传感器设计论文精选(九篇)

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第1篇：传感器设计论文范文

1．1传感器激励的设计硅压阻式压力传感器内部结构为惠斯通电桥结构，可在恒压或者恒流模式下工作。由于硅压阻式传感器很容易受到温度的影响产生漂移，在恒压模式下随着温度的变化，传感器本身电阻R的变化会对信号产生影响，因此，选择恒流源作为传感器的激励［6］。传感器激励源的稳定与噪声大小直接影响着压力敏感元件的输出，因此，在确保低温漂、低噪声、驱动能力强的选型原则下，选择ADR4525基准源、AD8506运放构建驱动电路以及反馈电路。图2所示为传感器激励原理框图。

1．2温度补偿电路的设计温度补偿电路用于对温度发生变化时，敏感元件和构成信号调理电路各主要元器件的输入输出特性的补偿，温度补偿电路提供两类误温度漂移补偿:零点温度漂移补偿与灵敏度温度漂移补偿［7］。理想传感器的输出量与输入量关系。补偿的原理为将b，k调整到精确的某个值，最大限度消除温漂值b(T)和k(T)以及二次以上的非线性成分。

1．2．1零点温度漂移补偿由温度引起零点变化而造成输出变化的元器件中，压力敏感元件所占比重最大，对零点补偿原理如图3所示，温度检测元件的输出作为补偿端与待补偿信号做加减运算［8］，最终输出信号即为零点补偿后输出。该部分设计中，温度检测元件选择温度传感器AD590，AD590封装下、测量范围宽、输出线性，输出信号噪声仅为40pA，补偿信号不引入更多的噪声;同时由于温度传感器的输出以电流的形式输出，因此，需要通过高精密电阻器将其转换为电压信号后，与待补偿信号做加减运算，电阻器阻值的大小根据测量的零点漂移大小计算。

1．2．2灵敏度温度漂移补偿随着温度的变化传感器的满量程输出也会随之变化(即增益发生变化)，从输出来看，该变化可归一为压力敏感元件的灵敏度发生变化，此时，需对传感器的增益特性进行温度补偿。补偿原理如图4所示，温度检测元件检测到温度变化后，及时调整激励源的基准［9］，调整策略与增益温度特性互补，即增益降低，则增强激励源的基准，由激励源输出相应的恒流;同时可在敏感头的桥臂上串、并联电阻器调整增益特性。

1．3信号调理电路的设计信号调理电路用于将压力传感器输出的差分信号进行放大、滤波，原理图如图5所示。压阻式传感器输出的电压信号大多为mV级，采用仪表放大器AD8553对传感器输出的信号进行放大，AD8553为轨到轨输出，最大失调电压仅为20μV，在频响0．01～10Hz范围内噪声峰峰值为0．7μV，其中，R应大于3．92kΩ;同时由于SM5420输出的为差分信号，在仪表放大器的输入端需要添加抗射频干扰的滤波电路，如图5所示，若仪表放大器输入前滤波电路匹配不佳，输入的某些共模信号将转换为差模信号，因此，通常情况下所选的C2至少比C1或者C3大10倍，用于抑制滤波电路不匹配带来的杂散差分信号;基准源ADR4525为仪表放大器提供2．5V的参考电压，用于调整信号的零位。仪表放大器的输出信号需要进行滤波处理，这里采用MAX295芯片进行滤波，该芯片为8阶巴特沃斯滤波器，操作简单，只需提供输入时钟CLK则可任意控制滤波器的截止频率，输入时钟频率与截止频率的关系为50︰1。

1．4数据采集电路设计该部分电路主要是将补偿后的模拟信号通过A/D转换器AD8330将其转换成数字信号，AD8330为16位采样精度，采样率最高可达1MHz;采用已经使用成熟的微型处理器C8051F410进行数据采集和处理，微控制器通过SPI接口采集到量化后信号，同时通过RS—485总线转USB适配器与计算机进行通信。

2传感器标定与测试结果

压力传感器的标定主要是对零点和灵敏度的标定。将压力传感器安装到压力腔体内，共同放入高低温试验箱，打开高低温试验室箱并设置11个间隔均匀的温度值，在不同的温度梯度下使用压力泵对压力腔体打压，并记录压力传感器在零位和满量程时的输出值，采用最小二乘法对记录的值进行拟合［12］，得到传感器的零点温度漂移值和灵敏度温度漂移值。根据得到的值调整补偿电路使传感器的输出满足要求。将经过补偿后的压力传感器放入高低温试验箱，高低温试验室箱内温度设置为25℃，在量程范围内设置10个均匀的压力测试点，将测试结果记录到表1中，采用最小二乘法拟合数据得到补偿后的传感器静态特性。通过Matlab拟合后得到传感器输入与输出的线性关系式为y=0．020x+2．454，如图6(a)所示;经过计算传感器的静态特性为非线性误差为0．043%，迟滞为0．062%，重复性为0．027%，精度为0．085%，如图6(b)所示，最大误差位于点0kPa处，偏差为0．00154V，故非线性度小于1．54/(20．29×175)=0．043%，满足设计的要求。在测试的过程中，由于一天当中大气压强的变化测试结果会受到影响。

3结束语

第2篇：传感器设计论文范文

1 多传感器融合技术简介

多传感器融合技术可类比于人类逻辑系统中自然实现的基本功能，是用机器实现人类由感知到认知过程的模仿。在人类对客观事物的认知过程中，首先使用来自人体中的传感器（眼、耳、鼻、皮肤等）通过听、嗅、视、触、味五觉对客观事物信息（景物、声音、气味等）进行多方位、多种类的感知，从中获得大量冗余和互补的信息。然后根据人脑的先验知识去对这些信息进行相关分析与处理，进而估计、理解周围环境和正在发生的事件，获得对客观事物统一与和谐的理解与认识。这就是人的复杂的，同时也是自适应的认知过程。人类的感官由于具有各自不同的度量特征可以在不同空间范围内对各种事件进行反应。人脑把各种信息（图像、声音、气味、形貌、上下文等）转换成对事物有价值的一致性解释，需要大量不同的智能处理，以及适用于解释组合信息含义的知识库。

传感器可以类比于人的感知器官：通过不同的原理对自然界的光、热、声、磁等信号进行捕捉，由换能器将其转换成电信号，再数字化后经通讯系统传递给计算机进行处理。单传感器系统只能从单个度量维度获得片面的、局部的特征信息，信息量十分有限。同时单个传感器本身的累计误差对系统造成的影响也无法消除。[2]因此，想要获得对事物的一致性准确解释，单一传感器系统力有不足。

多传感器融合技术把多个不同种类的传感器集中于同一个感知系统中，将各个传感器来的数据进行数据融合，形成对[( dylw.NEt) 专业提供专业论文写作和发表教育论文的服务,欢迎光临]被测事物更准确认识。它出现在20世纪70年代初期，最早应用于军事领域，后于20世纪80年展起来。近年来随着计算技术、遥感技术、通讯技术以及微电子制造业的迅猛发展，多传感器信息融合技术成为了一个热门的研究方向，获得了更广泛的应用。例如，在人机交互领域，要实现人机交互所追求的最终目标“自然人机交互”，对于人、环境的解读尤为重要，[3]这正是多传感器融合技术的优势所在。

2 多传感器融合系统的基本组成及技术原理

多传感器融合技术，虽然没有一个严格的定义，但可以基本概括为： （1）充分利用多传感器数据资源（来自不同时/空范围）。 （2）在一定的规则下对多传感器所得检测数据进行综合分析。 （3）获得一致性解释并根据所设算法实现相应的决策或估计，实现整个系统获得比各单传感器更加充分的信息。[4]多传感器融合系统一般由如图1所示的三个部分组成：传感器部分（包括数据获取及预处理）、数据融合部分、结果输出部分。

多传感器融合系统就像一个为了实现“对被测对象的一致性解释或描述”而有机装配而成的整体，可类比于人的身、脑综合信息处理系统。其中多传感器系统是整个系统获取数据的硬件基础和手段，所得多源信息成为数据融合的对象；融合是指对数据的协调优化和综合处理，也是联系整个系统的核心。它无法用单一的技术来解决，而是多种跨学科技术、理论的综合。

多传感器融合系统同单传感器系统相比，其系统的复杂性大大增加的同时从自然界所获得的信息量也成倍增长。多个传感器的存在从时间和空间的角度都扩展了信息获取的覆盖范围，[5]而传感器之间的协同作业则提高了信息获取的概率，对于某个传感器不能顾及的检测对象，可由其他传感器完成工作。在某个传感器出现故障、受干扰或不可用的情况下，系统仍有其他传感器可以提供信息，不易受到破坏。

各传感器在信息融合系统中所得的数据、信息具有不同的特征，可以是实时/非实时，快变/缓变，模糊/确定，相互支持/互补，相互矛盾/竞争等等。在系统中，这些复杂的数据不是孤立而是融合的，所得最终信息并不是各传感器信息的简单加和，需要根据各传感器之间的逻辑关系依据智能算法进行联合、相关、组合推导出更多的信息。利用多个传感器协同作业的多传感器融合相比由它的各个传感器分别构成单独系统再加和而成的系统集更有优势。

3 多传感器融合技术在公共艺术设计中的应用

利用多传感器融合技术进行公共艺术设计，将前沿科技与传统艺术方式集成在一起，是一种全新的尝试。从字面意思的理解来看，公共艺术分为公共和艺术两个独立的定义，可以理解为：具有“公共性”含义的艺术形式。其界定的核心原则就是“公共性”。“公共”就意味着公共艺术作品必须是能与民众产生自由交流的一种艺术形式，要以公众自主、自由参与到公共艺术中为前提，任何缺少与民众之间自由评论和互动的艺术形式都不是公共艺术。[6]因此，公共艺术不能仅仅是“艺术家创作”的艺术，而是一种“公共互动”的艺术。如何让公众自主自由参与到艺术作品中，形成真正的“公共艺术”是艺术家们亟待解决的重要问题。完整的公共艺术作品必须是“表达”与“吸收”经互动过程的完整呈现。“吸收”的是来自公众的思想，由公众的行为进行表达，通过互动产生交流。因此，艺术家们需要考虑的一个重要问题是，如何由公众的行为导向公众思想的表达，形成有效的交互。在日本艺术家草间弥生（Yayoi Kusama）创造的作品The Obliteration Room中，草间弥生构建了一个纯白色的房间，每个参观者都将被发放一张彩色波点贴纸，参观者可以根据喜好将贴纸贴在房间中的任意位置。空间中的每一个彩色波点都是参观者对此次参观经历的一种表达。[7]

从参观者的行为、思想的角度进行考虑，人类对于思想的表达具有多样性，有显 式的主动动作、行为、语言等等，也有隐式的如表情、眼动、甚至气味及生化物质（如唾液、汗液、荷尔蒙等）的分泌。传统的艺术作品（如图2例）[( dylw.NEt) 专业提供专业论文写作和发表教育论文的服务,欢迎光临]主要是从公众显式的主动作为中获得表达形成交互，所受限制较大，参与门槛较高。将多传感器融合系统应用于公共艺术，首先拓宽了公众思想的行为来源，降低了公众参与的门槛。目前，在国内外已出现了一些基于单传感器的公共艺术作品，但单传感器的单一数据来源、不可靠、易受干扰、不稳定等技术局限性使其发展受到限制。随着先进传感技术的飞跃，除了人类的主要信息来源声音、光、力等自然信号之外，甚至在人传感器力所不及的范畴如红外、紫外等非可见光区域，次/超声波区域，非挥发性痕量生化物质等，我们也能够通过先进传感技术获得所需要的信息。通过多传感器融合技术所带来的巨大优势，科技比人类更懂得人类已经不再是梦想。将多传感器融合系统应用于公共艺术，降低了公众参与公共艺术的阈值。多传感器融合系统对于公众行为的捕捉不是被动的，而是主动地感知公众的行为，将公众“拉”入参与公共艺术的行为中，为公共艺术的设计提供了一种崭新的思路。

以城市中某广场为例，在人们进入广场时，形成参观经历。假设给每个人分发一张彩色波点纸，通过张贴彩色波点纸的显示行为进行表达，即形成类似草间弥生洁净之屋的效果。在没有彩色波点纸的情况下，人们对其参观经历产生隐式的表达。例如，不同的面部表情、走路的步长、速度、方向等等。公众的这些隐式表达可以使用多传感器融合系统进行捕捉。使用彩色数字投影代替彩色波点纸，每一种颜色对应多传感器融合系统所得到的一致性结论。例如，红色对应热情、绿色对应平静、不同程度的黑色对应一些负面情绪如沮丧等，形成交互。此例的多传感器融合系统中，使用摄像装置及压力感应装置对人群进行检测，即通过摄像装置对公众面部表情进行捕捉、压力传感器对公众步态进行捕捉。二类传感器所得数据需进行时间、空间二个层面的融合。时间融合主要是将单传感器的数据进行融合，是指对不同时间点的检测数据进行融合。空间融合适用于多传感器所得信息的一次融合处理，是指对不同位置、类型传感器在同一时刻的检测数据进行融合。在融合过程中，需要结合图像识别技术、步态分析对公众的面部表情、步态行为进行特征数据提取、分析，从而得出对该参与个体的一致性结论，并根据设计需求予以分类。此处可分为热情、平静、沮丧等类别，每一个类别对应于一种颜色，由数字投影进行表达。该“波点”设计的简单模型如图3所示。

随着多传感器融合系统中传感器数量、种类的不断增加，可根据归属将公共艺术装置中使用的传感器分为两类：第一类传感器从属于装置艺术本身，由艺术家根据艺术表达的需求进行设计安装。第二类传感器从属于公众，来自公众随身携带的电子设备，艺术装置提供数据接口，从中获取数据。二类传感器协同作业，通过融合中心进行数据融合，得到全方位多角度的“立体信息”。将多传感器融合系统应用于公共艺术装置，是实现公共艺术公共性的有力保障。

从设计目的的层面考虑，根据马斯洛的理论，将人的需求由低级层次到高级层次依次分为5个层次：生理、安全、社会、尊重以及自我实现。公共艺术的实质就是满足人的真正需求，而不是公共艺术装置的物质形态本身。多传感器融合系统对所得多元数据进行多种层次上的融合，实现对人脑综合信息处理的高级模仿，深刻挖掘公众[( dylw.NEt) 专业提供专业论文写作和发表教育论文的服务,欢迎光临]表面行为背后的含义，帮助艺术家们分析、理解、满足公众的真正需求。随着分布式计算、通讯、云计算、物联网等技术与多传感器数据融合技术的共进发展，多传感器数据融合技术所能实现的功能也越来越强大。可以预见，随着数字化进程的进一步深入，多传感器融合技术与公共艺术的结合必将带给我们更多的惊喜。

参考文献：

[1] 付志勇.设计的重构——论计算机对设计的变革[J].装饰，1995（04）：46-47.

[2] 杨万海.多传感器数据融合及其应用[M].西安电子科技大学出版社，2004.

[3] 王熙元.交互设计中的信息传达研究[J].包装工程，2010，31（12）：12-14.

[4] 刘同明，夏祖勋，解洪成.数据融合技术及其应用[M].国防工业出版社，2000.

[5] 王祁，聂伟.分布式多传感器数据融合[J].传感器技术，1997，16（5）：8-10.

[6] 王峰，过伟敏.数字化城市公共艺术交互性内涵研究[J].包装工程，2010，31（24）：124-127.

第3篇：传感器设计论文范文

关键词：双轴加速度传感器，ADXL210E，三维鼠标

 

一、引言

ADXL210E是美国模拟器件公司生产的含有用多晶硅表面微机械加工技术制作的传感器的两坐标轴加速度计单片集成电路。论文写作，ADXL210E。ADXL210E是一种低成本，低功耗，完整2轴加速度传感器，该电路可以测量诸如振动这样的动态加速度和重力之类的静态加速度，测量范围为±10g。ADXL210E的占空因数输出在没有A/D转换器或胶着逻辑（Gluelogic）的情况下，可通过微处理器直接测量。论文写作，ADXL210E。事实上，器件的占空因数（即脉冲宽度与周期之比值）正比于加速度。论文写作，ADXL210E。ADXL210E常用于两轴倾斜传感器、信息家电、报警和移动探测器及汽车安全等领域。

其性能特点如下：

（1）利用3V～5.25V的单电源工作，电源电流低于0.6mA；

（2）集成了两坐标轴采用多晶硅精细机械加工技术制作的传感器；

（3）经占空因数输出端可直接与低成本的微控制器接口；

（4）加速度计的带宽可由引脚XFILT和引脚YFILT上的电容器（CX、CY）设定；（5）满度测量范围为±10g，在60Hz下的分辨力是2mg；

（6）占空因数周期T2由引脚2上的电阻器RSET设定（T2=RXET（Ω）/125MΩ）。（7）有专门设计的数字输出，通过占空因数滤波或者利用引脚XFILT与引脚YFILT输出，也可提供模拟输出。

二、基本结构与原理

ADXL210E采用尺寸为5mm×5mm×2mm的8引脚LCC型封装，引脚排列如图1所示。各个引脚的功能见表1。

图1 ADXL210E引脚排列图

表1 ADXL210E的引脚功能

第4篇：传感器设计论文范文

题目：基于无线传感器网络的水资源监测系统的设计上位机

1.毕业设计(论文)综述(题目背景、国内外相关研究情况及研究意义)

1.1 题目背景

水资源监测是水资源管理与保护的重要手段，我国水资源紧缺、水污染严重，如何高效、实时地获取水环境参数、研究开发水环境监测新方法，已成为水环境管理与保护的一项重要任务。无线传感器网络 WSN(Wireless Sensor Network)是将有感知能力、计算能力和通信能力的微小传感器节点采用规则或随机方式部署在监控区域，通过无线自组织和多跳的方式构成的分布式网络。它集传感器技术、嵌入式技术、现代网络技术、无线通信技术和分布式信息处理技术于一体，以数据处理为中心，协作地感知、采集、处理和传输目标区域的监测信息并报告给用户。它具有可快速部署、无人值守、功耗低和成本低等优点。

1.2 国内外相关研究情况

在世界上我国属于水资源贫乏国家, 对水资源的优化使用对我国实施可持续发展战略具有十分重要的意义。强化对水资源环境的监控是一个长期的任务。常规水资源环境监测方法主要分为以下两种:(1)利用便携式水质监测仪人工采样、实验室分析的方式。该方式仅限于对河流、湖泊的几个断面采样,采样频率从每月数次到每日数次。(2)采用由一个中央控制室和若干个监测子站组成的水环境自动监测系统对水环境参数进行自动连续监测, 数据远程自动传输, 可以实时查询所设站点的水环境参数[1]。前者由于无法对水环境参数进行远程实时监测, 存在水质监测周期长、劳动强度大、数据采集速度慢等问题, 不能很好地反映水环境的连续动态变化, 不易及早发现污染源并预警。后者能很好地解决水质监测周期长、劳动强度大、数据采集和传输速度慢等问题, 但由于有铺设电缆和建立监测子站的施工要求, 因而存在对监测地点原有的生态环境影响大、系统投资成本高、监测水域范围有限的缺点, 同时无法进行大面积布设监测子站、对每个小水域实施多点远程实时监测。基于无线传感器网络的水资源实时监测系统, 比较典型的国外代表有美国Heliosware公司的EMNET系统和澳大利亚CSIRO 的Fleck系统[2、3]。上述两种系统可采集参数种类较少、不提供对水资源的视频监测功能且通信速率低、产品体积较大、功耗较高, 目前仅适合用作研究, 尚不能作为实用系统在现场使用。国内已对基于无线传感器网络的水资源实时监测系统的一些关键技术进行了研究[4]。与传统的监测法相比, 无线传感器网络具有对生态环境影响小、系统成本低等优点。

近些年来，无线传感器网络是国际上非常关注的、涉及到多个学科高度交叉、知识高度集中的热点研究领域。目前，无线传感器网络的研究经过了两个阶段。第一阶段主要是采用MEMS技术设计微型节点，代表性的研究成果是智能埃及SmartDus无线集成网络传感器WINS。第二阶段是研究网络问题。国外设计了很多套演示系统取得了一系列重大的理论研究成果。在国外，Intel公司于2002年了基于无线传感器网络的新型计算机发展战略，主要研究无线传感器网络在医学、森林防火、环境监测等方面的应用。在国内，很多科研机构和大学队无线传感器网络都进行了相关方面的研究。有业内专家指出，中国掌握了物联网(WSN的实际应用)的世界话语权，不仅表明我国在该领域上的技术领先，同时也在于中国式世界上少数能将WSN实现产业化的国家之一。

1.3 研究意义

水资源是生命生存不可替代的自然资源，是生命支持系统之一，也是重要的环境要素。楼兰古城的兴起是由于丰富的罗布泊湖水的滋润，富庶的楼兰11万平方米，人口达万人，是楼兰国的首邑，是我国古代一重镇，也是丝绸之路南线必经之地。后来由于种种原因导致水资源衰竭，繁华的古城衰落，直至湮没在茫茫的荒漠之下。

水资源危机究竟始于何时，目前学术界尚无公论。但是水资源危机引起了世界各国的关注与不安。我国是一个人口众多，水资源绝对数量较高而相对数量较低的缺水国家。1988年7月1日《中华人民共和国水法》正式实施后，确立了每年水法宣传周(简称为水周)，其目的就是通过这一活动，向公众集中灌输有关水资源开发利用与保护方面的知识和政策法规，以增强公众节约水资源的意识。

我国的水资源价值理论受水资源是取之不尽，用之不竭的传统价值观念影响，造成了水资源长期被无偿地开发利用，不仅造成了巨大的宝贵水资源浪费和对水资源非持续开发利用，同时对人类的生存及国民经济的健康发展产生了严重的威胁。尽管近几年来对此有所认识，采取了相应的行政或法律手段扭转这种被动局面，但是，由于对水资源价值理论的研究不够深入，致使所采取的措施缺乏广泛的经济社会基础，最终结果是政府干预行为过于集中和强硬，市场行为和经济杠杆的作用又过于薄弱，导致期望与现实相差甚远。因此，水资源价值研究在持续利用水资源过程中具有重要的地位，是实现持续发展战略一个组成部分，开展此方面的研究是十分必要的。

2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施

2.1 研究的主要内容

根据无线传感器网络的基本理论和水资源监测的实际需求，设计基于无线传感器网络的水资源实时自动监测系统，能够在线实时测量温度、PH 值、电导率、浊度等参数的水资源监测系统，此系统在监测区域内采集相关数据，利用监测区域协调器节点和远程监测中心(PC 机)之间的通信,把经过处理的测量结果动态地显示出来。本课题完成系统上位机的软件设计，由串口接收协调器节点送来的水资源监测数据，进行数据解析，提取出各个传感器采集的数据并通过界面动态的显示出来。

2.2 研究方案

关于本次研究的课题，基于无线传感网络的水资源监测系统的设计，主要可分为三个部分，由于本次课题的研究只涉及上位机部分，即图一中的虚线部分，主要设计上位机的软件界面的设计部分，其中包括有串口接收数据，解包数据，以及显示部分，其中的解包部分包括,将PH值，浊度，在线实时温度，电导率和它们各自对应的数值一一对应起来，这部分主要涉及用Visual C++语言将其用软件编程，并实现功能，其流程图为图2：

实现过程为：先初始化软件，再设置软件编辑界面，设置好界面后，开始接收由协调器经串口发送过来的数据，进而解包数据，接着处理数据，将PH值、实时测量温度、浊度以及电导率的各组数据按照一定的要求计算好，显示各组数据，最后结束程序。

在这个过程中，实现了串口接收数据，解包数据，处理数据以及最后将数据动态的显示出来，完成了本次研究的要求。

3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作

要完成这次课题，即基于无线传感器网络的水资源监测系统的设计上位机，需要完成的内容有：系统上位机的软件设计、接收由串口协调器节点发送过来的水资源监测数据、进行接收数据的解析、提取出各个传感器采集的数据并且通过界面动态的显示出来。其中重点以及难点有：系统上位机的软件设计，由于对上位机不是很了解，以前也没有接触过上位机，对它的功能，使用不了解，也没有接触过Visual C++语言，属于初学者，会有一定的难度，既是重点也是难点;把接收到的数据进行数据分析，要进行合理的、有效的数据分析，是一个关乎本次课题成败的重点;将提取出的数据通过界面动态的显示出来，要通过一定的平台来显示，即要通过一定的硬件设施显示，这就需要能够正确的，有效的连接到所用的平台，是研究的最后一道门槛，也是重点。

目前为止，已经开展的工作有，通过查询相关资料以及通过互联网了解到上位机的功能，以及它所需要的编辑工具-----Visual C++，对我来说这是一种新的语言，现在已经开始看有关C++方面的书，开始学习使用它一些简单的使用方法。

4.完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)

第1-3周：查找借阅相关书籍资料,确定系统的总体方案，完成开题报告;

第4-9周：进行上位机软件编程学习，软件界面设计

第10-11周：进行软件设计、进行数据解析;

第12-15周：系统调试，验证系统功能;

第16-17周：完成毕业论文,准备答辩

注：

1、正文：宋体小四号字，行距22磅。

2、开题报告装订入毕业设计(论文)附件册。

参考文献

1、任丰原，黄海宁，林闯.无线传感器网络.软件学报，2003，14(7) 1282--1291

2、于海滨，曾鹏.分布式无线传感器网络协议研究.通信学报，2004，25(10).

3、Jesse Liberty Pogers Cadenhead 著，袁国忠，朱永正译，C++入门经典(第五版)北京：人民邮电出版社 2011年10月

4、武万峰, 徐立中, 徐鸿. 水质自动监测技术综述[ J]. 水利水文自动化, 2004, 22( 1) : 14-18.

5、吴金平 等编著 Visual C++编程与实践 北京：中国水利水电出版社，2004

6、龚道礼 基于无线传感器网络的环境监测系统研制 硕士学位论文 北京 2011

7、赵丽花、樊俊青 计算机与现代化 基于无线传感器网络的水资源监测系统关键技术研究 2010年第八期

8、高峰，俞丽，张文安等 农业工程学报 基于无线传感器网络的作物水分状况监测系统研究与设计 2009年2月第25卷第2期

9、高峰，俞丽，王涌等 农业工程学报 无线传感器网络作物水分状况监测系统的上位机软件开发 2010年5月第26卷第6期

10、武万峰，徐立中，徐鸿 水质自动监测技术综述[ J]. 水利水文自动化, 2004, 22( 1) : 14--18.

11、但德忠 我国环境监测技术的现状与发展 中国测试技术 2005 31(5)：157--161

12、孙利民，李建中，陈瑜等 无线传感器网络 北京：清华大学出版社 2005 15--16

13、康绍忠，蔡焕杰，冯绍元.现代农业与生态节水的技术创新与未来研究重点阴.农业工程学报，2004，20(1)：l一6.

软件技术毕业生论文开题报告范文 工资管理系统的目的和意义

在中原大化仪表公司是一家省属大型企业分支单位,随着社会主义市场经济的快速发展,该公司下在发生着日益的变化,职工流动速度在加快,工资增减幅度在加大,员工,职称,绩效评定等信息也随之越来越多 ,作为工资管理和发放单靠传统的手工处理已显得力不从心,手工发放需要反复进行抄写,计算,不仅浪费时间,还常因抄写不慎出现张冠李戴,或者由于计算疏忽,出现工资发放错误的现象.同时工资的发放具有较强的时间限制,必须严格按照公司规定的时间完成任务.正是这种重复性,规律性,时间性,使得工资管理的计算机化成为可能.

使用计算机进行工资发放,不仅能够保障工资核算无误,快速输出,而且还可以利用工资数据库对有关的各种信息进行统计,服务于上级财务部门的核算与账务处理.从而提高工资管理发放的效率,实现企业员工工资管理的系统化,规范化和自动化.

计所达到的要求,技术指标,预计的技术关键,技术方案和主要实验研究情况

预计达到的要求:

技术指标

(1)开发环境:visual foxpro6.0

(2)运行环境:windows9x/windowsXX

技术关键:

采用foxpro编程思想,利用其强大而完整的功能开发这样一套职工工资管理软件,其主要技术有:foxpro数据库技术,新类的设计与应用,系统容错性的处理,组合查询技术的实现等.

技术方案和主要实验研究情况:

(1)开发职工工资管理系统

(2)职工工资管理系统的数据库结构设计与实现

(3)职工工资管理系统的具体实现

课题研究进展计划:

月28号:毕业设计选题

月10号:开题报告撰写

月19号:对开题报告进行改进

月29号:对系统整体设计

月15号:中期报告

月21号:论文撰写

月28号:系统检查

月4号: 论文答辩

现有在条件,人员(姓名,职称)及主要设备情况

已有软件:microsoft visual foxpro 6.0,winXX平台

设计人员:樊利清

主要设备:计算机(intel pentium 4)一台,激光打印机 一台

参考文献

(1)开发使用手册 人民邮电出版社

(2)数据库系统概论 高等教育出版社

(3)个人电脑实用基础教程 宁杭出版社

(4)数据库系统及应用基础 北方交通大学出版社

(5)数据结构 中央广播电视大学出版社

(6)操作系统工程 中央广播电视大学出版社

第5篇：传感器设计论文范文

关键词：CC2530；SIM900A；云服务器；桥梁稳定性

中图分类号：TP277.2 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）12-00-03

0 引 言

在桥梁工程领域，随着各类自然及人为灾害的增加，对桥梁稳定性监测和预警的要求也越来越高。目前，桥梁监测主要集中在桥面、桥墩等桥体的监测，而对于桥梁桥墩所在基质（基础地质条件）的监测却相对较少。基质是桥梁稳定的重要基础，当基质经过流水冲刷，地质条件发生变化时，桥墩的稳定性会随基质变化直接影响整个桥梁的稳定性。

本文设计了一个基于CC2530无线传感网络，利用GPRS通讯及云服务器的桥梁基质监测系统。实现了将监测所得的各桥墩基质高度数据上传至云服务器处理并预警的功能。

1 系统简介

系统设计包含物联网层、承载网络和应用层三个部分，其中物联网层将CC2530作为基础，设计监测基质高度的无线传感器，每个桥墩都安装一个传感器作为ZigBee无线网络的终端或中继设备。协调器与SIM900A通过串口进行数据通讯，控制SIM900A连接GPRS，通过GPRS网络发送数据至服务器或接收来自服务器的指令。系统基础结构如图1所示。

根据ZigBee网络的特点[1]，网络内使用短地址进行通讯，而重新组网后短地址可能会发生变化，系统设计使用CC2530的长地址（IEEE地址）作为区分唯一设备的ID，长地址为64位全球唯一识别码，不会更改。服务器数据库保存桥墩的长地址，每次终端注册时数据库更新长地址对应的短地址。物联网层与服务器通讯简图如图2所示。

系统设计一座桥只有一个协调器和GSM模块，即一座桥只有一个确定的IP地址和端口。如图2所示，系统要与某座桥的某个桥墩进行通讯的步骤为：查询桥墩绑定的长地址――查询长地址对应的IP、端口及短地址――往IP和端口发送包含短地址的数据――IP对应的GSM模块收到数据――发送到协调器――通过短地址发送到终端。如此，系统即可实现服务器与多座桥不同桥墩传感器之间的通讯。

2 系统硬件设计

2.1 基质监测传感器设计

由于桥梁桥墩基质测量的特殊性，没有现成的即方便又经济的传感器可以使用，论文以CC2530为核心芯片设计了一款综合测量和无线通讯传感器。传感器采用磁环+普通的霍尔传感器作为测量部分[2]，CC2530作为中控部分，磁环和塑料垫片相隔放置于一定长度的PVC管中，一个磁环和垫片的高度为5 mm，即测量的精度为5 mm。传感器样机如图3所示。

图中所示为横向放置，正常安装时为竖向安装，传感器底座和PVC管为一体，穿过CC2530电路板，两者之间可以相互移动，当有位移时，电路板上的霍尔传感器感应到变化则通知CC2530产生一次中断，每产生一次中断移动5 mm距离。传感器在桥墩上安装的示意图如图4所示。

由图4可知，无线传感器的CC2530部分与大钢管为一体，安装固定在桥墩上，底座、PVC管同小钢管固定，PVC管穿过CC2530的感应器，小钢管套入大钢管内，底座沉入水底与基质接触。当基质高度降低时，小钢管跟随降低，当降低高度达到分辨率5 mm时，CC2530产生一次中断，系统监测到高度变化后，传感器计算当前高度，将高度数据通过协调器发送到服务器。

2.2 协调器设计

协调器电路设计与常用CC2530电路设计类似，加入SIM900A模块，利用串口与协调器通讯。其样机如图5所示。

2.3 供电设计

考虑到设备都在户外运行，系统设计协调器和传感器都采用太阳能板+蓄电池的供电模式。

3 CC2530程序设计

根据系统功能，程序设计分为协调器程序和无线传感器程序两个部分。无线传感器可以作为终端或中继使用。

3.1 协调器程序设计

协调器主要用于数据处理，组建ZigBee网络，接收桥墩的监测数据并通过SIM900A发送到服务器，接收服务器的控制查询数据并将数据下发至终端或中继设备。程序主要分为组网、串口通讯、无线通讯三个模块。

在组网程序方面，协调器运行Z-Stack协议栈与终端或中继设备组网，该部分程序只需在Z-Stack协议栈[3]基础上稍做修改即可。

串口程序的设计主要使用AT指令与SIM900A模块进行通讯。通过程序设计，让CC2530根据AT指令模式发送和接收数据并判断命令类型，实现GPRS连接和数据传输。与服务器间的数据通讯通过UDP实现。

无线通讯程序主要接收处理桥墩终端上传的数据，包括注册、心跳、高度数据、报警等，将数据按照协议格式通过串口和GPRS发送至服务器。处理串口转换过来的相关指令并发送至桥墩终端。协调器端程序流程图如图6所示。

3.2 终端传感器程序设计

终端传感器的主要功能包括与协调器组网通讯，接收协调器指令进行查询、设置基质初始高度等，监测基质高度变化，并将变化后的高度数据发送至协调器。按照功能区分，将终端程序的设计分为组网程序、传感器程序和无线接收处理三个模块。传感器端程序流程如图7所示。

图7 传感器端程序流程

终端组网程序同样使用Z-Stack协议栈，在协议栈的基础上稍做修改，组网时读取短地址和长地址并发送到协调器。

传感器程序主要利用I/O口中断，每中断一次表明基质高度发生5 mm变化，程序根据初始设置高度值计算当前高度并上报至协调器，若短时间内高度变化过快则发送报警指令等。

无线数据处理模块主要处理来自协调器的指令，包括查询、设置高度等指令。程序接收到指令后，根据协议做相应的处理。此外，程序还设计了1分钟定时向服务器发送心跳的功能，以表明设备在网，方便服务器处理。

4 云服务器功能设计

云服务器是系统运行的核心部分，论文所用系统将阿里云的云服务器作为基础，设计数据库和应用，实现桥梁基质的实时监测。云服务器主要包含数据库设计，网络通讯设计和应用层设计三个模块。人机界面设计如图8所示。

数据库设计使用SQL Server2008进行数据管理，根据系统功能数据库保存桥梁各桥墩传感器的长地址和短地址，保存每座桥梁SIM900A的IP地址和端口及每个桥墩的高度数据等。

网络通讯设计主要用于服务器跟桥梁和桥墩传感器之间的通讯。论文使用UDP完成，根据设计的通信协议以及数据库功能保证通讯正常进行。通讯指令包含注册、心跳、高度数据、设置、报警等类型。

应用层设计主要是人机界面设计。论文采用地图供应商提供的接口[4]，将监测的桥梁以地图模式显示，此外，还包括设备绑定、查询、报警等功能。

图中左侧为各桥梁以及桥墩的信息，中间为当前桥梁的地图位置，下方为桥梁各桥墩的基质高度信息。菜单包括绑定传感器、设置等功能。

5 结 语

本文设计了一种监测桥墩基质高度变化的传感器，利用ZigBee网络+云服务器实现了实时监测桥梁桥墩基质高度变化的功能，系统设计友好的人机界面将监测数据进行直观展现，系统无需人工值守即可实现远程实时监测、报警等功能。目前，该系统已在丽水市宣平港大桥投入测试阶段，测试期间系统稳定，各项功能均正常运行。

参考文献

[1]王东，张金荣，魏延，等.利用ZigBee技术构建无线传感器网络[J].重庆大学学报（自然版），2006，29（8）：95-97.

[2]吴志红，管志华，朱元.基于Modbus协议的线性霍尔传感器编程器设计[J].物联网技术，2011，1（6）：52-55.

[3]曾宝国.Z-STACK协议栈应用开发分析[J].物联网技术，2011，1（3）：71-73.

[4]丁振中.利用百度地图接口建立人社自助服务一体机导航地图[J].电脑编程技巧与维护，2015（4）：88-90.

[5]林元乖.基于物联网技术的休闲农业智能监测与培育系统[J].物联网技术，2014，4（5）：78-79.

[6]吴昊，彭懋磊，张亦梅.基于STM32和ZigBee的台站观测环境监测系统设计[J].物联网技术，2016，6（11）：54-56，60.

第6篇：传感器设计论文范文

【关键词】控制系统；PLC；温室

农业从古至今一直是我国经济基础，在国家发展中占有重要的地位。随着人们生活水平的提高，人们对农作物的生命期、品种都有了更高的要求，如四季能吃到绿色菜以及买到想要品种的鲜花。因此温室现在越建越多，建温室的重要保证参数就是植物的生长要素，即光、温度、湿度和CO2，本论文就是论述如何用PLC技术对温室进行控制。

一、确定控制系统方案

（一）控制对象

1.温度

植物生长的温度是在一个范围内，虽然最适宜温度植物长得很快，但是往往因为消耗有机物太多，会出现长的细长现象。控制系统的控制温度范围要略低于植物最适宜温度。

2.湿度

空气的湿度太大会造成之无病虫害，但是要保证空气湿度低的同时要有充足的水分由土壤供给植物。

3.光照

植物生长需要光照，这样才能进行光合作用，不同植物的光补偿点不同，因此事宜温度范围也不同，同时人们可以控制光照时间和强度来控制植物的生长速度。

4.CO2

植物生长需要光合作用，光合作用需要的一个物质是CO2，植物的光合作用随着CO2的浓度增大而增强，但是浓度过高反而会抑制植物光合作用，因此二氧化碳浓度的控制范围要与农作物相适应。

（二）PLC控制系统

PLC是可编程逻辑控制器，它可以通过编程方式完成传统的继电器-接触器的逻辑控制，PLC的控制系统性能稳定，价格便宜，开发容易，性价比高，缺点就是人机交流困难。

（三）控制系统的方案确定

本控制系统方案为各参数的自动控制，当传感器检测的温湿度、光照以及CO2超过范围时，PLC控制系统会发出指令，控制执行机构如天窗的电动机等动作，使温室参数达到用户要求。

二、控制系统软硬件设计

（一）控制要求

随时检测控制对象温湿度、CO2浓度和光照参数，并保证参数在控制范围内。控制系统设计流程如图1所示。

（二）硬件设计

1.根据控制系统输入输出的点数，对PLC型号进行选择

（1）PLC开关量点数确定

（2）根据PLC开关量点数确定PLC型号

由上表可得输出点13个，输入点14个，考虑到应有输入输出端子的余量，选择S7-200cpu226型，其有24/16个I/O口。

2.模拟量模块的选型

对于温湿度、CO2和光强传感器都输出模拟信号，需要PLC扩展模拟量模块。温湿度传感器分别要在温室的上下南北四处检测，因此输入10路模拟量信号，因此选择EM235模块3个（此模块4AI/1AO）。

3.温湿度、光照以及CO2检测元件选型

选择HMD40温度传感器，Poi88-c光强传感器，TGS4160型CO2传感器以及A1203型湿度传感器。

4.进行电路设计

控制电路简图如图2所示，主电路同传统继电器-接触器电路。

（三）软件设计

以光照的控制为例，比较光照传感器的值，如果超过上限，则打开遮光帘，如果在范围内，则遮光装备动作不变，低于下限值收起遮光装备并且打开光照灯。

最后，要进行整机调试。调试时先启动控制电路，断开主电路，等确定程序和控制电路无误后，在进行整机调试。

参考文献

第7篇：传感器设计论文范文

关键词：皮带秤，移动式装船机，精度，计量管理，设计安装

 

0.前言

我公司是以煤炭中转为主要业务，是江苏省能源储运基地，主要承担着北煤、西煤南运的重任。我公司有一台伸缩移动式装船机，专门用于块煤、焦炭的装船。原来的装船计量主要是通过汽车衡计量，存在精度低，装船工艺流程繁琐等缺点。为优化工艺流程、提高计量精度和管理水平，我公司决定在块煤装船机上安装电子皮带秤。

电子皮带秤是一种对散状物料作动态连续称重的计量设备，它是通过称重传感器和速度传感器打住皮带所载物料的张力和运行速度，经显示控制器的微处理器进行精确数学处理来完成输送物料的称重。它具有快速、准确、自动称量和即时打印等优点。装船计量是对外贸易依据，要求皮带秤要长期稳定、可靠、准确，再加上安装在移动装船机上，因此对电子皮带秤的造型、技术设计、安装提出了更高的要求。为此，经过论证，我们选择安装ISC-14型电子皮带秤（以下简称皮带秤）。

1.皮带秤设计安装的技术要求

1.1秤体结构设计。免费论文。

由于装船机桁架长度有限，秤体的结构设计应具备结构简单、便于安装、抗偏载性能好、力值传递准确、限位可靠等特点。免费论文。由于皮带秤安装在移动机架上，应严格限制称量段和过渡段托辊的径向跳动量和外母线的不圆度，以防止出现脉动的冲击载荷，保证秤体的稳定而不产生振动。

1.2对传感器的要求。

皮带秤的传感器有称重传感器和测速传感器，传感器一般由专业厂家提供。经过反复考评，并根据公司应用经验，我们提出，称重传感器必须具备抗疲劳性能好、高阻抗、高供桥电压、高灵敏度、高分辨率的特点，测速传感器采用脉冲数字式。由于称量结果是重量与速度的乘积，速度信号的准确性与重量信号同等重要，测速滚筒要非常灵活、可靠性要高，确保速度信号的准确性。

1.3对显示控制器要求。

显示控制器是电子皮带秤的心脏部分，要求其准确度和稳定性要高，具有报警、自动校零、校量程、定量输出、温度补偿、自诊断、模拟标定、断电保护等功能。

1.4对皮带秤的精确度要求

由于皮带秤是作为煤炭出港计量的依据，精确的准确度是港口与客户双方利益的根本保证。根据最新国家标准GB/T7721-95标准规定和作业现场特点，选择准确度为±0．25％的电子皮带秤。

1.5对皮带秤的安装要求

①对安装位置的要求。由于电子皮带秤的精确度对安装位置要求较高，安装的位置既不能离落料口太近，又不能离电机和皮带张力变化较大的头部。基于这种原因，秤重桥架应安装在距离落料点不小于7米处，距离装船机头部不得小于9米。

②对皮带机架及环境的要求。在称重系统设计中，下列的挠曲量应考虑进去，它们是载荷传感器的挠曲，秤架和称重桥系统的挠曲，以及输送机支承结构的挠曲，极重要的是这些挠曲不宜过大。在皮带秤的制造中，对载荷传感器，秤架及秤重桥系统的挠曲量作好控制，只有输送机支承结构的挠曲是个可变量。因此，支撑着皮带秤及其前后各四组托辊的输送机纵梁应有足够的刚度，如需要,应增加支撑，以使＋4到－4托辊间的相对挠曲不超过0.4mm。安装皮带秤的部位，输送机不应有伸缩、接头或纵梁的拼接。由于皮带秤是安装在移动的装船机上，固定皮带秤的输送机机架必须具有足够的强度。称重误差大小还受风、雨雪及外界环境的影响，又要尽量安装在相对湿度较小、防风雨侵蚀及日晒的地方。为此，必须对安装皮带秤的机架进行加固，并采取防风防雨雪措施。

③带有凹形线段的皮带输送机。与凹形曲线部分相切的那一点（向上升的）至少应该距皮带秤12米远，如果皮带秤安装在有凹形曲线段的皮带输送机上而又不能考虑上述尺寸界限时，则秤应该装在输送机的直线段并在整个装料区外，皮带秤的前、后则至少有四组托辊与皮带接触。

④带有凸形线段的皮带输送机。在曲线段相比较，皮带输送机的水平段称重条件较好，但如果皮带秤一定要在曲线段上，则应在垂直方向上不应有弧形的地方，弧形段必须在称量段托辊之外6米或五倍托辊间距的地方。

⑤对卸料器的要求。在任何一个称重精度较为重要的装置里，称量系统均不应该装在安有可移动卸料器的皮带输送机上，如果皮带秤必须安装在有卸料器的皮带输送机上，那么对带有凹式曲线段皮带秤的安装要求也适用这种情况，可将卸料器移到头，保证上文中所提出的距离。还应特别注意的是，各种卸料器的配置形式，均应能保证皮带在称量段的中心运行。免费论文。

⑥匀的皮带荷载。在应用过程中，皮带秤可以在30～100%的变化范围里准确地工作，但是它希望皮带载荷应尽可能地均匀，为了减少皮带载荷量的波动，可在料仓出口处装一个高度可调整的插板。

由于在使用过程中皮带秤的准确度会下降，选择合适的标定周期(或叫检定周期)是皮带秤准确的保证。如何确定标定周期，较可靠的做法是按实际情况，经多次标定比较，统计计算出标定周期。我们的作法是，一般情况下一到两个月标定一次较为合适。

2.皮带秤的调试和应用效果

在安装应用皮带秤的初期，我们也碰到了不少问题，主要表现在皮带秤的精度不稳定，达不到设计要求。经过多次与厂家的技术沟通、现场考察、重新调试后，发现问题的主要原因是装船机机架振动明显、皮带跑偏等。

2.1装船机架振动问题

这是影响电子皮带秤精度的最主要原因。装船机架在伸缩移动时产生的振动较大，特别是在负载状态下，振动尤其明显。为此，我们采取增加伸缩机架支撑轮的办法，从而有效解决伸缩机架的振动问题。

2.2皮带跑偏问题

在检查、调试中发现，皮带秤两侧托辊的水平偏差较大，按照皮带秤的安装标准进行重新标定，发现偏差大的地方相差28mm，以致使皮带机产生最大跑偏幅度达62mm。为此，我们对前后偏差较大四组托辊进行调整、垫高，并反复校正，减少相邻托辊间的高度差，从而解决了皮带跑偏问题。

在反复调试并经过链码标定和实物标后，最终得出的计量数据达到设计要求。经过近两年的实际应用，证明完全满足港口的生产要求。皮带秤在伸缩移动式装船的应用，有效提高了港口计量精度和管理水平，进一步优化了装船作业工艺。

3.结束语

皮带秤是企业经济核算的关键设备，在设计时，合理地选用部件配置，提高适应现场环境的能力。使用皮带秤装置，应注意提高操作管理人员的技术水平，正确地选择、安装调试和维护保养，以提高电子皮带秤的应用准确度。

第8篇：传感器设计论文范文

关键词： 高职《传感器原理》 教学实践 教学改革

1.引言

我国的高等职业教育起步于上世纪80年代初期，90年代末期得到迅速发展。其区别于普通高等教育的比较流行的说法是，以职业岗位（或岗位群）的应职应岗能力为目标制订教学计划，并实施教学；且有别于普通高校重视理论教学，而更重视实践技术或技能培训，是以培养技术应用型专门人才为目标的，其培养模式以能力为中心。高职高专传感器原理课程是一门实践性很强的应用技术专业学科。各种传感器及传感技术，是人们正确获取各种信息，解决工程、生产及科研中遇到的各种具体问题的手段，该课程是应用电子、工业自动化、机电一体化、计算机应用等专业的专业课，教学方式有理论教学和实践教学（实验、课程设计）。如何分配两者的教学时数，将理论教学与实践教学有机结合起来，是提高教学质量的关键。

2.加强师资队伍建设，提高教师的实践教学能力

有位学者说：“教师要向学生释放知识的能量，首先自己要有丰富的宝藏；要撒布阳光到人心里，自己心中必须先有一轮太阳。”高职课程教育的特点，要求专业教师既有教学能力，又有该专业的实际工作经验。由于目前很多高职都是由原来的职业高中、中专、技校合并升格而成的，造成大多学校基础课老师多，专业课老师少，尤其是“双师型”教师奇缺，解决这个问题的主要途径有：一是从企事业单位选调符合要求的人员到学校任教；二是聘请“双师型”教师兼职教师；三是选派部分专职教师分批到企业生产一线锻炼或到条件好的实训基地进修；四是在高职教学的改革与实践中，注意培养和造就一批“双师型”、创新型、高素质的优秀教师。基于现今高职的情况，我认为采取后两种途径较为实际。并且通过我校的实践得到很好的体现。

3.加强课程建设，优化理论教学

《传感器原理》是一门理论性和实践性都很强的综合性课程，本课程系统地阐述了传感器的基本原理及有关信号测量电路，内容丰富、新颖，既有应用广泛的结构性传感器，又有正在发展的物性传感器和光导纤维传感器等。学生通过本课程的学习，可以获得比较全面而系统的传感器知识，为以后的工作打下坚实的基础。为了上好一门课，根据高职教学目标，首先要选好教材。近年来随着高等职业教育的进一步发展，适合高职教学的教材得到飞速发展，根据多年的教学实践，我们选择梁森等主编的《自动检测与转换技术》。兴趣是最好的老师。因此我非常重视每一堂课从内容到形式的设计，往往先选择合适的传感器实物导入，首先把该类传感器的工作原理介绍清楚，而后针对实物进行结构介绍，由同学们来完成对传感器实物的原理的叙述，最后作总结、补充。任何教材的编写因为要照顾到各个层面，其内容注重全而精。高职培养目标主要是为本省和当地的经济建设服务，所以要求我们围绕这一培养目标，要有所侧重。浙江省是自动化、仪表制作大省，而本地汽车、摩托车仪表生产企业较多，汽车、摩托车仪表中所用传感器为磁电、光电、霍尔传感器、流量、电容等。根据这个特点，在教学的安排上加强这方面所用到传感器的介绍，如磁电、光电、霍尔传感器，甚至加强磁、光物理知识的介绍，达到学生的理解和学习。

4.实践性教学形式多样，方法灵活

4.1实验室仪器的教学

实验是《传感器原理》的基础，也是实践性教学最常用的形式。在整个教学过程中其具有举足轻重的作用。其实验内容应是综合性和设计性的，首先通过综合性实验了解各种传感器的工作原理和特性，掌握各种传感器的参数的测试方法，加深对课本理论知识的理解；其次通过设计性实验达到电路方案的分析比较、设计计算、元件选择、安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。从元器件选择、安装调试等环节考虑，我们选择光电传感器实验为设计性实验内容，通过实验让学生掌握常用的光电器件及其基本的应用电路的设计和工作原理。

4.2参观教学与生产实践

根据当地企业生产传感器的情况，在学习完某类传感器的工作原理后，选择一次参观教学很有必要，参观教学也是一种学习，通过参观进一步了解传感器的工作原理和在实践中的应用，同时通过参观学习，既了解传感器的生产工艺和过程，安装调试的感性知识，又提高同学们学习传感器的兴趣。条件允许的话，还可让同学亲手安装调试，体验生产实践的操作过程。

4.3课程设计

为了更好地突出课程的应用性特点， 我们安排一周时间进行课程设计的教学内容，它是综合利用所学传感器知识完成一个传感器应用系统设计并在实验室实现。

其主要目标：

4.3.1通过解决一两个实际问题，巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。

4.3.2培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

4.3.3通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选择、安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。

4.3.4掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。能在教师的指导下，完成课题任务。

4.3.5了解与课题有关的电子线路及元器件工程规范，按课程设计任务书的要求编写设计说明书，正确反映设计和实验成果，正确绘制电路图等。

4.3.6培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。其成绩评定按以下标准执行：理论设计方案，演示所设计的系统，总成绩40%；设计报告，占总成绩20%；回答教师所提出的问题，占总成绩的30%；考勤情况，占总成绩的10%；考核成绩分为优、良、中、及格和不及格。

5.改革现行考核办法，树立全面考试观

考试是教育效果测量的主要形式，也是教学达标的重要环节。同时其结果对教师的组织教学工作起重要的作用。

5.1在考试考核方法选择方面

常规的考试方法是教师出题或建立试题库，采用闭卷形式，而且所考的内容往往是记忆的理论知识点，学生只要死记硬背住，就能获得较高的分数。造成同学平时学习不用功，考前临时抱佛脚，其结果使得很多高职高专学生学习兴趣不高，学习枯燥乏味。针对传感器原理课程是一门应用型课程，其考核也应体现这一特点。我们采用其一，开卷笔试（期中考试、期末考试），其考核内容为分析一些含传感器的实际应用电路，要求分析其工作原理；或采用学过传感器原理画出设置图，画出设计应用电路原理框图，简要说明检测、控制系统的工作原理。其二，采取论文、设计、调研报告与答辩相结合等方法实现对学生的考核（没有课程设计）。

5.2学生课程成绩的评判

根据以上的考核办法，成绩的组成也应充分体现考核方法的多样化，并合理分配各考核方法所占比例，组成传感器原理课程的最后成绩如下表。

注：对于已安排课程设计的，论文、调研报告可以实验操作形式考核定成绩。

6.结语

经过对2008、2009、2010届高职学生《传感器原理》课程的教学实践，可以看到学生对学习该课程的兴趣提高了，课堂教学不再是枯燥乏味的，教与学的互动性提高了，而且学生毕业设计的大多选有关传感器内容的，更重要的是毕业生毕业后能较快适应角色，受到用人单位的好评。

参考文献：

[1]李滨孙.树立新时代正确的人才观，质量观和教学观加快高职高专教学改革与建设[J] .柳州职业技术学院学报，2002（2）.

[2]刘陆平.关于高职高专电工电子课程教学改革的探讨.北京，科技咨询导报，2006（18）.

[3][日]高桥.清编， 颜生先，石永富译.传感器技术入门 . 北京，国防工业出版社，1985.

第9篇：传感器设计论文范文

【关键词】单片机；磁场检测；磁传感器；A/D模块；显示器

1.引言

管道系统广泛应用于国民经济的各个重要部门，如石油化工、天然气、冶金、水利等，大部分都用作气体或流体的承压运输，管道系统的工作环境恶劣，承受运输的气体或流体的压力、土壤和各种化学物质的侵蚀，使管道内部的潜在缺陷逐渐变成破裂而引起泄漏，污染人民的生活环境并且影响工业生产，所以对现有的管道系统进行无损检测有很大的意义。

由于管道绝大多数采用导磁性能良好的高碳钢或者合金钢值制成，很适合于利用磁性检测法进行检测。同时，磁性检测法具有现场适应性强，不受油泥等非导磁材料的影响，成本较低，易于实现等优点，研究的焦点主要集中在磁性检测法，目前，用于检测管道的宏观损伤的磁性检测法主要有磁粉检测法、漏磁场检测法和磁通检测法。

2.磁传感器的选取

此处是检测缺陷漏磁场，一般缺陷漏磁场在OG、4OOG范围内。为了检测漏磁场，可以用的传感器有线圈和霍尔元器件。霍尔元器件和线圈的灵敏度一般，霍尔器件的灵敏度一般都在10mV/mA*kG，线圈的灵敏度也差不多。线圈可以做得很小，也即它的空间分辨力可以较高，但线圈的一致性不好。而霍尔器件是现成的芯片，有多种芯片可以选择，一致性会比线圈的高，很适合于多传感器的场合。综合以上的优缺点，我选霍尔元器件作为漏磁场传感器。本课题选用Allegro公司的线性霍尔传感器uGN3503uA型芯片，它是一种低噪声输出型霍尔传感器，5v供电时，灵敏度为1.3mv/G，量程范围为0-900G，当外磁场为零时，它的输出电压值在2.25v-2.75v。

3.传感器放大滤波电路

4.单片机磁场检测硬件系统的设计与实现

4.1系统的设计思路

要测量磁场，必须要有一套传感器的伺动机构，带动传感器探头移动。根据圆形缺陷的理论模型的漏磁场分布，测量的最终目的是提取缺磁场几何图形的正负峰值和正负峰值的间即。由于事先不知道磁场的峰值在何处，所以必须在z轴方向连续测量一段区间，这就要求一个能带动传感器探头做精密移动的装置，结合实际，可以利用老式的绘图仪代替，此处采用小型智能绘图仪：SR一6602，它的步长是0.1mm，即每次最小的移动单元是0.1mm，这完全可以达到实验要求。利用绘图仪带动磁探头做精密移动，有两种测量方式：一是连续移动测量，一是单点测量，即每次测量一个点。连续测量就要求知道绘图仪的移动速度，但绘图仪的移动速度不好测量，且连续测量使从磁传感器输出的电压信号有一定频率，这对后面的滤波电路有一定的要求。此处采用单点测量，这样可以使磁传感器输出的信号近似是直流，这将简化滤波电路，但它的缺点是测量的速度较慢。

PC机在其中其控制作用，协调绘图仪和51单片机等其它几个部分运作。

（1）PC机中通过C语言编程控制串口1按照绘图仪的命令格式向其发送命令。

（2）Pc机通过C语言编程控制串口2向8051单片机系统发送控制命令，接收数据等信息。

4.2绘图仪简介

绘图仪采用一种老式的小型智能绘图仪：SR-6602。用绘图仪不是为了画图，而是利用其移动装置，带动传感器探头做精密移动（步长0.1mm）。它用25针串口RS-232作为接口，所有的命令都必须通过串口来发送接受。

其它的命令都类似，首先按绘图仪命令格式把命令定义成一个数组，然后通过串口发送函数到相应的串口命令。

4.3硬件电路的实现

因为PC机的串口电压与单片机的串口电压不一致，所以采用芯片ICL232来做串口电压转换。为了调试程序的方便直观，还有必要加显示电路作为辅助部分，电路原理如图8所示，采用数码管LED显示管，总共有4个这种单元。

5.结束语

本文以研究各种管道及设备的磁场为背景，根据实际要求，用8051单片机设计了一套磁场的验证系统，本论文主要设计了磁场检测的硬件部分，硬件部分主要有霍尔传感器放大滤波电路和单片机电路，其中单片机电路主要有存储器的扩张、A/D数模转换、串口电路和LED显示部分。根据对磁场检测的要求设计了一整套的试验步骤和方法，对水利及石油管道漏磁检测及许多磁场检测方面提供了应用方案。

参考文献：

[1]金建华.《基于磁性传感器信息融合的在线检测技术与系统》华中科技大学，2001.