工位元件计数，用光电传感器测量工位元件的总个数，用电涡流传感器测试金属元件个数，用霍尔传感器测量环形输送带频率调试
撰写综合实验报告
f,通过频率f得出环形输送带转速，从而实现环形输送带转速测量和计数
1．测量原理: 1） 霍尔传感器侧转速原理
霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。1879年美国物理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应，但由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用，随着半导体技术的发展，开始用半导体材料制成霍尔元件，由于他的霍尔效应显著而得到了应用和发展.霍尔传感器的磁敏元件对磁场敏感，能将磁学物理量转换成电信号。霍尔效应的产生是由于运动电荷在磁场中受到洛伦兹力作用的结果。霍尔元件一般由半导体材料组成。将霍尔元件放大器温度补偿电路及稳压电源集成于一个芯片上所构成的线性霍尔传感器。霍尔传感器。霍尔传感器测速原理：电流的测量采用磁平衡式霍尔电流传感器传感器可测量从直流到100kHz的交流量在自动测控系统中,常需要测量和显示有关电参量。目前大多数测量系统仍采用变压器式电压、电流互感器,由于互感器的非理想性,使得变比和相位测量都存在较大的误差,常需要采用硬件或软件的方法补偿,从而增加了系统的复杂性。采用霍尔检测技术,可以克服互感器这些缺点,能测量从直流到上百千赫兹的各种形状的交流信号,并且达到原副边不失真传递。因此霍尔传感器已广泛应用于微机测控系统及智能仪表中,是替代互感器的新一代产品。在此提出了利用霍尔传感器对电参量特别是对高电压、大电流的参数的测量。霍尔传感器测速原理：霍尔
器件是由半导体材料制成的一种薄片，器件的长、宽、高分别为 l、ｂ、ｄ。若在垂直于薄片平面（沿厚度ｄ）方向施加外磁场Ｂ，在沿ｌ方向的两个端面加一外电场，则有一定的电流流过。由于电子在磁场中运动，所以将受到一个洛仑磁力，其大小为：f=qVB式中：f—洛仑磁力，ｑ—载流子电荷，Ｖ—载流子运动速度，Ｂ—磁感应强度。这样使电子的运动轨迹发生偏移，在霍尔元器件薄片的两个侧面分别产生电子积聚或电荷过剩，形成霍尔电场，霍尔元器件两个侧面间的电位差HU称为霍尔电压。它表示该霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下输出霍尔电动势的大小。应注意，当电磁感应强度Ｂ反向时，霍尔电动势也反向。若控制电流保持不变，则霍尔感应电压将随外界磁场强度而变化，根据这一原理，可以将永久磁钢固定在环形输送带的转盘的边沿，转盘随被测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘附近安装一个霍尔元件，转盘随轴旋转时，霍尔元件受到磁钢所产生的磁场影响，输出脉冲信号。传感器内置电路对该信号进行放大、整形，输出良好的矩形脉冲信号，测量频率范围更宽，输出信号更精确稳定，由n=60f/z，z为固定在环形输送带的转盘的边沿永久磁钢。在此环形输送带上为z=12。测出脉冲的周期或频率即可计算出转速。
2） 电涡流式传感器测金属元件个数
电涡流式传感器是将金属导体置于变化的磁场中，到体内就会产生感应电流，这种电流的流线在导体内自行闭合，像水中涡流一样，故称之为电涡流。电涡流传感器的变换电路由阻抗分压式调频电路和条幅电路。电涡流式传感器不仅结构简单使用方便灵敏度高不受油污介质影响而且还用于动态非接触测量。
一块金属放置在一个扁平线圈附近，相互并不接触。当线圈中通过以高频正弦交变电流时，线圈周围的空间就产生交变磁场，此交变磁场在邻近金属导体中产生电涡流。而此电涡流也产
生交变磁场阻碍外磁场的变化。由于磁场的反作用，使线圈中电流和相位都发生变化。也即引起线圈的等效阻抗发生变化，线圈的电感量也发生变化，因此可用线圈阻抗的变化来反映金属导体的电涡流效应。
在涡流检测中，当有交流电通过放置式线圈时，会产生一个交变磁场，线圈接近金属试块时，由于交变磁场的作用会在金属试块上感生出涡流，此涡流也产生一个与原来磁场相反的交变磁场，两个交变磁场相互叠加，便决定了探头线圈的阻抗。当金属板电导率，形状，有无缺陷或提离间隙等外界条件发生变化时，涡流及涡流产生的反磁场也将发生变化，从而线圈的阻抗也随之发生变化。通过探头线圈阻抗变化便可分辨金属元件于非金属元件。
3） 光电传感器测元件总个数
光电式传感器是将光能转换为电能，其物理基础是光电效应。光电效应通常分为外光电效应和内光电效应。光电传感器是一种小型电子设备，可以检测出其接收到光强的变化。光电传感器通常由三部分构成，它们分别为：发送器、接收器和检测电路。
发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源，这些小而坚固的白炽灯传感器就是如今光电传感器的雏形。
发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束
不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管及光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。光敏二极管是现在最常见的传感器。光电传感器光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小称为光敏二极管的暗电流;当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。
光电开关光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=(1+β)Icbo，比一般三极管的穿透电流还小;当有光照时，激发大量的电子——空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=(1+
β)Ib，可见光电传感器光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。
2.测试系统组成 1）敏感元件
霍尔传感器测量环形输送带频率，通过n=60f/z得出转速 光电感器测量环形输送带上总个数， 利用电涡流传感器测量金属元件的个数， 2）数据采集
研华数据采集卡USB4704收集AI信号和DI信号， 3）数据处理及显示
利用labview软件进行数据采集分析和调试。
三、硬件的选用
1.元器件选用
环形输送带，若干金属和非金属元件，研华USB4704数据采集卡，霍尔传感器，光电传感器。电涡流式传感器，若干导线，PC电脑
环形输送带，是欧鹏有限公司生产用于实验，环形输送带上共方12个方形金属和非金属元件供测量使用。
研华USB4704数据采集卡，USB-4702/4704是低成本的USB数据采集模块。您不再需要打开机箱安装DAQ模块。只要插上模块，然后得到的数据。它的简单而有效的。可靠和足够坚固的工业应用，但足够便宜，家庭项目，USB-4702/4704是最完美的方式添加到任何USB功能的计算机测量与控制能力。从USB
端口获得所有所需的电力，因此不断要求没有外部电源连接。USB-4702/4704的特点，他们是最具成本效益的实验室或生产线的测试和测量工具的有效选择SBAE 通道 8 SE / 4变化分辨率 12位采样率 48 kS / s的单极性输入（V） - 模拟输出分辨率 12位数字I / O 数字量输入通道 8 数字输出通道 8 定时器/计数器分辨率 32位。
在本次实训中测环形输送带的转速和元件个数中用到了AI0，DI2，DI4,接地口。
用AI接口进行采集霍尔传感器传输的模拟信号，在经过labview处理得到一系列的方波，在经过程序处理后输出环形输送带的转速。
DI2，与DI4口分别是采集电涡流传感器，光电传感器传输数据。DI2，DI4口接收的是数字信号，由labview处理得到金属元件和元件总个数。
2.硬件电路设计（设计图纸，实物连接图照片）
四、软件设计 1．软件设计流程图
这次实训是利用labview设计测量软件
软件平台是借助虚拟仪器软件问(LabVIEW)在计算机上搭建的虚拟测试系统。LabVIEW是实验室虚拟仪器工作平台(1aboratory virtual instrument engi．neeriNgworkbench)的简称，是美国国家仪器公司(Na．tional Instruments)推出的一种基于图形开发、调试和运行程序的集成化环境．LabVIEW是一种程序开发环境，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。 LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。 LabVIEW开发环境集成了工
程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。是目前国际上唯一的编泽型图形化编程语言。其编写的程序称为虚拟仪器程序(简称VI)，主要包括前面板(即人机界面)和框图程序两部分。前面板用于模拟真实仪器的面板作，可设置输入数值、观察输出值及实现图表、波形、文本等显示。框图程序应用图形编程语言编写，相当于传统程序的源代码．用于传送前面板输入的命令参数到仪器以执行相应的操作。LabVIEW采用层次化结构．用户可以把创建的VI程序当作子程序调用。以创建更复杂的程序。用它编写方框图程序时，只需从对应的模块中选用相应的图标．然后再以线条相互连接。即可实现数据的传输。该测试仪就是借助LabVIEW．仿照真实仪器面板设计前面板．并通过LabVIEW中的DAQ助手及有关功能模块，编写框图程序。测试仪主要功能为脉搏信号的采集及数据存储和对采集存储的信号进行回放分析。根据此要求，在hbVIEW前面板窗口中，选取有关控件及波形显示器件．并借助LabVIEW的工具模版，设计、架构测试仪前面板；在对应的框图程序窗LI．通过DAQ助手进行有关采集参数的设置．通过Write LabVIEW Measurement模块实现对信号的保存．它将信号波形以数据点的形式存放于文件中．文件的扩展名为lvm。整个采集、显示过程由循环结构控制．选择Append to file就可以将每个循环采集到的数据连成为长达40 s的完整过程记录。同放部分是通过Read from sDreadsheet file模块读取文件路径框中给出的存放数据文件来实现波形的回放．以采样频率128 Hz、采样长
度40 s为设定值。借助有关运算模块．进行脉率的测算。从而在测试仪前面板上实现脉搏波形的采集、数据存储、波形回放、频谱分析、脉率显示、异常情况警示等功能。
2．程序设计
采集程序，信号处理。。。总程序框图，运行界面截图
这是实验中测得的数据，此时环形传感器转速为7.6r/min，由于此时传感器速度大于7r/min，所以这时报警灯亮，如果转速小于7r/min，则报警灯不亮。此时可以看出元件共有12个，金属元件有7个，在下面是由霍尔传感器测得的方波，在这次将采样频率调到4000，采样点数调到4000.
五、小结
本次的实训虽然只有短暂的一周，但我从中获益颇多。首先，我明白了我们不仅要学好理论知识，更要学会将理论运用于实际中。光学好理论知识并不行，理论与实践中存在中很大差距，所以要想运用于实际中，要深刻理解书本知识，还要活学活用，懂得联想与创新。在这次实训中让我对于传感器的应用有了更深的感触。其次，我还懂得了团队合作的重要性，一个人的思维是有限的，只有大家齐心协力，共同创作，互相弥补，才能达到最高的效率。我们小组的题目是：环形传送带转速测量和计数系统。基于环形输送带模块，设计一个测量系统，能对通过某工位的元件按照材料（金属或非金属）进行计数：并测量输送线的转速，转速只能处于一个速度范围之内，若超出，则报警，并输出一个数字停止信号。另外，软件能对转速大小进行控制。在实训中我们小组遇到了许多困难，比如对于霍尔传感器与光电传感器，电涡流传感器是模拟信号还是数字信号问题，然后就是labview的程序设计，对于我们来说labview程序编程合适要求的程序是一个大难题，我们不懂的地方就去询问老师和同学，结合题目的要求一点一点地编写和修改，组长承担了主要的编写任务，在付出了诸多的努力和汗水之后，最终编写了出了正确的程序。经过这次实训明白了自己的实践能力还十分的不足，缺乏锻炼，所以在日后的学习过程中，我应该努力的将理论与实际联合起来，着重锻炼自己的动手能力，使自己面对以后的工作时有一定的底气与信心。
推荐第4篇：大三暑期传感器原理实习报告
大三暑期传感器原理实习报告
应变式加速度传感器设计
——大三暑期传感器原理实习报告
(西南交大机械制造及自动化张其美19990780)
1、设计任务及技术指标
应变式加速度传感器的结构设计、特性曲线绘制等。
测量范围：20g；精度：1；尺寸：原创：www.daodoc.com不大于；频响：0.1~100hz；重量：不大于20g；共桥电压：5v~24v（dc）。
2、结构设计
（1）采用等强度梁结构；
（2）材料选择及尺寸确定；
a、壳体及质量块选用碳钢
弹性模量：（与疲劳破坏有关）
泊松比：
b、弹性元件（梁）选用铍青铜（或硅梁）
弹性模量：
密度：
抗拉强度：
c、许用应力：（简单梁）取
（3）设计计算；
设计原则：
a、在最小载荷f和相应的最大绕度或位移为已知时，可先根据结构要求确定长度，然后在计算和。
b、设计时先保证有足够的灵敏度，然后在尽可能提高（固有频率）
c、质量块相对于基座的位移可按下列原则确定：
当时，，其中a为被测加速度。
设计步骤：
a、先估计，忽略，确定。
取，则
b、估计和
取
c、确定
d、求
则，
e、计算参数；
取，
1、梁根部应变：
3、静态灵敏度：（与应变片布置有关）双臂工作时，
4、动态灵敏度：
5、梁自由端的静绕度：
6、梁自由端的动绕度：
7、传感器的固有频率：
8、可测最大加速度：
（4）幅频特性计算：要求绘制幅频曲线
a、刚度：
b、质量；
c、阻尼比：，取0.6~0.7内。
d、有阻尼固有频率：
e、幅频曲线：
f、相频曲线：
（五）应变片的选择：
1、应变片的选择：选用小型硅应变片，参考规格：额定电阻：120；
灵敏度系数：；尺寸：；
最大工作电流：。
2、电桥输出灵敏度：（1）电桥的结构；等臂、差动。
a、单臂：
b、双臂差动：
c、四臂差动：：
推荐第5篇：电子称传感器与检测 实习报告
传感器与检测 实习报告
实习名称：电子称的制作
姓 名：
学 号：
专业班级： 指导教师： 实习地点： 时 间：
目录
一．实习目的与要求 ....................................................1 二．实习内容及过程 ....................................................2 1 电阻应变式称重传感器原理及简介 ....................2 2 实习相关原理图 ...................................................3 3 元器件清单 ...........................................................4 4元器件说明 ............................................................5 5注意事项： ............................................................5 6制作步骤 ................................................................6 7具体调试： ............................................................6 三．实习总结及体会 ....................................................7
实习目的与要求
1.使学生通过实践了解和掌握电子产品及系统的生产环节，建立电子产品生产流程概念.2.培养学生掌握电子产品的组装和调试方法的技能，并获得组织和管理生产的初步知识。加强学生理论联系实际，观察问题分析问题以及解决问题的能力和方法。
3.掌
握
常
用
元
器
件 的
认
识
和
测
量，学
会
基
本 仪
器
、基
本
工
具
的
使
用
，如
万
用 表、示波器、稳压电源，扫频仪掌握焊接、调试的基本方法。
4.解 一 种 以
上 电 子 仪 器、设 备 的 研 发、生 产、调 试 流 程 及 相 关 电 子 生
产 工 艺和焊接技术.
5.了解电子工厂的生产组织、生产管理、一般工艺流程、主要生产设备等，了解产品开发与设计的过程。
6.要求产品焊接前，应对元器件、组件进行挑选，仔细检查电子元器件、组件和电子线路板的外观、力学性能、电气性能及可焊性等方面的质量，凡有问题的部件应剔除，不得进入焊接工序。
7.元器件在电子线路板上穿孔焊接时，对于双面电路板要求两面都应该出现焊角，而对单面板只要求在有电路的焊接面出现焊角。 ②焊点上应没有可见的焊剂残渣。
实习内容及过程
1 电阻应变式称重传感器原理及简介
原理：本制作采用电应变式称重传感器，在外力作用下传感器弹性体发生形变，使得黏贴在弹性体上的电阻应变片阻值发生化，力的变化转化成电阻值的变化，通过测量电桥使电阻信号转换为电信号，通过放大器最终在数字表显示出力值的大小。
电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将被测的 重量转换为弹性体的应变值；另一个是电阻应变计：它作为传感元件将弹性体的应变，同 步地转换为电阻值的变化。
电阻应变片所感受的机械应变量一般为102 ，随之而产 生的电阻变化率也大约在102 数量级之间。这样小的电阻变化用一般测量电阻的仪 表很难测出，必须采用一定形式的测量电路将微小的电阻变化率转变成电压或电流的变 化，才能用二次仪表显示出来。在电阻应变式称重传感器中通过桥式电路将电阻的变化转 换为电压变化。
当传感器不受载荷时，弹性敏感元件不产生应变，粘贴在其上的
应变片不发生变形， 阻值不变，电桥平衡，输出电压为零；当传感器受力时，即弹性敏感元件受载荷P时，应变片就会发生变形，阻值发生变化，电桥失去平衡，有输出电压。
2 实习相关原理图
其中14号管脚与12号管脚交换位置。
传感器接线：红---V+ 黑—V- 白—V0- 蓝或黑—V0+
显示部分原理图
3 元器件清单
电容：100nf*
2、100pf*
1、220nf*
1、47nf*1 电阻：10k*1 、10k、可调电阻 、12k*
1、470k*1 180k*
1、1M*1 、20k*1 、22k*
1、560*1 、数码管共阳极*
4、ICL7107集成电路*1
300g称重传感器*
1、LM324集成电路*
1、电阻25K/100K*
2、10K*
4、1K*
1、3296电位器10K*
2、数字表*
1、实验板*
3、导线套管若干。
4元器件说明
5注意事项：
（1） 称重传感器输出mV级信号，任何接触不良都有可能造成信号不稳
定，这是制作中的难点，应足够重视。
（2）如遇到调整WR1到最小（放大器增益最大），显示仍达不到重量值，可以将传感器接“⊥”端去掉，改接到-5V端以提高传感器的输出信号。
6制作步骤
1）.将各个元件在多功能板上布置：横平竖直，间距适当； 2）.按照原理图将各元器件之间用导线连接好：横平竖直，减少交叉； 3）.锡焊：控制焊点大小，注意虚焊；
7具体调试：
（1）检查接线准确后，接通±5V
电源。调整RW2电位器使电压表显示为零。
（2）该放大器的增益G =1+2R1/(RW1+R3)。调整RW1会使零位信号同时被放大。
（3）放上一已知重量的重物＜500g（如砝码）,调整WR1电位器使电压表显示为重量值，单位是g.无小数点。
(4) 取下重物调整RW2电位器使电压表显示为零，再次放上重物，调整WR1电位器使电压表显示为重量值。
（5）重复（3）、（4）步，使取下重物显示为零、放上重物显示为重量值。
实习总结及体会
1、对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我们了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、电子称的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。
2、对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如在焊接芯片时，怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题，可是经过训练后，我们做到了。
3在焊接电路板时，也学到了很多东西，比如焊法、零件的形状和种类、元器件的基本常识等等。真是让人受益匪浅，终于能体会到不同零件的奇妙组合中展现的人类智慧的结晶。知识的重要性在我心中再次提升，电子产品知识产权的垄断，让我既看到了机遇又看到了挑战，学习是现在我们唯一的行动方针。
4.这一周的实训使我对实际生活和生产车间的电有了一点的认识，让我从中得到了锻炼，对以前的知识加以巩固，还提高了自己的动手能力，培养了团体间的携手和作能力。
推荐第6篇：电子称传感器与检测__实习报告
传感器与检测 实习报告
实习名称：电子称的制作
姓 名： 杨伟 学 号： 20139918225 专业班级：电子信息1431 指导教师：李娜 时 间： 2016.4.16
一实习目的与要求
1.通过实践了解和掌握电子产品及系统的生产环节，建立电子产品生产流程概念.2.培养学生掌握电子产品的组装和调试方法的技能，并获得组织和管理生产的初步知识。加强学生理论联系实际，观察问题分析问题以及解决问题的能力和方法。
3.掌
握
常
用
元
器
件 的
认
识
和
测
量，学
会
基
本 仪
器
、基
本
工
具
的
使
用
，基本方法。
4.了解 一 种 以
上 电 子 仪 器、设 备 的 研 发、生 产、调 试 流 程 及 相 关 电 子 生
产 工 艺和焊接技术.
5.了解电子工厂的生产组织、生产管理、一般工艺流程、主要生产设备等，了解产品开发与设计的过程。
6.要求产品焊接前，应对元器件、组件进行挑选，仔细检查电子元器件、组件和电子线路板的外观、力学性能、电气性能及可焊性等方面的质量，凡有问题的部件应剔除，不得进入焊接工序。
7.元器件在电子线路板上穿孔焊接时，对于双面电路板要求两面都应该出现焊角，而对单面板只要求在有电路的焊接面出现焊角。②焊点上应没有可见的焊剂残渣。
二 实习内容及过程
1 电阻应变式称重传感器原理及简介
原理：本制作采用电应变式称重传感器，在外力作用下传感器弹性体发生形变，使得黏贴在弹性体上的电阻应变片阻值发生化，力的变化转化成电阻值的变化，通过测量电桥使电阻信号转换为电信号，通过放大器最终在数字表显示出力值的大小。
电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将被测的 重量转换为弹性体的应变值；另一个是电阻应变计：它作为传感元件将弹性体的应变，同 步地转换为电阻值的变化。
电阻应变片所感受的机械应变量一般为102 ，随之而产 生的电阻变化率也大约在102 数量级之间。这样小的电阻变化用一般测量电阻的仪 表很难测出，必须采用一定形式的测量电路将微小的电阻变化率转变成电压或电流的变 化，才能用二次仪表显示出来。在电阻应变式称重传感器中通过桥式电路将电阻的变化转 换为电压变化。
当传感器不受载荷时，弹性敏感元件不产生应变，粘贴在其上的应变片不发生变形， 阻值不变，电桥平衡，输出电压为零；当传感器受力时，即弹性敏感元件受载荷P时，应变片就会发生变形，阻值发生变化，电桥失去平衡，有输出电压。
2 实习相关原理图
其中14号管脚与12号管脚交换位置。
传感器接线：红---V+ 黑—V- 白—V0- 蓝或黑—V0+
3 元器件清单
电阻：10k*
4、可调电阻 、12k*
1、1M*1 、20k*1 、、300g称重传感器*
1、LM324集成电路*
1、
电阻25K/100K*
2、10K*
4、1K*
1、
3296电位器10K*
2、数字表*
1、实验板*
3、导线套管若干
4注意事项：
（1） 称重传感器输出mV级信号，任何接触不良都有可能造成信号不稳
定，这是制作中的难点，应足够重视。
（2）如遇到调整WR1到最小（放大器增益最大），显示仍达不到重量值，可以将传感器接“⊥”端去掉，改接到-5V端以提高传感器的输出信号。
5制作步骤
1）.将各个元件在多功能板上布置：横平竖直，间距适当； 2）.按照原理图将各元器件之间用导线连接好：横平竖直，减少交叉； 3）.锡焊：控制焊点大小，注意虚焊；
6具体调试：
（1）检查接线准确后，接通±5V
电源。调整RW2电位器使电压表显示为零。
（2）该放大器的增益G =1+2R1/(RW1+R3)。调整RW1会使零位信号同时被放大。
（3）放上一已知重量的重物＜500g（如砝码）,调整WR1电位器使电压表显示为重量值，单位是g.无小数点。
(4) 取下重物调整RW2电位器使电压表显示为零，再次放上重物，调整WR1电位器使电压表显示为重量值。
（5）重复（3）、（4）步，使取下重物显示为零、放上重物显示为重量值。
三 实习总结及体会
1、对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我们了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、电子称的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。
2、对自己的动手能力是个很大的锻炼。在第一次焊的的失败和凌乱的布局线路，让我体会到我的差距，最后又重新焊了一个，经过一下午的制作终于完成了，在次日的课上虽然一次没测试成功，认真查错我终于成功了，锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如在焊接芯片时，怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题，可是经过训练后，我做到了。
3在焊接电路板时，也学到了很多东西，比如焊法、零件的形状和种类、元器件的基本常识等等。让人受益匪浅，体会到不同零件的奇妙组合中展现的人类智慧的结晶。知识的重要性在我心中再次提升，只有知识让自己变得强大起来，在将来日益激烈竞争中脱颖而出，为实现自己的价值和人生目标而奋斗。
4.这一周的实训使我对于自己的专业有了更深的认识，让我从中得到了锻炼，对以前的知识加以巩固，也提高了自己的动手能力。
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实训报告
专业：
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
实训时间：
汽车维护实训的目的
通过实训与理论知识融会贯通，做到理论联系实际。帮助汽车电子专业学生掌握的实操技能和专业知识,适应汽车行业工作的需要。
一、实训教学的方法
实训完全基于上海鹏达公司的汽车专业教学平台进行。
鹏达汽车仿真系列软件是一整套面向汽车运用与维修专业建设的软件解决方案，该套解决方案通过专业仿真教学提升教学效果，模拟拆装实训加强学生动手能力，通过软件提高实训硬件使用率扽多个角度进行了综合考虑，是学校实训基地建设能够在低成本的投入下取得更好的教学效果。他们将是现代化汽车专业教学实训的首选软件解决方案。
该系列软件包含三个产品：汽车仿真教学平台；车辆实时检测实训系统；汽车拆装实训平台。
汽车仿真教学平台通过浏览器IE方式访问，突破地域和人数的限制，该系统涵盖了丰田，通用，大众三大车系，具体模块包括发动机，底盘，车身电气基础，自动变速器，电控系统，ABS，空调，安全气囊等。
汽车拆装实训平台汽车拆装实训平台是一个拆装实训类软件，该软件引进先进的企业理念同时结合学校的教学特点而研发，其目的是为了培养学生的实际操作的规范意识和水平。
三、实训内容
参加实训的学生登陆校园网http://10.99.9.1页面，使用学号登陆，点击汽车实训，即可开始。系统自动记录时间，判断操作是否准确，最后进行打分。学生可以多次联系一个项目以取得较好的成绩。
********************填写装配详细过程包括使用工具*********
四、实训体会
推荐第9篇：传感器
传感器
一、选择题
1.属于传感器动态性指标的是D固有频率
2.传感器能感知的输入量越小，表示传感器的B灵敏度越高 3.下列选项中，适用测量大位移的传感器的类型是C光栅式 传感器
4.压电式位移传感器将C位移 转化为力 5.概率密度函数提供了随机信号B沿幅值域分布的信息
6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是D前置放大器的输入阻抗
7．固体半导体摄像元件CCD是一种CMOS型晶体管开关集成电路 8.红外光电波长为A 2～20 um
9 .C电阻式 温度传感器属于接触式温度传感器
10．交流测速发电机转子有40个齿，被测转速为1200r/min，则该发动机输出电动势的频率为D800Hz
11．周期信号的自相关函数必为A周期偶函数
12.下列气敏元件性能最好的是B厚膜型 13.有用信号频率低于20Hz，可选用A低通滤波电路
14.电参数测振系统的突出优点是C灵敏度较高
15.下列被测物理量适合于使用差动变压器进行测量的是A工业机器的位移
16.非线性度是表示校准曲线B偏离拟合直线 的程度
17.已知函数x（t）的傅里叶变换为X(f),则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为B(2/3)X(f/3)
18下列选项中，适用于测量大位移的传感器是C光栅式
19下列传感器中，B压电式传感器 是发电型位移传感器
20.应变片不具有的特点是D体积大 21.压电式加速度传感器，希望其固有频率C尽量高些
22.脉冲式测速发电机以C脉冲频率 为输出信号
23.一阶系统的动态表征 参数是D热敏电阻
24.D热敏电阻 温度传感器不属于热电偶 25.热电偶中产生热电势的条件是C两热电极的两端温度不同
26.温度计使用在超过D90％ RH的高湿度区域中就会出现结露
27.有用信号频率高于500Hz，可选用B高通 滤波电路
28.振动的分类按振动规律可分为D随机振动
29．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为B2.44mV
30.汽车机电一体化的目的有D改善汽车的性能
31.非周期信号的频谱是A连续的 32．最常用的测量角位移的电容传感器是A平板型
33.涡流传感器不可测量C温度
34.将电阻应变片贴在C弹性元件 上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器
35.电量式压力计不包括B激光式
36.用变磁通式速度传感器测转速时，若传感器转子的齿数越多，则输出的感应电动势的频率A越高
38.视觉传感器以A光电转换 为基础 39.明亮度信息可借助B A\\D转换器 数字化
40.通常用热电阻式传感器测量A温度 41.半导体热敏电阻式传感器随着温度上升，电阻率B迅速下降
43.有信号频率为某一固有频率，可选用C带通 滤波电路
45.汽车自动调整车高的目的是C提高行驶安全性
46.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是D前置放大器的输入阻抗
47.按照工作原理分类，固有图像式传感器属于A光电式传感器
48.C半导体三极管 传感器可用于医疗上-50°C～150°C之间的温度测量
49.光电式扭矩传感器的测量精度为A1％
50下列测量传感器中，属于小位移传感器的是C电容式传感器
51.下面C三臂 方式不是应变仪电桥工作方式。
52.压电传感器的选用原则不包括B电动势
53.电缆分布电容对电荷放大器的输出电压C无影响
54.视觉传感器以A光电转换 为基础 55.热电偶中产生热电势的条件是C两热电极的两端温度不同
56.金属热电阻式温度传感器所测量的温度月高，其自由电子的运动A越规则 57.制造半导体陶瓷湿敏元件的材料，主要是不同类型的金属A氯化物
58.高通滤波器所起的作用是只允许B高频信号 通过。
59.信号传输过程中,产生干扰的原因是(C干扰的耦合通道)
60.x(t)为奇函数时，其傅里叶数中只有(B正弦项)
61莫尔条纹光栅传感器的输出是(A数字脉冲式)
62．阻抗头是测量振动系统(D激振力及其响应)
63.在采用限量最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差ΔY≦0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Yn应选为(A 0.301)
二，填空题
1 传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过（测量范围）的能力。
2 传感器的精度是表示其输出量与被测物理量的（实际值）之间的符合程度。 3 激光测量系统由激光器.光学元件和（光电转换元件)三部分组成。 4 半导体应变片的工作原理是基于（压阻效应)。
5 加数传感器最常用的有（压电式）.应变式和磁致伸缩式。 6 在实际应用中，机电一体化系统对测速发电机的主要要求有输出电压与转速应保持较精确的正比关系.转动惯量小.（灵敏度高）。
7 图像处理的方法有微分法和（区域法）。 8 热电偶式温度传感器的工作原理是（热点效应）。
9 热电偶所产生的热电势是由接触电势和（温差电势)两部分组成。
10 湿敏原件是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身（电阻）发生变化的原理而制成的。
11 气敏传感器是一种将检测到的气体成分和（浓度）转化为电信号的传感器。 12 电桥的作用是把电感.电容.电阻的变化转化为（电压或电流）的变化。
13 ADC是将模拟信号转化成（数字）信号。
14 若测量系统无接地点时，屏蔽导体应接到信号源的（负极）。
15 已知某位移传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为@K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为（rs=ΔK0/K0×100%）。
16 参量位移传感器的工作原理是将被测量物理量转化为电参数据，即（电阻）.电容或电感。
17 应变电桥多采用（交流电桥）。
18 在机械力的作用下铁磁材料内部产生应力或应力变化，使磁导率发生变化，磁阻也发生变化的现象称为（压磁效应）。 19 识别物体前需要先将物体的有关信息输入到计算机内，被输入的信息主要有明亮度信息.颜色信息.（距离信息）。
20 热电阻传感器分为金属热电阻和（热敏电阻）两大类。
21 热电偶通常由热电极.绝缘材料（接线.盒）和保护套组成。
22 在桥式测量电路中，按照（电源）的性质，电桥可分为直流和交流电桥。 23 检测系统中，模拟式显示在读数时容易引起（主观)误差。
24 若,某信号依一定的时间间隔周而复始，则该信号称为（周期信号）。
25 传感器的被测物理量有微小变化时，该传感器就会有较大的输出变化，这说明传感器的（灵敏度）较高。
26 若随机信号X（t）.Y(t)的均值都为零，当t-$时，它们的互相关函数Rxy(t)=(0)。 27 发电型位移传感器有磁电型和（压电型）等。
28 在磁压传感器中常用的铁磁材料有（硅钢片）和坡膜合金。
29 压电式压力传感器适于测动态力和冲击力，但不适于测（静态力）。
30 直流测速发电机按定子磁极励磁方式的不同，可分为电磁式和（永磁式）两种。
31 不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度不同，电路中会产生电动势，这种现象称为（热点效应）。 32 热敏电阻分为正温度系数热敏电阻.负温度系数热敏电阻和（临界温度系数）。 33 气敏传感器较广泛用于（防灾报警）。 34 最常用的温度表示方法是（相对湿度）和绝对湿度。
35 RC低通滤波器中RC值愈（小），则其截至频率越低。
36 ADC是将数字信号转化成（模拟）信号。
37 热敏电阻常数B大于零的是（负）温度系数的热敏电阻。
38 量程是指传感器在（测量范围）内的上限与下限之差。
39 光栅式位移传感器有测量线位移的长光栅和测量角位移的（圆光栅）。 40 动态磁头有（1）个绕组。
41 弹性压力敏感元件有波登管.膜片和（波纹管）三类。
42 压电式加速传感器的频率范围广.(动态范围）宽.灵敏度高,故应用较广泛。 43 水份传感器可分为（直流电阻型）.高频电阻型.电容率型.气体介质型.近红外型.中子型和核磁共振型等。
44.在桥式电路中，根据电阻(接入方式)的不同，可分为单臂和差动
三.简答题
1 简述传感器的组成及各部分的作用。 答：组成：敏感元件.转化元件.转化电路，作用：敏感元件：直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件， 转换元件：将敏感元件输出的非电量转换成电量参数； 转换电路：将转换元件输出的电量转换成便于处理的民量。
2 采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成？ 答：由电压比较器.数/模转换器.顺序脉冲发生器.数码寄存器和逐次逼近寄存器组成。
3 简述传感器检测系统的干扰来源及抑制干扰的方法。 答：干扰来源：系统的内部干扰和外部干扰。抑制方法：接地.屏蔽.隔离.滤波。 4 公路交通检测汽车流量状态采用哪些传感器？ 答：公路交通检测汽车流量状态多采用的传感器有：压电式.电磁式.橡皮管式.超声波式.雷达式.红外线式。
5 传感器的主要性能指标有哪些？
答：主要性能指标：测量范围.量程.过载能力.灵敏度.静态精度.频率特性（动态）.阶跃特性（动态）.可靠性.使用环境.经济性等。
6 简述电阻应变式测力传感器的工作原理。 答：工作原理：电阻应变式测力传感器是将力作用在弹性元件上，弹性元件在力的作用下产生应变，利用贴在弹性元件上的 应变片将应变转换成电阻的变化，然后利用电桥将电阻变化转换成电压（或电流）的变化，通过测量电压（或电流）的大小 测出力的大小。
7 绘幅一频图说明一阶无源低通.高通.带通滤波器的定义？ 答：（1）低通滤波器：低频信号通过，高频信号截止。（2）高通滤波器：高频信号通过，低频信号截止。 （3）带通滤波器：某一段频率信号通过，低于和高于这段频率的信号截止。
8 为什么要对热电偶的参考端温度进行一定方法的处理，一般有哪些方法？ 答：原因：热电偶输出电动势只能反映两个结点之间的温度差，为了使输出电动势能正确反映被测温度的真实值，要求参考端
温度为零度，而热电偶实际使用坏境下不能保证参考端温度为零度。因此必须对参考端温度采用一定方法的补偿。一般补偿方
法：恒温法.温度修正法.电桥补偿法.冷端补偿法.电位补偿法。
9 什么叫热敏电阻的正温度系数和负温度系数？
答：正温度系数：在测量温度范围内,其电阻值随温度的升高而增加。负温度系数：在测量温度范围内，其电阻值随温度升高而 下降。
10 有源滤波与无源滤波相比有哪些优点？
答：优点：（1）有源滤波不用电感线圈，因而在体积.重量.价格.线性度等方面具有明显的优越性，便于集成化；（2）由于运
算放大器输入阻抗高，输出阻抗低，可提供良好的隔离性能，并可提供所需增益；（3）可以使截止频率达到很低范围。
11 视觉传感器在机电一体化系统中有哪些应用？ 答：应用：（1）进行位置检测；（2）进行图像识别，通过图像识别了解对象的特征以及同其它对象相区别；（3）进行物体形 状.尺寸缺陷的检测。
12 温度测量的方法有哪些？它们的原理有何不同？各适用于什么场合？ 答：温度测量的方法：接触式测量和非接触式测量两类。接触式测量的原理是感温元件与被测对象直接物理接触，进行热传导。
非接触式测量的原理是感温元件与被测对象不物理接触，而是通过热辐射进行传递。接触式测量适用于测量易直接接触的一般
物体的温度，非接触式测量适用于测量不易直接接触的高温物体温度。 13 简述测速发电机的工作原理。 答：测速发电机是机电一体化系统中用于测量的自动调节机电转速和一种传感器，它由带有绕组的定子和转子构成。根据电磁
感应原理，当转子绕组供给励磁电压并随被测电动机转动时，定子绕组则产生与转速成正比的感应电动势。
14 传感器与微机的接口方式有哪些？ 答：（1）开关量接口方式。(2)数字量接口方式。（3）模拟量接口方式。 15 简述压磁式扭矩仪的工作原理。 答：压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料。根据磁弹反应，当轴受扭矩作用时，轴的磁导率发生变化，从而引起线圈感抗变化，通过测量电路即可确定被测扭矩大小。
16 说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。
答：主要特点：热容量小（或热惯性小），时间常数小，反应速度快。
17 简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。 答：传感器与电压放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出电压成正比，但容易受电缆影响。传感器与电荷放大器连接 的电路，其输出电压与压电元件的输出电荷成正比，电缆电容的影响小。
18 回答下列函数哪些是周期函数.哪些是非周期函数：X1(t)=sinwt.X2(t)=e-t,X3(t)=eSinwt,X4(t)=&(t),X5(t)=sin(1/2*t)
答：X1(t)X3(t)X5(t)是周期函数，X2(t)X4(t)是非周期函数。
19 简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。
答：布置原则有（1）贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳；（2）在复合载荷下测量，能消除相互干扰；（3）考虑温度补偿 作用。单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用。
20 涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么？涡流传感器能否测量大位移量？为什么？
答：能实现非接触测量，结构简单，不怕油等介质污染。涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能保证一定的线性度。
推荐第10篇：传感器
传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。
传感器的定义
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
传感器的分类
可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类 ：
传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。
常见传感器的应用领域和工作原理列于下表。
1.按照其用途，传感器可分类为：
压力敏和力敏传感器 位置传感器液面传感器 能耗传感器速度传感器 加速度传感器 射线辐射传感器 热敏传感器
2.按照其原理，传感器可分类为：
振动传感器 湿敏传感器
磁敏传感器 气敏传感器
真空度传感器 生物传感器等。
以其输出信号为标准可将传感器分为：
模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
第11篇：传感器
一、力传感器
1、应变式力传感器
二、荷重传感器
1、应变式荷重传感器
2、电容式荷重传感器
三、压力传感器
1、应变式压力传感器
2、压阻式压力传感器
3、电容式压力传感器
四、加速度传感器
1、应变式加速度传感器
2、压阻式加速度传感器
3、电容式加速度传感器
五、位移传感器
1、应变式位移传感器
2、电容式位移传感器
六、温度传感器
1、热电阻温度计
2、热敏电阻温度传感器（半导体点温计）
七、流量传感器
1热电阻式流量计
八、液位传感器
1、热敏电阻式液位传感器
2、电容式液位传感器
九、湿度传感器
1、热敏电阻湿度传感器
2、半导体陶瓷湿敏元件
3、氯化锂湿敏电阻
4、有机高分子膜湿敏电阻
5、湿敏电容
十、气敏电阻传感器
1、氧化锡系气敏电阻
2、氧化锌系气敏电阻
3、氧化铁系气敏电阻
（气敏电阻检漏报警器、矿灯瓦斯报警器、一氧化碳报警器） 十
一、厚度传感器
1、电容式测厚仪
十二、物位传感器
1、电容式物位计
第12篇：多传感器数据融合报告
Harbin Institute of Technology
数据融合与遥感图像处理
1遥感数据融合
数据融合是集多个数据源来产生比任何单个数据源更一致、更准确、更有用的信息的过程。数据融合作为一种数据处理方法，其基本思想是综合利用系统各个方面的数据，最大限度地抽取有关对象或环境的有效信息，以达到更准确、更全面地认识观测对象或环境的目的。近年来，数据融合在军事和民用领域都引起了强烈的关注并得到了广泛的应用。数据融合是对多源信息进行处理的理论和方法，可以把不同时间和空间的数据进行综合处理，从而得到对现实环境更精确的描述，从本质上说就是一个算法问题。因此，对数据融合算法的研究便具有十分重要的意义。
数据融合的关键技术主要包括数据转换、数据相关、数据库和融合计算等，其中融合计算是数据融合的核心技术。
遥感是针对远距离目标，通过非直接的接触而测量、描绘及分析目标的技术，其对目标的信息采集主要依赖于电磁波。遥感卫星是在外层空间进行遥感的人造卫星，利用卫星作为平台可以连续地对地球表面某指定区域进行遥感。目前遥感技术已成功应用于军事、地质、地理、农业、林业、水文、气象、环境和海洋等领域。在模拟人类视觉系统的基础上，各种遥感技术将遥感卫星获取的信息转化成可以看到的图像。针对遥感图像的后处理，便是人们认识自然、了解自然、改造自然的重要工具。
根据波长不同而存在的遥感器有：可见光、红外及微波等，不同遥感器获取 的图像特点不同，为了更好的表达某一场景的特点，可将不同遥感器获得的图像进行融合。
随着遥感技术和雷达技术的发展，图像融合的应用也更为广泛，尤其是在军事领域，以多个遥感器获取的图像融合为核心的战场感知技术已成为现代战争中具有影响力的军事高科技。近年来，随着多个遥感卫星的发射，大量的遥感图像获取为更方便及全面地认识自然资源和环境提供了可能，图像融合技术也广泛的应用到民用的各个方法，目前已成功应用于天气预报、自然灾害检测、大地测绘、植被分类、农作物生长势态评估等方面。
2遥感图像融合方法及评价
遥感图像数据一般在三个层次上进行融合，即像素级（特征提取之前）融合、特征级（属性说明之前）融合以及决策级（各种传感器独立说明之后）融合。简单的说，像素级融合就是直接对传感器获取的原始图像的色彩空间或频率空间进行匹配重新生成新的图像，特征级融合就是从原始图像中提取一些事物的特征，对同一事物的不同特征进行融合，从而使得对事物的描述更加全面，决策级融合
-1- 是遥感图像数据融合的最高层次，其结果可直接作为决策要素来做出相应的行为或直接为决策者提供决策参考。融合层次决定了对多源原始图像数据进行何种程度预处理以及在信息处理的哪一层次上进行融合；多源遥感影像数据融合的层次问题，不但涉及到处理方法本身，而且能够影响信息处理系统的体系结构，已成为图像融合研究的重要问题之一。 2.1像素级融合
像素级融合是直接对传感器获取的原始图像或经过配准的图像进行色彩空间或频率空间匹配而形成新的图像。具体就是将遥感图像数据根据某种算法，即像素之间的直接数学运算，如差值、梯度、比值、加权或其他数学运算等，然后对融合的图像进行特征提取和属性说明，从而形成一幅空间信息与光谱信息都相应增强的图像，其主要目的是使图像增强以便进行后续的图像分割或图像分类等其他处理。
像素级融合是直接对原始数据进行处理的，是一种最低层次的融合，因此其对传感器配准的精度要求较高。其优点是保留了尽可能多的图像的原始信息，具有较高精度，能提供单独测量所不具有的细微信，但同时也存在一定的局限性，如所处理的数据量大、抗干扰能力差等、处理的代价高、费时、实时性差。针对传感器原始信息的不确定性、不完全性和不稳定性，要求像素级融合在融合过程中有较高的纠错处理能力，并要求各传感器信息之间配准的精度较高，一般在1个像素之内，故对来自同质传感器的数据进行融合效果较佳。其融合过程如图1所示。
图像1像素级融合效果评价图像2融合结果像素级融合的算法有IHS变换融合算法、主成分分析（PCA融合算法）、brovey影像融合算法、高通滤波融合法（hpf变换法）。
IHS融合方法，以颜色空间变换为基础。将RGB颜色空间中用三原色表示的彩色图像，转换为颜色空间中用亮度（Intensity，I），色度（Hue，H）以及饱和度（Saturation，S）表示的彩色图像，然后用具有更高分空间辨率的全色图像来替换亮度图像I，并进行IHS逆变换回到RGB颜色空间，最终得到分辨率
-2- ...图1 像素级融合过程 增强的彩色图像。在替换之前，需要对全色图像与亮度图像I进行直方图匹配，将匹配后的全色图像记为PanM,则整个融合过程可以表示为:
I131313RG 23v12626v120B212I\'PanM
R\'112\'G112B\'122I\'12v10v21 其中R\'，G\'，B\'表示融合结果图像。需要说明的是，IHS颜色空间变换是一种非线性变换，而作为其中间过程，由RGB图像到IV1V2图像的变换则是一个线性变换，IHS融合方法只需要进行线性变换得到亮度图像即可，没有必要计算色度和饱和度。
主成分分析是离散变换的简称，又称KL变换。IHS融合方法的颜色空间变换可以用事先确定的数值矩阵表示，而PCA融合方法的变换阵则需要根据待融合图像数据的特性来进行计算求取。另外，PCA融合方法不局限于三波段的彩色图像，可以实现更多波段的多光谱图像与全色图像的融合。通过KL变换，由原n个波段的全色图像得到n个波段的成份图像。在变换域内用经过了直方图匹配的全色图像替换多光谱数据集的主成份，然后进行颜色空间逆变换,就得到了空间分辨率增强的多光谱图像。
brovey变换的实质是将通过色彩归一化后的多光谱波段与高分辨率图像乘积来增强图像的信息，又可称之为“色彩标准化一乘积变换”，是一种基于信息特征的融合方法。其算法是将多光谱影像的影像空间分解为色彩和亮度成分并进行计算，这一过程简化了影像转换过程的系数并最大限度地保留多光谱数据的信息。运算时首先进行RGB图像显示的多光谱波段颜色归一化，然后将高分辨率全色影像与多光谱各波段相乘完成融合。它应用最基本的乘积组合算法，通过归一化后的多光谱波段与高分辨率影像乘积来增强影像的信息直接对两类遥感图像进行合成。
高通滤波融合又称hpf变换法，是一种光谱信息丢失较少的方法。是把高分辨率全色图像进行傅立叶变换，从空间域转换到频率域，然后在频率域内对傅立叶图像进行高通滤波，获取图像的高频分量，将高频部分融合到多光谱图像中，以突出高频部分，获取最后的融合图像。这种方法首先采用一个较小的空间高通滤波器对高分辨率影像进行滤波，由于滤波得到的结果不仅保留了与空间信息有关的高频分量，而且滤掉了绝大部分的光谱信息，因此把高通滤波的结果加到各
-3- 光谱影像数据中，经过这种处理就可把高分辨率图像的空间信息同多光谱影像数据的光谱信息进行融合。该方法可对单个或多个波段进行融合操作，方法简单、效果好，是一种应用较广的图像融合法。其融合的表达式如下：
Fk(i,j)Mk(i,j)HPH(i,j)
其中Fk(i，j)表示第k波段像素(i，j)的融合值，Mk(i，j)为低分辨率多光谱图像第k波段像素(i，j)的值，HPH(i，j)为高通滤波后高频图像像素(i，j)的值。此方法的难点是滤波器的设计。 2.2特征级融合
特征级融合是对图像的特征进行融合，具体指将来自不同传感器的原始影像信息进行特征抽取，然后对从传感器获得的多个特征信息进行关联分析处理，将各图像上相同类型的特征进行融合，最后将包含有效信息的特征融合于同一个特征空间，也就是将各个数据源中提取的特征信息进行分类、汇集、综合处理和分析的过程上。
特征级融合属于一种中层融合，其可以分为目标状态信息融合和目标特征融合，目标状态信息融合主要应用于多传感器跟踪领域，而目标特征融合就是特征层联合识别。特征级融合的优点是实现了可观的信息压缩，有利于实时处理，并且提供的特征直接与决策分析相关，所以融合的结果最大限度的提供了决策分析所需要的特征信息；其缺点是比像元级融合精度差。目前大多数融合系统的研究都是在该层次上开展的，其融合过程如图2所示。
图像1特征提取特征级融合效果评价图像2融合结果特征级融合的算法有小波变换的方法、贝叶斯融合法、基于D-S证据理论的融合方法、基于神经网络的融合方法。
小波变换是介于函数空间域和频率域之间的一种表示方法，在空间域和频率域上同时具有良好的局部化性质，可进行局部分析。由于同一地区不同类型的图像，其低频部分差别不大，而高频部分相差很大，通过小波变换对变换区实现分频，在分频基础上进行遥感图像的融合。图像经小波分解后，其频率特性得到有效的分离，其中低频部分反映图像的整体视觉信息，高频成份反映的是影像的细
-4- ...图2 特征级融合 节纹理特征。利用高分辨率图像数据的高频成份和相应的多光谱图像数据的低频成份组合进行小波重建，可得到融合图像。从20世纪90年代开始小波变换就被应用到了图像融合领域，国内外学者经过多年的研究和探索，已经发展了多种多样的小波变换算法，如二进制小波变换、多进制小波变换、多分辨率小波变换、小波包变换等等，并且也多与像素级融合方法进行结合。其中，标准的基于小波变换的多源遥感图像融合过程如图3所示。
多光谱图像重采样小波分解低频部分高分辨率图像配准后的图像高频部分小波逆变换融合图像 图3 基于小波变换的多源遥感图像的融合
其融合步骤包括：（1）对高空间分辨率图像与多光谱图像进行配准；（2）分别对配准的两图像进行n次小波分解，以得到各自相应分辨率的低频轮廓图像和高频细节纹理图像；（3）用低分辨率多光谱图像的低频部分代替高分辨率图像的低频部分；（4）对替换后图像进行小波逆变换，从而得到最终图像。
遥感图像的信息融合方法，如主成分分析、乘积变换、比值变换和基于IHS变换等均存在原有分辨率图像光谱信息的部分丢失问题，而小波变换可以对多个波段的图像信息进行融合，既能充分利用高分辨率图像的空间信息，又能保持低分辨率图像光谱信息的最大完整性，是目前研究的一个热点。
神经网络法是将输入的信息综合处理为一个整体输入函数，并将此函数映射定义为相关单元的映射函数，它通过神经网络与环境的交互作用把环境的统计规律反映到网络本身的结构中来，并对传感器输出的信息进行学习、理解，确定权值的分配完成知识获取以及信息融合等，进而对输入模式作出解释，将输入数据矢量转换成高层逻辑概念。 2.3决策级融合
决策级图像融合是在信息表示的最高层次上进行融合处理。不同类型的传感器观测同一目标获得的数据首先完成预处理、特征提取、识别，建立对所观测目标的初步理论，然后通过相关处理以及决策级融合判决等，最终获得联合推断结果，直接为决策提供依据。基于决策的融合技术分为两类：（1）基于知识的决策技术，包括采用专家系统、神经网络和模糊逻辑等的决策融合；（2）基于识别的决策技术，然而目前这一层次上的融合还不是很成熟。 2.4融合方法评价
同一遥感影像数据运用不同的融合方法或同一融合方法对不同的图像进行融合时其融合效果都会有一定的差异，这是因为每种融合方法都有其优点及局限
-5- 性，这就要求在进行融合之前，应对融合方法进行评价分析，根据需融合图像的特点及应用研究的目的需求采用不同的融合方法。
（1）IHS变换融合方法属于色度空间变换，其变换方法简单，易于实现，与RGB空间各分量相互相关不一样，空间中三分量I、H、S具有相对独立性，可分别对它们进行控制，并且能够准确定量地描述颜色特征，一般来说可以提高结果图像的地物纹理特性，但融合图像灰度值同原多光谱图像有较大差异，亦即光谱特征被扭曲，只能基本上保持多光谱影像的色调，光谱失真较大，这主要因为此方法保留了全色图像的全部空间信息，然而全色图像与强度分量在空间分辨率上存在差异以及光谱响应范围不一致，使两者的相关性低，从而造成较大的光谱畸变。同时此方法要求多光谱图像的波段数必须为3，从而大大降低了当前高光谱、超光谱遥感数据的利用程度，为解决此问题,很多学者将IHS和小波融合两种方法结合起，能明显降低融合结果中的颜色扭曲现象。
（2）主成分分析法，即PCA融合方法：目前在遥感应用领域PCA融合方法主要用于数据压缩，用少数几个主成分代替多波段遥感信息，同时可以使图像增强，在光谱特征空间中提取有显著物理意义的图像信息和监测地表覆盖物的动态变化。因其各波段光谱信息唯一的映射到各分量上，并且其能够同时与多光谱图像的所有波段融合，所以能较好地保持光谱特征且对光谱特征的扭曲小于IHS变换法；然而由于其要对自相关矩阵求特征值和特征向量，计算量非常大，实时性比较差。同时多光谱遥感影像在做主成分分析时，第一主分量信息表达的是原各波段中信息的共同变换部分，其与高分辨率影像中细节变化的含义略有不同，高分辨率影像经过拉伸后虽然与第一主分量具有很高的相似性，但融合后的影像在空间分辨率和光谱分辨率上会有一定的变化；因光谱信息的变化，融合图像不能用于地物识别和反演工作，但是它可以改进目视判读的效果，提高分类制图的精度。
（3）hpf融合法：其原理是先对影像数据进行高通滤波，获得的结果相应于影像的点、线、边缘、脊等特征，然后再将这些特征数据以一定的取舍规则融合至低分辨率的图像，从而使其获得更好的空间分辨率。同时也很好的保留了原多光谱图像的光谱信息，去噪功能也比较明显，没有波段的限制。变换法对光谱特征扭曲小，且有较好的空间分辨率，建筑区，尤其是城市中心地带的纹理信息很清晰，交通和水体的边缘规则且清晰。但由于其滤波器的尺寸大小是一定的，对于不同大小的各类地物类型很难找到一个理想的滤波器，从而会使得在突出高频信息的同时，部分低频信息或某些重要的信息会受到压制，使整体影像的结构比较细碎，在色彩表现上，高通滤波变换的结果一般。
（4）小波变换法的优势在于可以将图像分解到不同的频率域，在不同的频率域运用不同的融合规则,得到融合图像的多分辨分解，从而在融合图像中保留
-6- 原图像在不同频率域的显著特征。融合影像既具有高空间分辨率影像的结构信息，又最大限度地保留了原多光谱影像的亮度与反差，防止影像信息丢失更好地反应了图像的细节特征，对植被、河流、城镇的解译能力有了很大的改善，提高了多光谱影像的分类精度和量测能力；但也存在易产生较为明显的分块效应和损失一定程度的高分辨率图像信息等不足。
参考文献
[1] Yunjun Yao, Shunlin Liang, Xianglan Li, Yuhu Zhang, Jiquan Chen, Kun Jia, Xiaotong Zhang , Estimation of high-resolution terrestrial evapotranspiration from Landsat data using a simple Taylor skill fusion method.Journal of Hydrology.2017 [2] SADIA DIN, AWAIS AHMAD, ANAND PAUL.A Cluster-Based Data Fusion Technique to Analyze Big Data in Wirele Multi-Sensor System.IEEE.2017 [3] Thanuka Wickramarathne.Evidence Updating for Stream-Proceing in Big-Data: Robust Conditioning in Soft and Hard Data Fusion Environments.International Conference on Information Fusion.2017 [4]姚为.像素级和特征级遥感图像融合方法研究与应用.2011 [5]刘帆.基于小波核滤波器和稀疏表示的遥感图像融合.2014 [6]郭文娟.遥感影像数据融合方法及效果评价研究.2010
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第13篇：台城煤矿传感器报告
山西华润煤业有限公司台城煤矿
关于监控主机掉线原因的报告
古交监控中心、公司调度室：
因我公司委派监控厂家来我矿维护监控设备，至主机掉线上传，时间12:46——13:06 ，掉线20分钟，与监控中心造成中断。在此期间，我矿井下无人作业，井口安检设防，打栅栏 挂警标。其他设备都正常。
台城煤矿监控室
2013.05.10
值班监控员：
调度主任：
总工程师/通风矿长/值班领导：
第14篇：光纤传感器测温设计报告
课 程 设 计 报 告
学生姓名: 学 院: 班 级:
学 号： 电气工程学院 电技091
题 目:
光线温度传感器测温设计
指导教师： 陈宏起 职称:
2012 年 12 月 29 日
光纤温度传感器的设计
摘要：介绍了金属热膨胀式光纤温度传感器的设计，利用金属件的热膨胀的原理，通过绕制在金属件上的光纤损耗产生变化，当光源输出光功率稳定的情况下，探测器接收光功率受温度调制，通过光电转换，信号处理，完成温度的换算。传感器以光纤为传输手段，以光作为信号载体，抗干扰能力强，测量结果稳定、可靠，灵敏度高。
关键词：光纤，传感器，
在光通信系统中，光纤是用作远距离传输光波信号的媒质。在实际光传输过程中，光纤易受外界环境因素的影响；如温度、压力和机械扰动等环境条件的变化引起光波量，如发光强度、相位、频率、偏振态等变化。因此，人们发现如果能测出光波量的变化，就可以知道导致这些光波量变化的物理量的大小，于是出现了光纤传感技术。
一：光纤传感器的基本原理
在光纤中传输的单色光波可用如下形式的方程表示 E=错误！未找到引用源。
式中，错误！未找到引用源。是光波的振幅：w是角频率；为初相角。 该式包含五个参数，即强度错误！未找到引用源。、频率w、波长错误！未找到引用源。、相位（wt+）和偏振态。光纤传感器的工作原理就是用被测量的变化调制传输光光波的某一参数，使其随之变化，然后对已知调制的光信号进行检测，从而得到被测量。当被测物理量作用于光纤传感头内传输的光波时，使的强度发生变化，就称为强度调制光纤传感器；当作用的结果使传输光的波长、相位或偏振态发生变化时，就相应的称为波长、相位或偏振调制型光纤传感器。
（一） 强度调制
1.发光强度调制传感器的调制原理 光纤传感器中发光强度的调制的基本原理可简述为，以被测量所引起的发光强度变化，来实现对被测对象的检测和控制。其基本原理如图5-39所示。光源S发出的发光强度为错误！未找到引用源。的光柱入传感头，在传感头内，光在被测物理量的作用下强度发生变化，即受到了外场的调制，使得输出发光强度错误！未找到引用源。产生与被测量有确定对应关系的变化。由光电探测器检测出发光强度的信号，经信号处理解调就得到了被测信号。 2.发光强度调制的方式
（1） 利用光纤微弯效应；
（2） 利用被测量改变光纤或者传感头对光波的吸收特性来实现发光强度调制；
（3） 通过与光纤接触的介质折射率的改变来实现发光强度调制； （4） 在两根光纤间通过倏逝波的耦合实现发光强度调制；
（5） 利用发送光纤和接收光纤作相对横向或纵向运动实现发光强度调制，这是当被测物理量引起接收光纤位移时，改变接收发光强度，从而达到发光强度调制的目的。这种位移式发光强度调制的光纤传感器是一种结构简单，技术较为成熟的光纤传感器。
3.发光强度调制型传感器根据其调制环节在光纤内部还是在光纤外部可以分为功能型和非功能型两种。
4.强度调制式光纤传感器的特点 解调方法简单、响应快、运行可靠、造价低。缺点是测量精度较低，容易产生偏移，需要采取一些自补偿措施。
（二） 相位调制
相位调制光纤传感器的基本原理
通过被测量的作用，使光纤内传播的光相位发生变化，再利用干涉测量技术把相位转换为光强变化，从而检测出待测的物理量。如图5-40其中图a、b、c分别为迈克尔逊、马赫-泽得和法布里-珀罗式的全光纤干涉仪结构。
（三） 波长调制
波长调制光纤传感器的基本原理
波长调制传感器的基本结构如图5-41。
二.光纤传感器的特点
与传统的传感器相比，光纤传感器的主要特点是： （1） 抗电磁干扰，电绝缘；本质安全 （2） 灵敏度高
（3） 重量轻，体积小，外形可变 （4） 测量对象广泛 （5） 对被测介质影响小
（6） 可以进行连续分布测量，便于复用，便于成网
光纤温度传感器
光纤温度传感器是上世纪70年代发展起来的一门新型的测温技术。它基于光信号传送信息，具有绝缘、抗电磁干扰、耐高电压等优势特征。在国外，光纤温度传感器发展很快，形成了多种型号的产品，并已应用到多个领域，取得了很好的效果。国内在这方面的研究也如火如荼，多个大学、研究所与公司展开合作，研发了多种光纤测温系统投入到了现场应用。按工作原理分，光纤温度传感器可分为功能性和传输型两种。功能型温度传感器中光纤作为传感器的同时也是光信号的载体，而传输型温度传感器中光纤则只传输光信号。目前主要的光纤温度传感器包括分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤荧光温度传感器、干涉型光纤温度传感器等。其中应用最多当属分布式光纤温度传感器与光纤光栅温度传感器。
1）分布式光纤温度传感器
分布式光纤传感器最早是在1981 年由英国南安普敦大学提出的。激光在光纤传送中的反射光主要有瑞利散射（Rayleigh scatter）、拉曼散（Ramanscatter）、和布里渊散射（Brillouin scatter）三部分，如图1 所示。
分布式光纤传感器经历从最初的基于后向瑞利散射的液芯光纤分布式温度监控系统，到电力系统保护与控制基于光时域（OTDR）拉曼散射的光纤测温系统，以及基于光频域拉曼散射光纤测温系（ROFDA）等等。目前其测量距离最长可达30 km，测量精度最高可达0.5℃，空间定位精度最高可达0.25 m，温度分辨率最高可达到0.01℃左右。目前，分布式光纤温度传感器主要基于拉曼散射效应及光时域反射计(OTDR)技术实现连续分布式测量，如York Sensa、Sensornet 等公司产品。基于布里渊散射光时域及光频域系统也是当前光纤传感器领域研究的热点，LIOS、MICRION OPTICS等公司已有相应的产品。 2）光纤光栅点式温度传感器
光纤光栅温度传感器是利用光纤材料的光敏性在光纤纤芯形成的空间相位光栅来进行测温的。光纤光栅以波长为编码，具有传统传感器不可比拟的优势，已广泛用于建筑、航天、石油化工、电力行业等。光纤光栅温度传感器主要有Bragg 光纤光栅温度传感器和长周期光纤光栅传感器。Bragg 光纤光栅是指单模掺锗光纤经紫外光照射成栅技术而形成的全新光纤型Bragg 光栅，成栅后的光纤纤芯折射率呈现周期性分布条纹并产生Bragg 光栅效应，其基本光学特性就是以共振波长为中心的窄带光学滤波器，满足如下光学方程：
λb = 2nΛ （1） 式中：λb为Bragg 波长；Λ 为光栅周期；n 为光纤模式的有效折射率。
长周期光纤光栅是一种特殊的光纤光栅，其传光原理是将前向传输的基模耦合到前向传输的包层模中。由于其宽带滤波、极低的背景发射等特点引起人们的重视，是一种新型的宽带带阻滤波器。
光纤温度传感器的设计 根据光纤弯曲损耗的理论分析，光纤温度传感器结构由三大部分组成：温度敏感头、传输与信号处理部分，具体结构示意图如图3 所示。
1、温度敏感头
温度敏感头是温度传感器中最主要的部件，是将所测量温度转换成直接能够测量的参数，在这里，是转换成光纤的损耗大小，同等状态下，损耗大，探测器接收到的光功率小，反之，接收到功率就大。传感头主要由多模光纤与金属构件组成，如图3 所示，将光纤施加一定的张力后直接加载在多边形金属构件上，固定好后将光纤两端头引出，在引出光纤的两端制作连接器，外加光纤保护措施，传感头主要工序就已经完成了。金属零件随温度高低不同产生形变也不一样，加载在零件上光纤弯曲损耗大小随之改变金属件受到温度越高，形变越大，在光源输出光功率稳定情况下，光纤弯曲损耗增加时，探测器接收到的光功率就会减小，反之，接收到的光功率增大。当传感头处的温度场发生变化时，通过探测器将接收到的不同光信号转换成电信号，进一步处理、计算，输出外界的温度值大小。金属零件在热变形时，其变形量不仅与零件尺寸、组成该形体的材料线膨胀系数α、环境温度t 有关，而且与形体结构因子(取决于几何参数)有关，计算比较复杂，在这里采用传统的公式模拟来计算：
Lt=L[1+α (t-20°C)] (5) 式中，Lt—温度t 时的尺寸；L—20℃时的尺寸；α—线膨胀系数，其数学表达式比较复杂，可选用平均线膨胀系数，经过查表可知。为了提高传感器的灵敏度，温度敏感头金属材料需选用膨胀系数较大的，且膨胀系数在整个温度测量区间要较稳定，有较好重复性；温度敏感头的结构形状也是要考虑的另一个因素，不同的形状，对灵敏度影响很大。要提高传感头对温度的响应时间，需要选用导热系数较高的材料，比热越小越好，在温度突变时，能快速响应。经过课题组反复计算与试验，选用成本较低、加工容易、导热较快，并且满足使用范围的金属材料铝。通过试验，传感器在-40°C～＋80°C温度范围内均可精确工作。
2、传输部分
光纤在这里不仅要作为转换器件使用，同时也作为光信号传输载体，选用对弯曲损耗更敏感的多模光纤，一般地采用62.5/125μm 标准的多模光纤。由于加载光纤时要施加一定的张力控制，使得光纤缠绕在金属零件上，光纤本身就比较容易损坏，敏感头处光纤长时间受到一定内应力作用，必须对光纤的涂层进行加固耐磨处理，增加传感器使用的可靠性。
3、信号处理部分信号处理部分主要由发光管、探测器的驱动电路与数字电路处理两部分组成，发光管、探测器的驱动电路技术已经非常成熟。数字电路处理主要使用价廉物美的单片机，CPU使用美国ATMEL 公司生产的AT89C52 单片机，是一块具有低电压、高性能CMOS 8 位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes 的随机存取数据存储器（RAM），全部采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS－51 指令系统及8052 产品引脚兼容，片内置通用8 位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。A/D 转换采用AD 公司生产的12 位D574A 芯片，转换时间位25μs，数字位数可设定为12 位，也可设为8 位，内部集成有转换时钟、参考电压和三态输出锁存，可以与微机直接接口。为了方便在现场使用，光纤温度传感器扩展了LCD 显示接口，同时还扩展了一个RS-232 通信口，用于同上位机进行通信，将现场采集的数据传送到上位机，进一步分析处理。整个监控程序采用模块化设计，主要的功能模块有：系统初始化，A/D 采样周期设定，数字滤波，数据处理，串行通信，中断保护与处理，显示与键盘扫描程序等。程序采用单片机汇编语言来编写，使用广泛、运算的速度快等特点，有效的利用单片机上有限的RAM 空间，其中，由于温度的变化引起光强的变化不是线性的，因此我们采用查表法对其测量值进行线性补偿。
试验检验与数据处理
已经制作好的温度敏感头通过试验测试。 第一步，在温度敏感头的一端光纤连接器上加载稳定的短波长的光源，另一端接相匹配的光功率计，将温度敏感头置入恒温槽中；
第二步，设置恒温槽温度，观察光功率计值的变化情况，要满足在测量的整个工作区间光功率都有变化；
第三步，定点测量，设定几个或更多温度点，记录下，温度与光功率对应值，反复多次试验，观察温度敏感头的重复性。光纤温度传感头通过试验测试，将温度与光功率相对应数据制成表格，具体见表1 所示，曲线图见图4。
通过上述试验表明，传感头满足使用要求，重复性非常好，加载发光管与探测器驱动电路以及信号处理电路，整体调试传感器，观察温度与传感器输出的电压值关系，重复操作上述试验第
二、第三步，具体的温度与电压相对应值见表2，曲线图见图5。
通过观察上述两个曲线，形状基本一致，重复性较好，表明传感器整体性能满足要求。将几个特殊点电压值送到单片机进行处理，采用直线插值拟合或者最小二乘法曲线拟合，输出温度值。通过实测检验，与标准温度值误差最大值为±1°C，基于金属热膨胀式的光纤温度传感器设计是成功的，传感器整体测试精度较高。
小结：
近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。
本期学习了《检测技术与仪表》，此学科无论在理论基础、系统设计还是在设计程序、实验方法等方面都向着数字化、网络化和智能化方面发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的地区（如核辐射区），起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
在本文中大体介绍了金属热膨胀式光纤温度传感器的设计，利用金属件的热膨胀的原理，通过绕制在金属件上的光纤损耗产生变化。
由于本人所学的是电气工程及其自动化专业，在平时的学习中我们比较多的接触到电动机、发电机和变压器等电磁设备。为了保证这些电磁设备工作在正常状态，我们必须对它们进行实时监测，而其中温度监测是其中之一。就于光纤的抗干扰能力优异于其他的传感器，本人特别介绍了光纤温度传感器。光纤温度传感器非常适合在电力行业中使用，但是在网上找了很多资料，大部分都是说可行性研究和论证，真正在实践中用到了传感器实物非常的少，和网络上销售情况也做了翻了解。光纤温度传感器作为一种新型的测温技术发展十分迅速，应用也越来越广泛。在电力系统中应用也得到了较好的发展，但存在以下几个方面的问题：①光纤温度传感器在价格上的劣势制约了其在电力系统中的推广应用，价格太高使得在某些应用场合监测的实际意义不大。②光纤在某些电气设备上的敷设较为困难，最好能在敷设方式和敷设工艺等方面形成业内认可的施工指导与标准规范。③目前生产光纤温度传感器的厂家基本都只具备专业研发与生产光纤温度传感器的能力，而在电力系统领域涉足较少，缺乏开发基于光纤温度传感器的电力系统故障诊断方面软件的理论支持与经验，难以将系统功能扩展。
本文介绍的光纤传感器的设计如果得到应用以及在电力应用上解决了上述问题，光纤温度传感器一定会在电力行业得到普及。
心得体会
首先这次课程设计是对以前学过的相关知识的一次综合的运用，是把课本知识转化为生活实际的一次实践性的实验，很大程度上锻炼了我的思考问题解决问题的能力，实验的内容贴近生活实际,使我们可以用自己所学的知识解决实际问题。这次课程设计在很大程度上调动了我的积极性和对专业浓厚的兴趣。 温故而知新。课程设计开始，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。总的来说这次课程设计相对比较顺利，但是也遇到了一些问题，遇到问题并不是什么坏事，通过自己的思考以及向老师咨询，等把问题弄懂了，自己也从中学到了很多知识。 下面说一下自己的得与失。通过本次设计确实让自己学到了不少知识，首先是对这个实验的原理有了更深的了解。同时对电路设计产生了极大的兴趣。另外还发现自己的一些问题。首先，是对很多学过的知识还不够熟练不能用到实际问题中。其次，是自己还不够条理，思考问题不全面等。就本实验具体问题谈一下自己的看法。设计虽然比较成功，但是实验还有很多需要改进和扩展的地方，我们要求设计的是比较简单的电路，在实际生活中的设计与应用要远比这次的课程设计复杂，在以后的课程中还要继续学习其他知识，以解决真正的实际问题，真正达到学以致用。
附 录
【1】叶杨高.基于金属热膨胀式光纤温度传感器.传感器世界.2007.4 【2】孙宝元 杨宝清 .传感器及其应用手册.机械工业出版社.2004.5 【3】王化祥 张淑英.传感器原理及其应用.天津大学出版社.2004.7 【4】王俊杰.检测技术与仪表（第2版）.武汉理工大学出版社.2009.1 【5】张洪润 张亚凡.传感技术与应用教程.清华大学出版社。2005.1 【6】李强 王艳松 刘学民.光纤温度传感器在电力系统中的应用现状综述.电力系统保护与控制.2010.1.1第38卷第1期
【7】刘引.光纤传感器在电力系统中的应用.魅力中国.2009.5第77期
第15篇：DS18B20温度传感器设计报告
传感器课程设计
专 业： 计算机控制技术
---数字温度计
年 级： 2011 级 姓 名： 樊 益 明
学 号： 20113042
指导教师： 刘 德 春
阿坝师专电子信息工程系
1.引 言
1.1.设计意义
在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下：
● 硬件电路复杂； ● 软件调试复杂； ● 制作成本高。
本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55～125℃，最高分辨率可达0.0625℃。
DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的热点。
2 设计要求
2.1基本要求 1) 用LCD12232实现实时温度显示温度和自己的学号。 2) 采用LED数码管直接读显示。 2.2扩展功能
温度报警，能任意设定温度范围实现铃声报警；
33.1单片机89C52模块
单片机89C52是本设计中的控制核心，是一个40管脚的集成芯片构成。引脚部分：单片机引脚基本电路部分与普通设计无异，40脚接Vcc+5V，20脚接地。X1，X2两脚接12MHZ的晶振，可得单片机机器周期为1微秒。RST脚外延一个RST复位键，一端通过10K电阻接Vcc，一端通过10K电阻接地。AT89S52是一种低功耗、高性能的8位CMOS微控制器，具有8K的可编程Flash 存储器。使
资料准备 用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。P 0口接一个470的上拉电阻。P0口0~8脚接4位共阳数码管的段选，P2口0~4脚接4位共阳数码管的位选，P3.7接DS18B20采集信号。
3.2 DS18B20简介
DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介新的“一线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20、DS1822 “一线总线”数字化温度传感器 同DS1820一样，DS18B20也支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为± 2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。 DS18B20、DS1822 的特性 DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！ DS1822与 DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。 继“一线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。3.3 温度传感器的工作原理
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。 DS18B20测温原理：低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振 随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值，即为所测温度。
3.4 DS18B20中的温度传感器对温度的测量
高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如表5所示。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在 高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后。
温度数据值格式
下表为12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0， 这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际 温度。 例如+125℃的数字输出为07D0H，
实际温度=07D0H*0.0625=2000*0.0625=125℃。
例如-55℃的数字输出为FC90H，则应先将11位数据位取反加1得370H（符号位不变，也不作运算）， 实际温度=370H*0.0625=880*0.0625=55℃。
可见其中低四位为小数位。
DS18B20温度与表示值对应表
3.5 DS18B20的内部结构
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下:
DQ为数字信号输入/输出端；
GND为电源地；
VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
1) 64位的ROM 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
2) DS18B20温度传感器的存储器
DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。
暂存存储器包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第
六、
七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。
3.6 DS18B20的时序
由于DS18B20采用的是单总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对89C51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。
1） DS18B20的复位时序
2）DS18B20的读时序
对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。
对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。
3） DS18B20的写时序
对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。
对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。
4系统框架设计如下图所示：
按照系统设计功能的要求数字温度计总体电路结构框图如下图所示
5硬件设计
温度计采用AT89C51单片机作为微处理器，温度计系统的外围接口电路由晶振、LCD显示电路、复位电路、温度检测电路、LCD驱动电路。
温度计的工作过程是：初始化其接收需要检测的温度，并一直处于检测状态，并将检测到的温度值读取，并转化为十进制数值，通过LCD显示出来，再显示温度,方便用户来读数使用记录数据。
温度计系统的的硬件电路图如下图所示。
DS18B20测温和学号显示
6系统程序的设计
6.1主程序
主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量温度值。温度测量每1s进行一次。
主程序流程图如图4.1.1所示。
初始化调用显示子程序1s到？YN初次上电？N读出温度值温度计算处理显示数据刷新Y发温度转换开始命令
主程序流程图
6.2读出温度子程序
读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节。在读出时须进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。
读出温度子程序流程图如图4.2所示。
发DS18B20复位信号发跳过ROM命令CRC校验正确？发读取温度命令Y移入温度暂存器读取操作，CRC校验YNN结束9字节完？
6.3温度转换命令子程序
温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令。当采用12位分辨率时，转换时间大约为750ms。在本程序设计中，采用1s显示程序延时法等待转换的完成。 温度转换命令子程序图如图4.3所示。
发DS18B20复位uml发跳过ROM命令发温度转换开始命令
结束
6.4计算温度子程序
计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值的正负判断。
计算温度子程序流程图如图4.4所示。
开始计算小数位温度BCD值温度零下？N计算整数位温度BCD值Y置“+”标志温度值补码置“—”标志结束
6.5显示数据刷新子程序
显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中得显示数据进行刷新操作，当最高数据显示位为0时，将符号显示位移入下一位。
显示数据刷新子程序流程图如图4.5所示。
7 设计总结
本设计利用89S51芯片控制温度传感器DS18B52，再辅之以部分外围电路实现对环境温度的控制，性能稳定，精度较高，而且扩展性很强。由于DS18B20支持单总线协议，我们可以将多个DS18B52并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B52通信，占用较少的微处理器的端口就可以实现多点测温监控系统。
我们在老师的指导下完成了基于DS18B20的数字温度计的设计和制作。在进行实验的过程中，我们了解并熟悉DS18B20、AT89C2051以及74LS244的工作原理和性能。并且通过温度计的制作，我们将电子技能实训课堂上学到的知识进行运用，并在实际操作中发现问题，解决问题，更加增加对知识的认识和理解。
第16篇：传感器复习
1.传感器定义及组成
传感器是将各种非电量按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的装置 一般由敏感元件；转换元件；测量电路组成
2.应变式传感器工作原理及组成
工作原理：应变效应
组成：敏感栅；基底；盖片；黏结剂；引线
3.应变式传感器温度误差原因及补偿
原因：其一应变片的电阻丝有一定温度系数；其二电阻丝材料与测试材料的线膨胀系数不同 补偿：单丝自补偿应变片；双丝组合式自补偿应变片；电路补偿法
4.电容式传感器分类 变面积（S）型；变介质介电常数（ε）型；变极板间距（d）型
5.电容式传感器误差分析
温度对结构尺寸的影响；电容电场的边缘效应；寄生与分布电容的影响
6.电感式传感器分类
原理：自感式与互感式；结构形式：气隙型和螺管型
7.零点残余电压原因及消除方法
原因：基波分量；高次谐波
消除方法：从设计和工艺上保证结构对称性；选用合适的测量线路；采用补偿线路
8.压电式传感器等效电路
P105
9.热电偶定义热电偶电势组成及三个基本定律
定义：将温度转换为电势的热电式传感器叫热电偶
电势组成：接触电势；温差电势
三个定律：中间导体定律；标准电机定律；连接导体定律与中间温度定律
10.热电偶冷端补偿方法
补偿导线法；冷端温度计算校正法；冰浴法；补偿电桥法
11.霍尔传感器温度补偿方法
恒流源供电；选用温度系数小的元件；采用恒温措施；
12.光电效应及分类
光电器件的物理基础是光电效应
分类：外光电效应；内光电效应
13.光线结构及光纤传感器分类
结构：玻璃纤维芯（纤芯）；玻璃包皮（包层）
分类：功能型（全光纤型）；非功能型（传光型）；拾光型
第17篇：传感器原理
1.Electrochemical（toxic） 检测有毒气体
电化学式传感器，用于检测有毒气体。电化学式包括定电位电解式和伽伐尼电池式氧气传感器。这里主要指的是定电位电解式传感器。
定电位电解式传感器原理：
筒状塑料池体内，装有电极，电极间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜在顶部封装。电极间加电位且与前置放大器连接。气体与电解质内的工作电极发生氧化还原反应，电极平衡电位发生变化，变化的值与气体浓度成正比。
2.Catalytic combustion or Infrared 检测可燃气体
催化燃烧式传感器或红外式传感器。这两种传感器主要用于检测可燃气体。催化燃烧式传感器原理：
气体扩散到传感器的催化燃烧室。燃烧室中两只传感器元件上的催化剂使可燃性气体进行无焰燃烧，产生热量。温度使感应电阻阻值发生变化，打破电桥平衡，产生微小的电压差信号，此信号与可燃气体浓度是成正比的的，从而达到检测可燃气体浓度的目的。
红外式传感器原理：
红外式传感器，是通过一个红外发生器产生红外光， 穿过充有样气的气室，然后被各种气体的专用接收器接收。是利用不同元素对某个特定波长的吸收原理。
3.Diffusion fuel cell 检测氧气
扩散燃烧单元（燃料电池）。即通常所说的伽伐尼电池式氧气传感器。用于氧气的检测。
伽伐尼电池式氧气传感器原理：
塑料容器内一面装有对氧气透过性良好的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂，黄金，银等）阴电极，在容器另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅，镉等离子化倾向大的金属）。氧气在通过电解质时阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，产生电流。电流的大小与氧气的多少成正比。
半导体式气体传感器是依据金属氧化物半导体材料，在空气中，在遇到当空气的氧化还原状态发生变化时，半导体才料的电导率会发生相应的变化，比如：当空气中弥漫一定浓度的酒精蒸汽时，二氧化锡半导体材料的电导率会升高，电阻下降；而这种变化的幅度与气体的浓度直接相关，这就是半导体式气体传感器！我们家庭排油烟机下面的电子鼻就是使用的这种传感器。
电化学式气体传感器是依据气体的电化学氧化和还原的原理制备的，他的原理是与我们的电池几乎相同。比如，我们检测一氧化碳，CO在电解池的阳极被氧化成二氧化碳，而电解电流与CO的浓度有关。
电化学传感器准确而灵敏，但是，由于大量使用贵金属，另外制作工艺复杂，因此价格较高。
我国敏感元件与传感器行业现状与差距
我国电子信息业在上世纪八十年代第一次腾飞后，随着国民经济信息化进程的加快，之后又进入持续快速发展的新时期。这个时期电子信息产业的主要特征表现为：一是正在从单一的制造业转变为物质生产与知识生产，装备制造与系统集成，
硬件制造与软件制造，工业生产与信息服务相结合的现代信息产业；二是产业结构，产品结构，企业结构，运行机制，管理模式等方面发生了深刻变化；三是我国信息产业成为国民经济的支柱产业和先导产业，是新世纪的战略产业，为国民经济和社会信息化建设提供主要技术和物质支撑。
传感器技术及其产业的特点是：基础、应用两头依附；技术、投资两个密集；产品、产业两大分散。基础、应用两头依附，是指传感器技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术这四块基石。敏感机理千差万别，敏感材料多种多样，工艺设备各不相同，计测技术大相径庭，没有上述四块基石的支撑，传感器技术难以为继。
应用依附是指传感器技术基本上属于应用技术，其市场开发多依赖于检测装置和自动控制系统的应用，才能真正体现出它的高附加效益并形成现实市场。也即发展传感器技术要以市场为导向，实行需求牵引。技术、投资两个密集技术密集是指传感器在研制和制造过程中技术的多样性、边缘性、综合性和技艺性。它是多种高技术的集合产物。由于技术密集也自然要求人才密集。投资密集是指研究开发和生产某一种传感器产品要求一定的投资强度，尤其是在工程化研究以及建立规模经济生产线时，更要求较大的投资。增加投资和正确的投资方向是提高传感器产业水平的主要条件之一，也是企事业决策者谋求最佳经济效益的重要手段。产品、产业两大分散，产品结构和产业结构的两大分散是指传感器产品门类品种繁多，生产、研究单位分布在除地方外有12个部委（电子、机械、科学院、航空航天、教委、冶金、船舶、铁道、轻工、化工、煤炭等），其应用渗透到各个产业部门，它的发展既是各产业发展的推动力。只有按照市场需求，不断调整产业结构和产品结构，才能实现传感器产业的全面、协调、持续发展。
在国家的支持下，“八五”以来，我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。
在学术交流方面，1989年10月由敏感元器件与传感器分会发起主办的“STC〃89 首届全国敏感元件与传感器学术会议”已延续至今，固定每两年召开一次，每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。目前，其论值组织机构为：“全国敏感元件与传感器学术团体联合组织委员会”。
在原电子工业部的努力及敏感元器件与传感器分会的积极组织下，实施的“双加工程”即：加快力度加快发展，的方针指导下，建立了我国敏感元器件与传感器生产基地。这三大基地分别为：
“安徽基地”，主要是建立力、光敏规模经济。
“陕西基地”，1990年2月成立了“陕西省敏感技术产业集团公司”主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济为主要目标。
“黑龙江基地”主要建立气、湿敏规模经济为主要目标。
多年来，三大基地在发展过程中虽然兴衰不一，历史地看，它对我国敏感元件与传感器行业的建设起到了一定的推动作用。
“九五”期间传感器技术研究国家重点科技攻关项目取得了51个品种86个规格的新产品。初步建立了敏感元件与传感器产业。
产品已进入到亿万人民的家庭生活中，并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。
近年来，在研发主力军的建设方面，主要表现在：（1）建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地。
全国已有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS研制生产的已有50多家。目前全行业正在执行“十五”规划，MEMS等5项新型传感器已列入研究开发的重点；国家计委决定从2002年开始组织实施的新型电子元器件产业化专项中有5项新型敏感元件与传感器已经启动；一些省、市新建立的“传感器产业基地”、“MEMS科技股份有限公司”，呈现出良好的发展态势。我的博客
zhanggehao2003@163.com是我的信箱QQ158458067是我的QQ号徐静蕾新浪博客http://blog.sina.com.cn/m/xujinglei 要找的东东全在我上面的网址里的，如果找不到，请和我留言要不写信，谢谢
回答者：zhanggehao - 秀才 二级 4-5 23:45
第18篇：传感器总结
传感器总结
传感器，顾名思义就是传递自身感受的仪器，听起来好似很简单，那为什么我们需要单独开设这门课程呢？
传感器是新技术和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋。日本把传感器技术列入十大技术之首，日本商业界人士称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。世界技术发达的国家对传感器技术都十分的重视。传感器技术是一项当今世界令人瞩目的迅速发展起来的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱。如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸。从以上可以看看出传感器是一项非常重要的技术。而作为一名测控技术与仪器专业的学生，既然要测量，肯定就会用各种各样的传感器，以达到不同的测量要求，那么学好传感器这门课就显得异常重要。
与传感器的接触下，经常会思考一些有关传感器的问题，比如：在传感器的发展初期，当还没有出现“传感器”这个词语的时候，人们是怎么想到要发明这些东西的，它是怎么感受四周的变化的？通过什么感受到的？又是怎么传递这种感觉的？想着，想着，缺乏传感器专业知识的我就会陷入困境。迫使自己去查阅书籍文献，来解决这些问题。
在这一学期中，我们学到了很多种传感器，霍尔式传感器、压电式传感器、光电式传感器、热电式传感器和超声波传感器等等，而这些传感器有的不仅可以测出位移，还可以测量加速度等。一种传感器有多种用途，这就决定了我们要活学活用。初次见到这些名字的传感器的时候，实在很难想象它们是怎么测出我们所需要的量的，同时还能测出其他的量。
所以，传感器其实是一门生动的课，我们只有认真地听课，再加上积极地思考平时出现在生活中的传感器的应用，同时努力尝试着去做一些简易的传感器仪器，才能真正地不愧于一学期的学习。我觉得传感器是一门绝对离不开PPT的课程，如果光是老师在讲台上拿着书本一阵狂念，还不如我们自己去琢磨。当老师每次举出一个传感器的实际应用时，就颇为受用，难以理解的传感器一下子变得生动能够想象它的工作模式了，所以非常支持老师选用PPT教学，但唯一美中不足的是PPT跟课本不配套。非常喜欢老师的教学模式，不仅教会我们专业知识，还时常与我们谈论一些大道理，讲一些文学渊源，虽然我们每次都是让老师大失所望，老师也会毫不留情的说出对我们的评价，但是相信在老师的鞭策下，我们会成长的更快。
第19篇：传感器课程设计
传感器课程设计感想
设计题目：智能温控风扇传感器
这次传感器的课程设计题目我们小组选了温度控制风扇传感器，这个实验涉及了模电、电路的一些基础部分，同时也让我们了解了电路排版、焊接的一些基本技能。其实刚开始我们小组选的并不是这个温控风扇传感器，而是基于电阻式传感器而来的测重仪，后来去老师那里要材料老师说电阻式传感器设计的侧重仪所需要的单片机偏贵，叫我们最好换另外的。在一起商量以后我们决定换成了温控风扇传感器。
在我们做实物的时候我们也遇到了很多的麻烦和问题。在组装排版的时候由于洞洞板不是很大这就对我们的排版有了一定的要求，不然到时候焊接电路也会变得很繁琐。由于以前我们都没有接触过焊接刚开始的时候焊接的也不是很好，有时候还会不能连在一起的导线黏在一起，经过一定的练习之后慢慢掌握了要领焊接起来就很快乐。面对着看去很复杂的电路图我们在做的过程中也要做到很仔细的区观察并且在焊的时候要再去确认一遍电路的正确性。这样就减少了不必要的麻烦，省的到时候检查的时候错误过于多。
我在领了材料以后看了一下，以为没有温度传感器后来我才发现DS18B20是这么小，以至于我把他当成了三极管。这也是由于我没有对这个温度传感器的了解菜会产生这种情况的。当我们焊接了以后对这个喜欢干起进行调试，出现了数码管没有亮，后来经过寻找问题后发现一个地方没有焊接好。在经过纠正调试以后传感器成功运行。
经过这次的传感器课程设计我不仅增加了一些对电路基本操作技能的了解而且也让我对传感器有了新的认识。传感器处在我们身边的每个角落。我们用的大部分用电产品都需要大大小小不同的传感器来测量控制，大到飞机火车小到电子温度计都需要传感器。而在实现这些功能的产品中是复杂的电路即使一个小小的传感器也有非常复杂电路和强大的功能。传感器运用器件的功能做成我们所需要相应的东西然给我们的带来了更多的方便和快捷的方法。
第20篇：传感器（整理）
汽车压力传感器的原理及设计
0911电子信息工程2009128162肖尚青
摘要：电子技术的发展和进步促进了汽车工业的发展。随着汽车电子设备不断更新,各种用途的传感器越来越多地出现在汽车上,特别是计算机在汽车上的应用,更加确定了传感器在汽车电子设备中的重要地位。 传感器是一种转换器,它可把物理量、电量和化学量等信息转换成计算机能够理解的电信号。在某些控制系统中,传感器是系统的关键部件。主要介绍了压力传感器在汽车中的应用，以及其相关的检测电路。
1.引言
汽车传感器是汽车电子化、智能化的基础和关键，汽车传感的主要发展趋势：(1)多功能化 传感器的多功能化是指一个传感器能检测两个或两个以上物理参数或化学参数。 (2)集成化 传感器的集成化是直接利用半导体制成单片集成电路传感器,或是将分立的小型传感器制作在硅片上,如集成化温度、湿度、压力传感器以及霍尔电路等。 而其中使用较多、发展最快的是压力传感器。汽车压力传感器应用在汽车的很多系统中，如电子检测系统、保安防撞系统等。其中应用在轮胎气压方面的目的在于最大限度地减少或消除高压爆胎和低压辗胎造成的轮胎早期的损坏， 使轮胎经常保持标准气压， 延长轮胎的寿命，降低轮胎的消耗，提高经济效益。有报道说，将微型压力传感器埋置于汽车轮胎中，测量其中气压， 以控制对轮胎的充气量，避免过量和不够，由此可节省百分之十的汽油。
2.汽车压力传感器
2.1 压力传感器的原理和应用分类
传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量 （一般为电量）的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需外加辅助电源。 传感器方框图如图1所示。
图1 传感器方框图
制造半导体压力传感器的基本原理是利用硅晶体的压阻效应。单晶硅材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。压力传感器所用的元件材料是具有压阻效应的单晶硅、扩散掺杂硅和多晶硅。根据晶体不受定向应力时，电导率是同性的，只有受定向应力时才表现出各向异性，由于应力能引起能带的变化，能谷能量移动，导致电阻率的变化，于是就有电阻的变化，从而产生压阻效应。单晶硅效应包括n型和p型硅压阻效应。选用扩散硅目的在于在设计制造压力传感器时可根据不同温度下硅扩散层的压
阻特性选择合适的扩散条件，力求使压力传感器具有良好的性能。多晶硅在传感器中有广泛的用途，可作为微结构和填充材料、敏感材料。
压力传感器按用途分类主要是压力监视、压力测量和压力控制及转换成其他量的测量。按供电方式分为压阻型和压电型传感器，前者是被动供电的，需要有外电源。后者是传感器自身产生电荷，不需要外加电源，根据不同领域对压力测量的精度不同分为低精度和高精度的压力传感器。
2.2 气压传感器
1）原理：主要是用来检测气压的传感器。在硅片的中间，从背面腐蚀形成了正方形的膜片，利用膜片将压力转换成应力，在膜片的表面，通过扩散杂质形成了四个p型测量电阻，它们按桥式电路连接，利用压阻效应将加在膜片上的应力变换成电阻的变化，此电阻的变化通过桥式电路之后，在桥式电路的两个输出端之间，以电位差的形式对外输出。传感器原理图如图2所示。
图2 传感器原理图
2）气压的输出特性：气压与输出关系曲线如图3所示，是一接近线性关系。
图3 气压与输出关系曲线
3.轮胎气压测量及电路设计
下面以测量轮胎气压为例详细阐述气压传感器在汽车轮胎方面的应用。此种设计可做成一种便携式的装置，测量时将气压传感器的表置于轮胎气门嘴上，这时胎压作用于传感器的膜片上， 通过压阻效应和系列变换输出微弱的电压信号，将电压信号进行相应处理显示电压值。由此可知不同的气压对应着不同的电压值，即气压值和电压值是一一对应的，从而间接测量了气压值。胎压测量电路方框图如图4所示。
图4胎压测量电路方框图
3.1 气压值和电压值的相互转换
任何一种型号的轮胎都有其标准气压，某型号轮胎标准气压为P0压超过P1高压，而低于P2为低压。那么标准气压，经过此种装置显示为一定的电压值V0压为P1高压时则显示V1，而达到低压状态P2时则显示V2，气压的强弱通过此种装置体现在电压值上，当电压值在V1-V2范围内变化时，则气压是符合标准的。若电压值高于V1则为高压状态，低于V2则为低压状态，那么此时应取一系列措
施改变轮胎气压值在标准范围内，从而起到保护轮胎的效果。
3.2 电压信号放大电路
我们选用的高精度低噪声仪用放大器AD620，可以用在传感器输出信号小的放大器中，如光电池传感器、应变片传感器以及压力传感器等。由于它具有低噪
声、增益精度高、增益温度系数小和高线性度等优良性能。用于此系统中是非常理想的。AD620是一种只用一个外部电阻就能设置放大倍数为1-1000的仪表放大器，具有良好的直流性能和交流性能，AD620的体积小、功耗低成为应用在压力传感器中的重要因素，传感器信号放大电路如图5所示。
图5 传感器信号放大电路
3.3 电压信号数字化和显示
放大后的模拟电压经过A/D转换器实现模拟量到数字量的转换。A/D转换结果通过计数译码电路变换成7段译码，最后驱动显示出相应的数值， 传感器驱动显示电路方框图如图6所示。
图6 传感器驱动显示电路
选用双积分A/D转换器MC14433构成3 1/2的数字电压显示， 采用动态扫描显示有多路调制的BCD码输出和超量程输出端，便于实现自动控制。MC1413为集成电路驱动器， 它含有7个反相驱动单元，各单元采用达林顿晶体管电路。CC4511为7段译码驱动。MC14433提供输出可调的基准电压， 当基准电压为一定值时，输出电压范围为定值。
4、压力传感器的其他应用
压力传感器的应用在很多方面，压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。随着传感器技术的不断发展，它的应用越来越广泛，也给各行各业提供了很多方便。
参考文献
1、郭彬主编
2、鲁植雄主编
3、孟立凡、郑宾主编
4、童诗白、华成英主编
5、康华光主编汽车传感器与检测技术北京大学出版社 汽车电子控制基础清华大学出版社 传感器原理及技术国防工业出版社 模拟电子技术基础清华大学出版社 数字电子技术基础华中科技大学出版社
