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传感器在高中物理新课程实验教学中应用与思考论文
信息技术是用于处理信息、管理信息所采纳的科学技术的总的称谓，简称it。其定义根据所应用的领域、层次及目标的不同而具有多种不同的表达。此文所指的信息技术是在教育教学过程中所应用到的信息技术，是学生及教师在获取信息、管理信息、使用和传播信息的过程中，为了提高学习效率和教学质量所用到的以各种以计算机和多媒体设备为核心的信息技术。物理是自然科学学科中最为精密的一门学科。学生对大多数物理知识规律的认识都需要通过具体的实验或是借助日常生活中的经验来理解，在物理教学中，让学生亲自参与到实验中去学习总结物理规律或是教师借助课堂时间演示实验帮助学生理解认知物理规律，可以使物理知识更加容易地被学生接受；让学生从听实验方法、看实验过程、记实验结果的学习方式转变成亲身体验、动手操作实验的合作自主探究的学习方式，促使学生参与到学习中，让学生体会到学习的乐趣，提高学习物理的积极性，并且还培养了学生的观察能力和动手操作实践能力，对学生全方位素质发展具有深刻长远的影响。
在初中阶段，物理课堂教学多以演示实验的形式让学生直观地认识物理概念和规律，并让学生自己动手做实验验证实验规律来加深对知识的理解。对于初中生来说，他们刚接触到物理，这一阶段的学生思维活跃，好奇心求知欲强，爱动，具有一定的抽象思维能力，但是还需要借助具体的事物支持，让学生亲自动手做实验既可激发其学习物理的积极性，又可引导学生形成严谨、实事求是的人生态度与价值观。
《分子热运动》是人教版初中三年级的物理知识，其中包含了分子的扩散现象、分子动理论、分子间的相互作用力等内容[1]。微观世界的分子较为抽象，而初中生的抽象思维能力又比较弱，所以在教学过程中，教师为了让学生更深刻地了解微观世界的分子，尽可能通过教学媒介将微观世界中的分子直观地表达在学生面前。课堂程序如下：
2回顾及拓展。
2.1知识回顾。
首先，课堂教学的第一个环节回顾物质的构成，那么分子的讲解可以利用多媒体把分子以图片的形式展示在学生面前，构建物理模型，由抽象到具体，微观到宏观，帮助学生清晰的认识到物质是由分子组成。图1为分子模型。
2.2创设情境，引入新课。
在分子的扩散现象这一内容的教学时，实验的方式可以让学生更容易理解掌握。但一节课只有有限的45分钟，那么，用多媒体播放实验录像就打破了课堂上对时间的限制，增大了课堂容量，让结论更加清晰易懂。而且运用flash动画可以让学生全方位的更加清晰的看到整个实验过程，照顾到每位学生，使学生更易理解，且印象深刻，而且节约课堂有限的时间，丰富学生知识，增加课堂容量。例如讲解硫酸铜和水的扩散现象，如图2所示最左边的图中沉在量筒下部的.是密度比水大的硫酸铜溶液，与水有一个非常清晰的界面，放置一段时间就会发现这两种溶液混合均匀，这段时间比较长，若在课堂演示此实验，在宝贵的45分钟课堂时间肯定不能观察出明显的硫酸铜和水的扩散的实验现象。利用多媒体播放记录硫酸铜和水的扩散现象的图片，将物理现象更加直观的展现在学生面前，打破了课堂演示实验时间的局限性。
在高中阶段，有许多的实验原理比较抽象，理解起来较为困难，还因为各种客观条件的限制，许多物理实验都无法严格地按照新课标的要求来进行，导致实验效果较差，而且高中阶段学习比较紧张，传统的教学中学生对于一些实验结果的认识，还是通过教师、课本所得，学生对物理知识的认识并不深刻[2]。合理利用信息技术在很大程度上可以满足这一阶段的教学需求，不仅可以节约时间优化教学，还能提高教学效率，提升教学质量。
高中物理实验的研究内容范围较广，例如宏观的宇宙天体，微观的基本粒子均有涉及，而这些物理实验都是不能在实验教学中得以实现的，还有一些实验设备只有研究实验室才有。但运用3dsmax和flash等软件对难以实现的实验进行多媒体动画模拟，例如地球人造卫星运行的场景模拟(如图3)，核裂变的动画模拟(如图4)，可使学生对这些物理事实有初步的了解，激发学生对宇宙的好奇心和探究宇宙奥妙的积极性。
本科阶段实验大多为验证性的实验，所以实验数据的处理非常重要，需要细心，耐心，实事求是的精神；学生通过操作一些实验仪器进行实验记录相应的实验数据，并加以处理分析，总结得出结论，巩固和加深对理论知识的理解的同时又培养了观察分析问题、动手操作能力与科研能力[3]。
近代大学物理实验中，实验现象的观察分析和数据处理的准确性和科学性是实验是否成功的关键。以密里根油滴实验为例，其采用了反转运动法测量了10个油滴分别上升下降2mm的运动各10次，得出大量的数据，而数据的处理又非常繁琐且易出错[4]。若采用人工计算，耗时又极易出现错误。为解决以上实验数据处理问题，实验中采用visualbasic6.0编程设计的密里根油滴数据处理系统，通过vb内部程序操纵excel应用程序，运用activex技术调用excel，实验效率得到大幅度提高。如图5所示为密里根油滴实验系统数据处理界面。系统通过应用程序快速准确的对录入数据进行处理，减少手工计算的繁琐程序，而且节约时间降低了实验数据处理出错的风险。
5信息技术和物理实验有效结合的过程中需要注意的问题。
物理对实验的科学性和严谨性，实验结果的准确性、真实性都有很高的要求，信息技术的应用的前提就是要符合物理学科精确、科学、严谨的特点；虽然多媒体课件演示实验可以节省课堂时间，但是不能代替实验操作，要注重学生的实践能力，尽可能让学生动手操作；信息技术只是用来辅导物理实验教学的工具，使实验进展更加顺利，不能本末倒置[5]。促进学生全面发展是将信息技术应用于物理实验教学中的最终目的，但学生自身存在个体差异性，在课堂上，信息技术的引入要注意学生的年龄与心理特征等；每个学生的接受能力不同，所以还要注意适当的速度并配以讲解，照顾到每位同学。
6总结与展望。
近年来，随着社会的进步，我国国力的不断壮大，教育领域得到快速发展，科技的进步使教育趋于信息化发展。在物理实验教学中应用现代信息技术，培养了学生的科学探究精神，使课堂容量得以扩大，现代信息技术丰富了教师的教学模式和信息资源，提高了教师的专业素养，进一步提高了教师课堂教学的质量和学生课堂学习的效率[6]。信息技术在物理实验教学中一定会有更加广阔的发展前景，在不久的未来，物理教学将会全面朝着素质教学方向前进，信息技术将会更加全面先进，将会探索出更多更有效的教学方式，优化教学目标和教学过程，促进学生全面发展，培养科技型人才，为国家的快速发展培养后备力量。
参考文献：
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[3]潘琦.浅谈大学物理实验教学的特点[j].科技资讯，，7(10)：2-3.
[5]汪基德.从教育信息化到信息化教育[j].电化教育研究，(9)：5-10.
[6]孙莹.初中物理演示实验中信息技术的应用研究[d].西安：陕西师范大学，2015.
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虚拟仿真技术的发展和应用对医学实验教学产生了很大的影响,特别是对传统的医学实验教学方式和实验模式进行了很大的改进。传统的医学实验教学中,缺少实验的设备和实验的客体,学生的实际操作能力得不到有效的锻炼,所以,对学生的学习和操作能力培养不到位[2]。虚拟仿真技术的应用为学生进行实验操作提供了一定的基础,也实现了对学生的有效培养。目前虚拟仿真技术在医学实验教学中的优势主要体现在以下四个方面。
2.1虚拟仿真技术改善了医学实验教学设备。
在医学实验教学中,对设备的要求比较高,主要包括一些实验用的动物或者尸体、实验用到的仪器和设备以及相关的实验经费等,都对实验教学的有效进行产生了一定的影响。随着社会的发展,解剖学在目前获得了很大的发展,也是医学教学中最基础和最重要的课程,所以,一定的实验设备在教学中是非常关键的,对教学的`有效性影响也很大。目前,虚拟仿真技术的广泛应用和发展,很好的解决了医学实验教学中的这些问题,不但丰富了实验教学设备,学生可以利用虚拟的“尸体”进行操作和实践,也很好的锻炼了学生的实践动手操作能力。
2.2虚拟仿真技术能够提高学生的兴趣。
虚拟仿真技术能够为学生提供相关的实验环境,创造一定的基础性实验条件,同时,还能够实现学生在虚拟的空间环境中和客体进行有效的交流,提高学生对相关内容的认识和理解。虚拟仿真技术在医学试验教学中的应用,能够将声音、图像和相关的多媒体演示功能进行结合,丰富实验教学过程和教学内容,充分的提高了学生的兴趣[3]。同时,将具体的教学内容变得形象和生动,而且有一定的视觉冲击力,方便了学生的理解和掌握,因此,提高了实验教学的效率和质量。比如,在进行细胞膜的教学时,可以利用虚拟仿真技术建立细胞结构,动态化的展示,可以让学生更好的观察和学习。
2.3虚拟仿真技术突破了时间和空间上的限制。
虚拟仿真技术的应用,对传统的医学实验教学产生了很大改变,打破了时间和空间上的限制,学生可以通过虚拟仿真技术对动物的内部结构进行有效的观察,以及实现动态化的观察[4]。比如要了解一些药物的成分和产生的身体反应,在传统的教学中,通过一定的讲述过程是无法实现有效教学的,学生也难以理解。因此,虚拟仿真技术的应用,实现了这些过程的快速进行和变化,同时,将这些反应过程和变化情况能够清晰的表现出来,帮助学生进行学习和理解。
2.4虚拟仿真技术避免了在具体实验中的危险情况。
医学实验过程存在一定的危险性,会对人体的健康产生一定的危害,比如一些感染性的疾病等。所以,随着虚拟仿真技术在实验教学中的应用,避免了学生和实验对象的直接接触,而是通过虚拟的方式产生实验的客体,所以,不需要考虑实验过程中产生一些危险性的因素,因此,对相关的实验进行有很大的帮助。除此之外,虚拟仿真技术也很好的帮助学生积累了临床经验,有效的锻炼了学生的实际操作能力,有利于学生的综合水平提高和发展。结语随着虚拟仿真技术的发展和应用,改善了医学实验教学,虚拟仿真技术的应用,加深了学生对于医学知识的认识和理解,提高了医学实验教学的质量和效率。另外,虚拟仿真技术打破了时间和空间上的限制,完善了实验教学的设备,并有效的避免了在试验中的不安全因素,对医学实验教学具有重要的意义。
参考文献。
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进入21世纪以来,科技力量在人类社会生活中的作用越来越重要,而科技力量的发挥关键在于人才.以往,我国众多学科的教育,包括物理,大多采用传统的“教”与“学”的教学方法,这种应试教育的方法尽管在改革开放以来中国选拔人才中起到了一定的作用,但我们也越来越认识到,这种方法在培养创新型人才上仍然有很大的局限性.随着改革开放进程的发展,国外原本在工商管理、法律和医学教学中采用的案例教学法得到了很大的推广,流传至我国,并取得了很大的'发展.本文就是根据这一情况,分析了案例教学法的背景和重要意义,及其在物理新课程教学中的应用.并举出一实例具体分析了案例教学法在物理教学中的应用.最后,本人探讨了该法在教学中的一些缺点.
作者：许铭生作者单位：汕头市澄海华侨中学,广东汕头,515800刊名：中国科教创新导刊英文刊名：chinaeducationinnovationherald年，卷(期)：“”(6)分类号：g424关键词：案例教学法物理新课程教学
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微课作为新型的教学改革模式，是建立在传统教学基础上但又有所区别的，将微课运用在基础医学教学中，它所具有的优势体现在这几个方面，首先微课以小视频的方式教学，在课堂上由于时间或其他因素，教师进行的实验操作可能存在一些小瑕疵，学生就不能很好去理解，教师在课前备课时就可以提前录制教学内容相关的实验视频，让学生多次观察分析。并且基础医学实验的原理大多抽象复杂，难以理解，微课还可以利用网络平台，让学生在教学网站上查看，合理利用资源，就算教师不在的时候，学生有什么问题也能观看微课学习。在实验课上，一些复杂的实验案例就可以通过微课来展示，如在开设心脏体检的实验课时，分解为心脏的视诊、触诊、叩诊、听诊四个微课内容，边示范边讲解;近距离拍摄，避免了学生因为围观而引起的视觉阻碍;教师讲解的理论知识转化为实践操作，正确的操作示范保证了学生操作的正确性。快速学习教学内容，就能留出更多的时间进行反复多遍的练习。
5结语。
随着教育技术的信息化发展，教学方法也也会通过网络化的模式进行，采用多媒体将会是现代教育的发展趋势，为了适应时代的发展，培养创新型人才，就要跟上发展的步伐，适应并熟悉运用新的教学改革方法。随着微课越来越广泛的普及，使基础医学实验的教学模式向信息化的方向发展，微课是一种新型的教学模式，这种新颖、简单、易懂的教学模式能吸引学生更快更积极地参与到学习中，并且转变模式，不再是以被灌输的模式，而是自己能思考解决问题，教师也从教学转变为引导，学生占主体地位。微课目前也正处于探索研究阶段，研究怎样将其引进教学中，怎样合理地在医学教学中运用到微课的教学方式，切记盲目的运用微课教学模式，要有目的，明确制作内容且与基础医学实验教学相关的，不能脱离课堂，在教学的设计制作上要求教师加强操作能力，来提高微课运用，为医学教育提供优质资源。
传感器在高中物理新课程实验教学中应用与思考论文
随着科学技术的迅速发展,医学实验教学方面出现了许多的新技术和应用,对医学教学产生了很大的影响。其中虚拟仿真技术是目前比较先进的技术应用,且获得了广泛的应用和发展,特别是对计算机技术和多媒体技术的应用,提高了医学实验的教学质量,创新了医学实验教学的模式。虚拟实验教学是一种在计算机技术基础上发展起来的情景模拟技术,能够让用户体验到一种身临其境的感觉,实现和具体的情景接触,产生一定的体验,为实际的操作提供一定的基础。
1虚拟仿真技术的概述。
虚拟仿真技术是在计算机技术的基础上发展起来的新兴的科学技术,是指利用多媒体技术的结合,创造形成一个有视觉、听觉和触觉的虚拟现实环境,让用户体验到一种身临其境的感觉。在这个虚拟的环境中,用户能够感受到空间中客体的存在,也可以和虚拟空间中的客体进行相关的互动,这项技术的应用,主要是加快用户对相关知识的认识效率。虚拟仿真技术涉及的方面比较多,主要包括计算机技术、多媒体技术、网络技术和人工智能技术等,另外,还有计算机的图像处理和模式的识别等,是现代仿真技术的有效发展和外延[1]。虚拟仿真技术的主要特点就是,让用户获得真实的体验,和虚构的客体进行交互,并产生一定的想象。在虚拟的空间中,实验人员可以进行和现实世界中同样的活动和实验,而且受到的外界影响因素比较小,实验产生的效果也更好一些。特别是在医学教学中的应用,能够有效的提高学生的实践能力和创新能力,因此,虚拟仿真技术的应用具有重要的意义。
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摘要：在初中生物实验课中，通过“学案导学”，以学生为学习的主体，教师依“案”而“导”，学生依“案”而“学”，从学案的设计、教师的引导、学生的实验等方面对提高学生综合能力以及提高初中生物实验课堂有效性进行探讨。
关键词：初中生物实验学案导学。
生物学是一门以实验为基础的自然科学，许多生物现象只有通过实验才能得到解释。实验教学在生物课程中的地位非常重要。在生物学的教学中，必须重视对学生的实验能力的培养。初中的学生，尤其是初一和初二的学生，对生物学科的好奇心强，兴趣浓，若能利用这一特点，在初中的起始阶段，通过实验教学，使学生养成正确的实验习惯，培养专业的生物素养，逐步具备实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神，将使学生终生受益。另一方面，由于初中生刚接触生物实验，做实验时，注意力容易分散在实验仪器及用具上，不注意听讲，在实验过程中不能有效操作，使实验课堂的有效性大大降低。有什么办法既能提高实验课堂的有效性，又能关注学生实验能力的培养？笔者经过多年的教学实践发现，“学案导学”能有效解决这一问题。
“学案导学”是以“不待教师教，学生自己能学习”为宗旨，立足于学生的自主学习，教师以创新性、发展性为目标，以学案为载体，以导学为方法，实现学生自学能力、合作能力、创新能力和学科素养共同提高的一种教学模式。下面，笔者以八年级下册第八单元第三章第二节中的一个探究实验《酒精对水蚤心率的影响》（下简称为《酒精》）为例，谈谈“学案导学”在初中生物实验课中的应用。
一、学案的创新设计是“学案导学”的基础。
实验学案的一般组成应包括学习目标、实验过程、学习检测三部分。
学习目标要明确，要求学生运用各种学习手段去完成、落实。这一部分还包含有学习重点、难点，主要的问题与解决的办法，即学习准备。
实验过程可按照“提出问题――作出假设dd制定计划dd实施计划dd得出结论dd表达和交流”这种科学探究的一般过程来设计。如《光对鼠妇生活的影响》、《酒精对水蚤心率的影响》等探究实验。
学习检测是为巩固所学知识以达到学习目标进行的练习，选题要力求典型，有梯度，力争全部学生均能完成基础题，优秀学生能完成拓展题，使各类学生均可在原有水平上有所提高。布鲁纳曾经说过：“最好的动因是学员对所学材料有内在的兴趣。”要激发学生这种内在的动力，需要一份让学生感兴趣的学案。结合教材和学生的特点，我认为学案的设计应在上述基础上有所创新：
1、加入情境内容。
创设一定的情境，使学生身临其境，进入角色，容易激起学生的兴趣，调动学习的积极性。在《酒精》一例中，我以“水蚤国国王离奇暴毙”为诱导，结合当时热播的电视剧中的人物“古灵精探”，创造出浓厚的情境氛围，学生很快就表现出极强的好奇心，想了解当中的原因，也就有了做实验的兴趣。
2、结合生活设计层层深入的问题。
问题是激发学生探索和求知的重要手段，其设计是学案设计的关键环节。问题的设置不仅要有一定的科学性、启发性、趣味性，还要有一定的层次和梯度，循循善诱，层层深入。如《酒精》中，我先让学生思考“用什么方法来说明酒精会影响水蚤的心率？”，继而提问“白酒和啤酒对水蚤心率的影响一样吗？”，联系生活，引导学生阅读资料，按照科学探究的一般步骤，一步一步完成实验。
二、教师的引导是“学案导学”的关键。
导学的目的，就是采用一定的教学手段，引导出学生潜藏的且能够解决问题的知识联系和能力，从一种潜质转变为现实。对于初中生物实验教学来说，导学的目的就是为了少教，“不教”，让学生针对问题多思考，多交流。导学是让学生能在主动学习，主动探求，主动交流，主动应用的学习活动过程中，使学生的“自我”得到充分发展，充分体现学生的主体地位。在“学案导学”的课堂教学的五个阶段中，教师的引导是关键。
1、示案导学阶段。
教师把学案发给学生以后，通过创设有效的教学情境，引导学生阅读学案，明确学习目标，并激发学生的思考。在《酒精》一课中，创设情境后，教师马上引导学生思考引发“水蚤国王”死亡的原因，从而联想酒精对水蚤心脏的影响，继而查找喝酒对人类健康影响的资料，通过比较后，作出问题的假设。
2、引导讨论阶段。
在学生确定研究的问题后，教师可组织学生分组讨论问题，然后巡班指导，并在这个时候进行个别的辅导，提醒学生做好学案的记录。
学生的分组要提前做出干预，确保组员的层次性，提高分组讨论的效率。在学生的交流过程中，可引导学生尝试解答学案中提出的主要问题。如《酒精》的实验中：“为什么可以用水蚤来做实验？”“水蚤心跳很快，如何数水蚤的心率？”等。
3、集思广益阶段。
教师根据课堂学生实验收集到的反馈情况，引导学生归纳出规律性的知识，通过梳理概括，总结在学案上，使知识系统化。学生通过对比、分析、综合把感性认识上升到理性认识。同时，教师要注重培养学生以创新为本的价值理念，注重引导学生总结解决问题的方法，提高学生应用知识的能力。
5、迁移应用阶段。
教师要善于在总结阶段引导学生完成学案中精心设计的课堂练习，引导学生通过习题训练迁移获得新知，达到知识的融会贯通。如《酒精》一课中，便可设计这样一个练习：“如果您是一个医生，如何劝告人们避免水蚤国王暴毙的悲剧？”学生在教师的引导下思维活跃，纷纷在学案上写上了“给广大群众的健康建议”等应用于生活实际的内容。这个阶段是学生是否理解实验目的的检验，更是一种创新思维能力的培养。引导时还要注意做到以下几点：
（1）要创设民主的氛围，倡导自由讨论。
（2）在“互问互答”环节中要不断引导学生，在一位学生发言后，允许其他学生的补充，或者请另一位学生来判断前一位学生讲得对不对，为达到分层教学的目的，可以要求部分学习能力较强的学生发表自己的观点的同时要说明理由。
（3）教师要充分备课且对课堂有较强的驾驭能力。自由讨论的课堂不同的意见较多，对教师的调控能力及知识修养有较高的要求，教师要善于处理“放”与“收”、互问与互答、主题与个性化问题等几方面的关系，既要使学生各抒已见，又不能干扰课堂正常进行，更不能偏离主题，要做到课堂秩序活而不乱，高质量的完成教学任务。
三、学生的自主学习是有效实验的核心。
学生实验是初中生物实验课堂中学生学习活动的一个不可缺少的重要组成部分。在学生实验中，学生的观察能力，合作能力、探究能力，分析问题、解决问题的思维能力，以及动手操作技能都得到了锻炼与提高。但实验课和一般的.授课对学生有不同的要求，最明显的不同是学生必须要动手做。传统的实验课往往是教师教，学生做，教师先讲清了每个实验的内容、操作步骤、注意事项、实验目的和全过程，然后让学生按教师要求完成实验，这种教法一成不变，学生的思维难以发散。“学案导学”教学模式提倡学生的自主学习，自主探究，体现出学生是实验活动的主体，这就要求教师要在课堂上敢于放手，让学生主动接手。
（1）要让学生接手，必须在学案的设计上重视教学目标的设计，明确学生的学习，不但要学知识，更重要的是通过知识的学习，通过实验的操作，培养解决问题、分析问题的能力，培养学生灵活的思维，提高学生的实践能力。把固化的思维变灵活，让灵活的思维更灵活，让每一个学生都能实践体验。
（2）在教学组织形式上，改变单一的“教师教，学生做”的教学形式，给学生一定空间和时间，放手让学生自己动手设计实验方案，归纳和总结实验要点。学生对实验现象的质疑也可以改变教师“一言堂”解疑释难的方式，可以把“假设与结论不一致”“实验现象不明显”等问题交给学生，组织学生讨论，分析实验操作可能产生的误差或错误的操作等。
（3）“学案导学”为学生创造了一个宽松和谐的学习环境，建立了教师与学生、学生与学生之间的学习共同体，营造了民主平等的师生关系。教师鼓励学生大胆质疑，培养学生的想象力和发散思维，允许学生提出不同的看法，无论什么问题，都不是把现成答案讲授给学生，而是让学生积极主动地寻找解决问题的最佳途径。在探求知识的过程中培养和锻炼了学生的创新精神和创新意识。
美国心理学家布鲁纳认为：“知识的获得是一个主动的过程，学习者不应是信息的被动接受者，而应是知识获取的主动参与者。”在初中生物实验课上应用“学案导学”，突出学生主体地位，结合学生实验和学习的主观能动性，提高了学生生物实验的能力和学科素养，也有效提高了生物实验课堂的教学效果。
参考文献：
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传感器论文
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传感器论文
为了提高传感器整体抗耦合性，各支路传感器结构须具有很好抗扭、抗弯曲能力。本文根据力学分析，将板环结构改为圆环内嵌十字梁结构，圆环内嵌十字梁结构集合了板环结构线性好、输出灵敏度高、刚性好的优点，同时具备工作区应变稳定、对称、抗弯曲、抗扭转等特性。其力学模型如图3所示。圆环内嵌十字梁结构测量的是梁上的拉/压应力，当环受拉向或压向载荷作用时，垂直与水平直径位移方向相反，在十字梁的根部(图3(b)中1，2，3，4处)会产生弯曲和拉伸两类变形，其中拉伸应变可通过全桥接线测量，环上的弯曲应力具有很好的对称性，因此，传递到梁上的工作应变为纯拉/压应变，工作应变区如图3(b)的1，2，3，4处。本文利用solidworks软件为对优化前后样机进行仿真受力分析，比较工作区应变，验证优化结构的合理性。仿真时对优化前后的传感器都进行装配体受力分析，严格按照实际参数(材料、约束、配合、载荷)进行仿真。载荷施加方法:在轴向载荷基础上附加额外的弯矩与扭矩，测试其对工作应变区影响。两结构施加载荷大小、方向、作用点都一致，其中对于扭矩加力，是直接施加于上端铰座面上;对于弯矩加力，是在同一面上施加侧向力荷来等效，如图4。根据仿真的结果，得到的数据由表1所示。由仿真数据可得:1)优化后支路传感器的抗耦合力矩能力明显强于未优化传感器的抗耦能力。比如:在附加100力矩时，优化后的传感器其微应变值增加了(1105－951)×10－6=154×10－6，而未优化的传感器微应变值增加了(1510－956)×10－6=554×10－6，因此，优化后的结构其抗扭能力大大加强。2)优化后支路传感器的抗侧向力的能力明显强于未优化传感器的抗侧向能力。比如:在附加测向力为200n时，优化后的传感器其微应变值增加了(1215－951)×10－6=264×10－6，而未优化的传感器微应变值增加了(1460－956)×10－6=504×10－6，因此，新结构抗侧向力效果明显。2．3支路传感器的优化结构根据以上的.分析结果，新的支路传感器利用了各种去耦方式，得到的总体结构如图5所示。
依据要研制的传感器量程和精度，设计了相应的标定系统，该系统的实现主要是通过比对的方法来进行，在施加力的路径上串联一个高精度的s型传感器，精度为0．03%，满足本系统要求。将优化前后传感器在完全相同的试验条件下进行加载并记录测量结果，利用线性解算法求解各自的映射关系矩阵，最后验证比对测量精度。试验标定过程中对传感器6支路通道依次进行标定，每路各取不少于6个标定点，并进行递增、递减加载各3次，然后对递增、递减的标定数据进行均值化处理即为最终的标定数据。对于六维力传感器，解耦的优劣和传感器的精度息息相关，一个方向的加载很难对传感器的解耦能力做出全面的评价，截至目前为止，大部分的论文只是在试验时只是加载了一维力，只有个别的文章提及到二维加载［11］，还没有三维加载的试验数据。本文为了验证传感器的耦合情况，进行了三维复合加载，标定数据见表2～表4。
3结束语。
本文设计了一种基于at89s52单片机和ds18b20数字温度传感器的温度采集报警系统，对软硬件设计进行详细说明。该设计具有结构简单、精度高和稳定性好等优点，适用于粮仓、电力机房、轴瓦、空调、冰箱和工农业等领域，ds18b20单总线和多点式测温特点使其扩展性加强，具有广阔的市场前景。
传感器测试技术论文
摘要：建构主义学习理论强调学习是主动的知识建构过程。结合传感器与测试技术课程特点，从设计教学流程、规范教学六大要素、构建“点、线、面”相结合的教学模式、实施多种教学方法和手段以及多元化、全过程的综合评价体系等方面，详细介绍了用建构主义学习理论指导课程研究型教学的实践活动。
关键词：建构主义学习理论研究型教学教学模式评价体系。
研究型教学是与创新性教育相适应、以“学生为中心”的教学模式，是教师以课程内容和学生的学识积累为基础，引导学生创造性地运用知识和能力，自主发现问题、研究问题和解决问题，在研讨中积累知识、培养能力和锻炼思维的新型教学模式[1]。而建构主义学习理论提出学习是一个积极主动的建构过程，强调学生对知识的主动探求、主动发现和对所学知识的主动建构[2]。教学过程则是充分利用情境、协作、交流会话等环境要素，调动学生的主动性、积极性和创新精神，提高教学质量和效率。可见将建构主义学习理论运用到研究型教学实践中，会起到事半功倍的效果。传感器与测试技术课程具有以下的特点：工程实践性强；涉及的专业知识面广、知识点多、综合性强；传感器和测试技术本身发展迅速。结合课程特点，深入阐述建构主义学习理论指导下的传感器与测试技术课程的研究型教学实践。
1建构主义学习理论的知识观和学习观。
建构主义学习理论最早是由认知发展领域最有影响力的瑞士著名心理学家皮亚杰在20世纪60年代提出的，他认为儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的认识，从而使自身的认知结构得到发展。后来又有许多心理学家和教育学家，如维果茨基、奥苏贝尔、布鲁诺等发展了建构主义学习理论，从而形成较完整的理论，它对学生的学习方式、教师的教学方式以及师生间的关系都产生了重要的影响，并逐渐成为研究与实施素质教育的重要理论依据[2]。
1.1知识观。
建构主义学习理论认为世界是客观存在的，但每个人是以自己的经验为基础来建构现实[2]。知识不是从外部输入人内心的，而是在与外部作用的过程中在人的心灵内部建立起来的[3]。知识并不是对现实的准确表征，它是一种解释、一种假设，而不是问题的最终答案，会随着人类的进步而出现新的假设。另外，知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外，尽管我们通过语言符号赋予知识一定的外在形式，甚至这些命题还得到了较普遍的认可，但这并不意味着学习者会对这些命题有同样的理解。因为这些理解只能由个体学习者基于自己的经验背景建构起来，这取决于特定情境下的学习历程。
1.2学习观。
学习过程是学习者从外界选择性地知觉新信息，然后进行主动构建并生成意义的过程[4]。学习者通过对外部信息的选择和加工，通过新旧经验之间的相互作用，构建自己知识，为“理解而学习”是建构性学习的核心目标。学习者通过构建自己对各种问题的理解形成自己的观点，而不仅仅是记住别人已经研究出来的结论[5]。学习者的知识构建过程受到教师指导、学生参与、周围环境等因素的影响。教师与学生之间以教学内容为中介形成双向互动关系，可以更好地激发学生主体作用的发挥，促进学生积极构建知识。学习活动要发生则必须满足两个条件：学生的背景知识与新知识有一定的相关度、新知识的潜在意义能引起学生情感的变化。学习活动发生后，通过与其他学生和教师的不断交流和沟通，在自己原有知识的基础上完成新知识的建构。
2.1设计课程教学流程，规范课程教学六大要素。
建构主义学习理论强调“教学情境”“协作”以及“知识主动建构”，基于该理论指导，根据“科学引领工程、工程引入教堂、教员在研究中教、学员在实践中学”的教学理念，以“知识、素质、能力综合培养”为课程目标，设计了传感器与测试技术课程教学流程（如图1所示）。规范了课程的讲授、教材、作业、讨论、实践训练、考核等课程教学六大要素，使每个环节都有实施依据和具体实施方法。
2.2采取以点、线、面相结合的方式构建新的教学模式。
解决传感器与测试技术课程中理论与实践相结合及学时少、内容多、要求高的问题。突出专业基础教学的综合性、系统性，体现现代仪器及测试科学和技术的相互关联和完整性。
“点”指以课程教学六大要素为单元，课程重点讲授核心知识点，重点引导学生把握科学的思维方式和研究方法；讲授内容宽而新，以仪器学科的应用为大背景，引导学生了解传感器基本原理、在工程中的应用。“线”指以理论课程体系、实践课程体系、科研训练体系为三条主线，探索研究型教学体系。理论课程体系由理论型课程教学单元构成，强调对传感器基本原理的掌握；实践课程体系由基础型、综合与研究型实验构成，强调通过基本技能训练、综合能力培养、开放研究实验的锻炼，培养创新意识；科研训练体系由课程设计、学科竞赛、课题研究等构成，锻炼工程实践能力，提高创新能力。“面”指以教学科研结合型的教师队伍和学科的整体实力来铰链点与线，建设立体化的应用型教学模式。课程内容注重先进性和科学性，将最新军事应用科研成果转化为教学资源，使学生尽早参与科学研究训练，接触科学前沿。同时让学生接受教师研究和教学文化的熏陶及严谨的学术作风的浸润。这是培养学生自主研究性学习能力的一个重要环节，也是培养学生创新思维的主渠道，同时对教学队伍的建设提出了更高的要求。
2.3实施“从单元构建系统，从系统细化到单元”的教学手段和方法。
贯穿传感器原理、结构及应用这一主线，设计了一套适合本课程的教学进程，对不同的教学内容方法不同，在不同的教学阶段方法不同，对不同传感器的特点，具体的教学手段也不同。
2.3.1按不同课程内容实施不同教学模式。
不同传感器具有不同的特性，在教学中设计了不同的教学手段。如电感式传感器部分，差动变压器灵敏度特性是教学难点，教学思路是“先做实验，主动探究”。先讲授差动变压器的工作原理，而对特性部分不予讲解，接着布置实验内容，学生通过实验得出“电压频率在一定范围内时灵敏度不变”这一规律。学生在自问为什么时，会主动根据差动变压器的工作原理和公式作进一步推导。压电式传感器的教学思路是“搭建支架，分析比较”。两种典型的压电材料石英晶体和压电陶瓷，由于其具有不同的结构和特性，所以两种压电式传感器在稳定性、灵敏度、价格和抗干扰性方面有很大区别，学生只要掌握了压电材料的基本特性，即可自己分析得出两种压电传感器的特性。如计量光栅，教学思路是“创造情境，丝丝入扣”，包括以下几步：(1)以学生熟悉的测量转速光电传感器为例，提出是否可以用光电传感器来测量位移。(2)大家分组讨论，提出设计方案。这时有学生提出，可以把光电传感器中的开孔圆盘拉直变成开槽板，并拿出事先准备的一张均匀刻槽的纸，现场演示了学生的思想—这是光栅的雏形。(3)分析方案的可行性。即测量的精度、实际系统中光电接收元件的安装等问题。(4)讨论并改进方案。学生的方案提高精度可以通过减小槽的距离，进一步让学生分析这种思路的技术可行性和难点。于是引出用2块光栅交叠，并请大家伸出双手演示著名的“莫尔条纹效应”。至此，学生已经基本明白了光栅数字位移传感器测量位移的基本原理。(5)配合演示动画，让大家分析光栅的特点。
2.4多元化、全过程的综合评价体系研究。
该课程涉及对基本原理的掌握、对测试系统的设计，评估学生的能力需要建立更加科学合理的评估模式。教学评价系统遵循学习过程评价和教学目标管理相结合的基本原则，以研究学习过程的知识获取（如传感器原理）、探索研究（如测试技术应用与最新发展）、思维创新（如测试系统设计）等要素为评价因子，以完成教学大纲要求的教学目标进行评价，考核重点从获取知识量向知识、能力、综合素质的评价转移，形成多元化、全过程“合格+拔尖”的综合评价系统。最后成绩考核包括平时作业、卷面成绩、课程设计综合评估。作业包括课本习题/调研报告、资源检索等，作业可以通过网络提交。第一次课的作业是请学生跟踪调研新型传感器、测试技术或测试系统发展动态，后续的课堂中，适当安排些调研比较充分的学生做汇报、研讨，教师再进行点评。课程中期布置了课程设计、自行车测速系统的设计，不限传感器类型。每个小组上交传感器设计说明书，并根据条件实现传感器部分或全部环节的制作。各小组代表发言，时间不超过10分钟，小组成员可随时补充，其他组学生可随时提问，对相互间的不同观点可据理力争，甚至驳斥。最后，教师再逐一点评，和学生一起评价出最佳设计奖。这种研讨课的教学效果超过了预期设想。每组选用了不同的传感器进行测速，设计方案五花八门，并从传感器选型、电源、安装、成本、误差分析、实用性等方面全面分析，考查学生全面掌握课程核心知识点的情况以及分工、合作、沟通的能力。
3结束语。
建构主义学习理论指导下的研究型教学，迎合了创新型人才培养的大方向，不仅提高了教师教学理论水平和教学科研能力，同时也促进了学生的全面发展，参加各种科技创新的学生人数激增，并且作品质量有很大提升。但建构主义学习理论在教学实践中的运用并不是生搬硬套，如何在传感器与测试技术迅速发展、教学理念不断与时俱进的情况下，探索更科学的教学模式，切实提高学生的创新意识和创新能力，还需继续实践和探索。
参考文献。
[4]张大均。教育心理学[m]。北京：人民教育出版社，1999.
[5]顾琳。建构主义热的冷思考[j]。当代教育科学，2007(1)：7-10.
传感器论文
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。
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。
求如下：1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。
要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定.因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制.
在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指针.
2、灵敏度的选择。
量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理.但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度.因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽员减少从外界引入的厂扰信号.
传感器的灵敏度是有方向性的.当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好.
3、频率响应特性。
传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好.
传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低.
在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差.
4、线性范围。
文档为doc格式。
物理论文
日食是一种自然天文现象，并不常见，属于天文学研究的一种。
日食被定义为日面被月面遮掩而变暗甚至完全消失的现象。
那么日食是如何来的?日食又分哪几种呢?
日食，又作日蚀，在月球运行至太阳与地球之间时发生。
这时对地球上的部分地区来说，月球位于太阳前方，因此来自太阳的部分或全部光线被挡住，因此看起来好像是太阳的一部分或全部消失了。
日食只在朔，即月球与太阳呈现合的状态时发生。
日食分为日偏食、日全食、日环食。
观测日食时不能直视太阳，否则会造成失明。
日食是月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。
在地球上月影里(月影：月亮投射到地球上产生的影子)的人们开始看到阳光逐渐减弱，太阳面被圆的黑影遮住，天色转暗，全部遮住时，天空中可以看到最亮的恒星和行星，几分钟后，从月球黑影边缘逐渐露出阳光，开始发光、复圆。
由于月球比地球小，只有在月影中的人们才能看到日食。
月球把太阳全部挡住时发生日全食，遮住一部分时发生日偏食，遮住太阳中央部分发生日环食。
发生日全食的延续时间不超过7分31秒。
日环食的最长时间是12分24秒。
我国有世界上最古老的日食记录，公元前一千多年已有确切的日食记录。
日全食发生时，根据月球圆面同太阳圆面的位置关系，可分成五种食象：初亏、食既、食甚、生光、复圆。
月球表面有许多高山，月球边缘是不整齐的。
在食既或者生光到来的瞬间月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时，未遮住部分形成一个发光区，像一颗晶莹的“钻石”;周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”，整体看来，很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒，叫“钻石环”。
有时形成许多特别明亮的光线或光点，好像在太阳周围镶嵌一串珍珠，称作“贝利珠”。
日全食之所以受重视，更主要的原因是它的天文观测价值巨大。
科学史上有许多重大的天文学和物理学发现是利用日全食的机会做出的，而且只有通过这种机会才行。
最著名的例子是19的一次日全食，证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。
日全食之类的天文现象，要说与人们的日常生活、吃喝拉撒，确实是没有什么直接关系。
但是，它代表了一种终极的人文关怀，代表了一种对大自然的极度热爱，代表了对支配万事万物的自然铁律的一种永恒的好奇和敬畏，一个国家、一个民族，不能缺少这些关怀、这些热爱、这些好奇和这些敬畏。
测力传感器设计的应力集中论文
摘要：文中介绍了在测力传感器的设计过程中经常运用的两种应力集中的设计原则。按照这两种应力集中的原则，对弹性体进行结构设计，能够收到提高测力传感器的测力精度和测力灵敏度的良好效果。
一、概述。
对于电阻应变片式测力传感器（以下简称“测力传感器”）来说，弹性体的结构形状与相关尺寸对测力传感器性能的影响极大。可以说，测力传感器的性能主要取决于其弹性体的形状及相关尺寸。如果测力传感器的弹性体设计不合理，无论弹性体的加工精度多高、粘贴的电阻应变片的品质多好，测力传感器都难以达到较高的测力性能。因此，在测力传感器的设计过程中，对弹性体进行合理的设计至关重要。
弹性体的设计基本属于机械结构设计的范围，但因测力性能的需要，其结构上与普通的机械零件和构件有所不同。一般说来，普通的机械零件和构件只须满足在足够大的安全系数下的强度和刚度即可，对在受力条件下零件或构件上的应力分布情况不必严格要求。然而，对于弹性体来说，除了需要满足机械强度和刚度要求以外，必须保证弹性体上粘贴电阻应变片部位（以下简称“贴片部位”）的应力（应变）与弹性体承受的载荷（被测力）保持严格的对应关系；同时，为了提高测力传感器测力的灵敏度，还应使贴片部位达到较高的应力（应变）水平。
由此可见，在弹性体的设计过程中必须满足以下两项要求：
（1）贴片部位的应力（应变）应与被测力保持严格的对应关系；
（2）贴片部位应具有较高的应力（应变）水平。
为了满足上述两项要求，在测力传感器的弹性体设计方面，经常应用“应力集中”的设计原则，确保贴片部位的应力（应变）水平较高，并与被测力保持严格的对应关系，以提高所设计测力传感器的测力灵敏度和测力精度。
二、改善应力（应变）不规则分布的“应力集中”原则。
在机械零件或构件的设计过程中，通常认为应力（应变）在零件或构件上是规则分布的，如果零件或构件的截面形状不发生变化，不必考虑应力（应变）分布不规则的问题。其实，在机械零件或构件的设计中，对于应力（应变）不规则分布的问题并非不予考虑，而是通过强度计算中的.安全系数将其包容在内了。
对于测力传感器来说，它是通过电阻应变片测量弹性体上贴片部位的应变来测量被测力的大小。若要保证贴片部位的应力（应变）与被测力保持严格的对应关系，实际上就是保证在测力传感器受力时，弹性体上贴片部位的应力（应变）要按照某一规律分布。在实际应用中，对于弹性体贴片部位应力（应变）分布影响较大的因素主要是弹性体受力条件的变化。
[1][2][3][4]。
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。
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。
2智能化（smart）。
智能化传感器（smartsensor）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。
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4～20ma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highwayaddressableremotetransducer。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electronicnose（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cyranose320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，cyranose320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（wirelessnetworked）。
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（wirelesssensornetworks）这个概念，却是近几年才发生的事情。
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。
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。
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。
传感器论文
根据上面的原理可知，基于stewart结构的六维力传感每一个支路如果只受到拉压方向的力，则测量的结果将比较准确，如果有耦合力进入该支路传感器，则由于耦合的影响，传感器的精度会降低，并且耦合因素是降低传感器精度的一个重要原因，因此，就需要设计合理的结构将耦合应力影响降到最小，从而提高测量精度。本文在结构解耦设计上，主要在2个方面进行改进:一是尽量减少耦合力的引入;另一方面是尽量提高结构的抗耦合能力。
1．1支路去耦结构优化设计。
传感器维间耦合的产生是在主测量载荷作用时会伴随着非测量方向载荷的干扰影响。根据stewart六维力传感器的特点与工作原理，传感器耦合形式主要是各支路传感器会受到额外的弯曲和沿轴线的扭转作用。对此，本文设计了一种支路传感器去耦结构可以很好地减小耦合扭曲、弯曲的影响。它由球头球窝组件、十字槽链接杆部件等部分构成，如图2所示。设计思路如下:1)将传统的球铰面接触改为锥头球窝的点接触，连接杆一端为锥状半球型，套入在半球形的窝中，基本实现点接触，这样，在对传感器施加力时，力比较集中，大大减小了杂散力的影响，提高了载荷传递的稳定性，并且通过接触面的减小降低了耦合影响。2)在连接杆上加工可等效为弹性铰链的正交十字槽结构，当有弯曲力矩施加到支路传感器上时，由于有弹性铰链效应，弯曲力矩的影响将会大大减小，使得力传递基本上按照设计的方向进行，力的传递越集中，传感器的精度就越高。