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物理傳感器論文（通用18篇）篇一

新課程標準對信息技術與物理課程的整合提出了具體要求，尤其是將傳感器列入中學物理課程。提出“了解常見傳感器及其應用，體會傳感器的應用給人們帶來的方便”。

實驗是物理的基礎。要做實驗就離不開測量。傳統的物理實驗是將各種物理量（如溫度、時間、力、加速度等）轉化為長度進行度量。傳感器則是將各種物理量轉換成電信號，人們對電信號作出進一步的分析和處理。傳感器進入中學物理實驗室，成為信息技術與物理課程整合、教育手段現代化的一個新突破口。過去實驗測量工具器材是水銀溫度計、打點器、天平，現在則是用力的傳感器、溫度傳感器、電磁傳感器來探測物理量，顯示物理實驗數據，運用計算機強大的計算功能探索物理規律。學生在這樣的環境下體驗“做科學”的探究過程，來實現科學素質的培養。

借助數字化實驗室提供的先進技術手段突破傳統實驗手段的限制，大幅度改進原來做不出、做不好的實驗，變“不可見”為“可見”，由“抓不住”到“抓得住”，將“不好做的”轉變為“好做的”。

一、變不可見為可見。

將力傳感器用于超重、失重實驗，使用位移傳感器研究加速度。

超重、失重是生活中的常見現象，電梯升降、神舟號在太空中遨游時航天員的失重現象等，學生們都能一一列舉出來。然而如何從物理學的規律出發來認識超重、失重的原因，卻是一個教學難點。原因是學生看不到超重、失重過程中壓力的變化。超重、失重現象發生在物體變速運動的過程中，按照傳統實驗裝備只能用彈簧測力計測量壓力的變化；而且在課堂中演示超重、失重所經歷的時間又很短暫，學生根本看不清彈簧測力計示數，更談不上記錄數據，提供給學生作為分析的依據。而引入力的傳感器，便解決了這個問題。

在學習牛頓第二運動定律時，利用傳統實驗器材，學生只能通過物體的運動速度、位移間接地計算出物體加速度的大小，而且也只能研究勻加速運動物體的加速度。利用力的傳感器和位移傳感器設計實驗，直接測量出了物體運動過程受到的外力和加速度的數值，并利用計算機繪制出了力和加速度一一對應關系的圖線，提高了實驗的直觀性和課堂教學效率。并且，由于傳感器實驗不受物體運動情況的限制，學生還可以研究做非勻加速運動物體的加速度，使學生很容易理解牛頓第二運動定律的瞬時性，很快突破了難點。

二、由抓不住到抓得住。

將電流傳感器用于自感現象實驗。

在自感現象實驗教學中，閉合開關通電，出現了一個燈泡先亮，一個燈泡后亮的現象。這是由于電磁感應引起通過兩個燈泡的電流不同產生的自然現象。以往教師只能通過理論分析電流的變化情況，學生無法直接觀察到電流變化的情況，只能被動接受教師的分析，頭腦中很難有形象的物理情景作支撐，形成了教學中的一個難點。我們引入電流傳感器，將電流的變化記錄為圖像，使學生直觀地看到了自感對電流的影響，幫助學生認識了自感現象的本質。在這個基礎上，教師又啟發學生從電磁感應的理論出發來分析斷電時自感現象中電流的變化情況，并利用電流傳感器實時記錄電流變化圖像，印證學生分析推理的正確與否。在這個過程中，學生由被動地聽講變成主動參與，在積極地對話交流過程中，加深了對自感現象本質的理解。這樣不但解決了傳統實驗儀器不能直觀反映出本質現象的弊端，增強了教學效果，而且還加強了學生的主動參與，大大提高了課堂教學的效率。

三、將不好做的轉變為好做的。

同時使用力傳感器和光電門傳感器進行向心力研究。

在以往的向心力教學中，由于理論推導和實驗證明都很困難，教師只能直接給出向心力公式，無法進行任何理論推導和實驗證明。而利用力傳感器和光電門傳感器，可以直接獲得一個做圓周運動物體所受到向心力、線速度的數據，進而從數據分析中得到向心力公式。

四、對傳統實驗進行“再挖掘”，開發其潛在的教育和教學功能。

在信息技術的支持下，探究式教學模式可以發揮更大的作用。探究式教學是以探索、研究物理規律為出發點，以實驗活動為中心，以學生的可持續發展探究能力的培養為根本的一種教學方法。

傳統的教學方法使學生從道理上得到了一個合法邏輯的結論，然而在實際中什么是動量，什么是沖量，什么是動能，為什么動能的.定義要有一個1／2的系數？學生是沒有感性認識的。在運用傳感器進行動能定理、動量定理的教學過程中，教師鼓勵學生充分利用實驗創設的真實情景，在實驗全過程中主動地進行探索、學習，教師則加強對學生問題的了解，并加以適當的指導，盡可能調動學生的積極性；同學們在解決問題時討論、互助、合作，通過處理實驗的一系列數據，“發現”新規律，“定義”新的物理量。

這種打亂原有教材內容安排的教學過程，要求的計算量非常大，學生應用計算機已有的程序處理數據，大大提高了課堂效率，體現了信息技術對物理教學的整合。探究式教學不是以定律、公式的灌輸為中心，而是以學生為主體，使學生從發現者和探索者的角度出發，從物理數據中，自己得到客觀世界的規律，教師在其中并不扮演教化者的角色，而是從旁邊點撥和指導，讓學生在研究和歸納的過程中，感性地理解物理變化及其規律。這樣學生最終不僅可以更深入地理解物理學的現象，而且可以學會物理學的一種精神――獨立思考、大膽假設和嚴謹探索實驗的科學精神。

物理傳感器論文（通用18篇）篇二

摘要：物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理真理和概念，都是通過反復的實驗發現的。在高中物理的學習中，學生能通過物理實驗，在物理學習中聯系生活，從物理實驗操作的實踐中獲得物理知識。因此，在高中物理教學中，教師需要重視實驗教學，針對不同層次的學生靈活應用實驗教學。

物理實驗正是物理學的基礎。學者們通過合理猜想、實驗探究發現世界的真理。因此，在高中物理的教學中，需要培養學生的動手操作能力和實驗探究能力就需要重視物理的實驗教學。這樣，才能培養出更具有創新能力、實踐能力、動手能力的學生，促進學生的全面發展。

一、認識實驗在物理教學中的重要性。

物理實驗教學可以給學生強烈的視覺沖擊，同時可以讓學生將實驗與日常生活的物理現象聯系在一起，加深學生對所學知識的印象。物理實驗教學，對學生以下幾個方面的能力有重要影響：

1.激發興趣，自主探究。

實驗具有鮮明的現象，學生受到視覺的沖擊，對于實驗的結果和現象有著更為深刻的印象。同時，通過對現象的觀察，發現問題，激發學生對于物理學習的興趣，并且在學生對于自己的觀察所得有所疑惑時，加以引導，便會更進一步培養學生的自主探究能力。

2.提高觀察能力和動手操作能力。

教師如果一味地教授理論知識，而忽視對學生觀察能力和動手能力的培養，這樣不僅不利于學生對所學知識的認識，也不利于學生的全面發展。而物理實驗教學，讓學生通過自主的操作實驗，其對自主觀察到的實驗結果印象更為深刻，對于實驗所涉及的知識點的了解也會更加深刻，同時，學生的自主探究能力和基本實驗技能也得到了提高。

3.培養學生的創新能力。

通過探究實驗，學生的主觀能動性得以發揮，學生通過自主學習，能夠進一步激發學生的學習潛能。同時，物理實驗中，某一個控制變量的變化，實驗結果往往會有較大的差異，學生可以通過探究問題出現的原因，學會從多個角度思考問題，這樣有利于培養學生的創新能力。

二、實驗在物理教學中的.實踐性應用。

目前，受物理實驗室和物理實驗器材的局限，學生所進行的物理實驗大部分是小組實驗。小組實驗能培養學生的協作能力和自主探究能力，然而，在目前的物理教學中，物理小組實驗的教學往往沒有得到重視。因此，下面提出幾點物理實驗教學的建議：

1.端正學生對物理實驗的態度。

許多學生認為實驗與考試無關而忽視物理實驗，這樣，()不利于學生對所學知識的深刻認識和理解。因此，教師首先需要引導學生正確認識物理實驗對于物理學習的重要意義。首先教師可以通過講述物理知識背后的小實驗，讓學生認識到實驗是物理學的基礎。

此后，教師可以通過課堂演示實驗，讓學生對于物理知識有一定的感性認識，幫助學生更好地認識和了解物理實驗的具體內容，讓物理實驗教學達到預期的教學效果。

2.幫助學生明確觀察的目標。

每個物理實驗都有其針對性和目的性，因此，學生在進行物理實驗時，或在自主設計小組物理實驗步驟的時候都應首先明確實驗的目標。只有明確實驗目的后，才能了解實驗，而實驗教學的效果也更顯著。

3.針對不同階段，教師應該采用不同的實驗教學方式。

在學生動手能力和實驗設計能力較低時，教師應設計合理的實驗方案，引導學生進行探究式實驗。學生剛剛開始接觸一個新的物理實驗時，往往對于實驗的了解太少而無法順利完成實驗。此時，需要教師加以耐心的引導，幫助學生明確實驗的目的，理清實驗的步驟和思路。

學生通過小組合作，進行實驗方案設計時，教師可以提出幾點注意事項和要求，幫助學生明確實驗的內容、要求和目標。此外，教師需要關注學生在實驗中小組合作的效率，解答學生在實驗設計和實驗操作中的問題，同時不斷吸取教學經驗，改良實驗教學的方法。

同時，教師可以根據學生所設計的實驗方案發現學生物理學習中的盲點和易錯點，讓教師更好地了解學生。通過小組合作的實驗設計，充分發揮學生在物理學習中的主體地位，培養學生的協作能力、自主性、積極性、探究能力以及創新精神。

5.重視實驗總結。

印象。

如果學生的實驗成功，學生在完成報告時，可以發現實驗成功的關鍵要素，并且能夠牢記在心。而如果學生的實驗失敗，學生可以在完成總結報告時，尋找失敗的原因，對影響實驗結果的因素有更為深入的認識。

6.教師需要重視提高自身的物理實踐操作的專業水平。

學生對實驗的態度和實驗流程的認識、實驗理念的認知都來源于教師。因此，教師需要不斷進行自我完善，關注實驗的細節。特別是在實驗演示教學中，教師應嚴格要求自己，進行演示操作應更應嚴謹、規范，注意實驗的每一個細節。教師作為示范者，應引導學生正確認識物理實驗，嚴肅對待物理實驗，并認真進行自主探究實驗。

物理來源于生活，而物理的概念來源于重復性的實驗。實驗是物理研究的重要部分，是物理學的基礎。因此學校與教師應該重視高中物理教學中的物理實驗教學，認清物理教學的重要性，教師在不斷完善自身的物理實驗操作專業水平的同時，應幫助學生端正對物理實驗的態度，培養學生的實驗技能與實驗設計能力，激發學生對物理學習的興趣和探究精神。

參考文獻：

［1］張玉國。淺談實驗在高中物理教學中的重要性［j］。中國校外教育，（26）。

［2］茍舉強。淺談高中物理教學方式的多樣化［j］。學周刊，2013（26）。

［4］王作印。高中物理探究式實驗課堂構建［j］。太原城市職業技術學院學報，2013（08）。

（作者單位甘肅省慶陽市鎮原縣鎮原中學）。

物理傳感器論文（通用18篇）篇三

1.1電子傳感器的表現特征。

電子傳感器主要是通過電子技術對設備進行檢測的裝置,將電子傳感器安裝到電氣系統中,能夠對設備運行狀態進行動態的監管,并將監測信息通過電子信號的方式進行傳遞,在實際使用過程中的主要特征包括以下兩個方面。

1.1.1電子傳感器的數字性信號傳播特點。

電子傳感器的應用主要是以電子科技與網絡技術為主導的,因此,數字性是傳感器的主要使用特征。近幾年,電氣系統設備不斷進行更新換代,使得技術部門對監測技術的要求逐步提升。在此基礎上,電力單位通過引進數據信息處理技術以及網絡信息資源平臺的構建,進一步提升了電子傳感器的實際使用價值。具體來講,新型電子傳感器通過對電氣系統進行數據信息的全面收集、記錄,對設備運行的狀態進行監控,然后將觀測數據轉化為電子信號,通過信號接收、發送端口,進行信號傳輸,實現自動檢測、全方位控制的管理目的。

1.1.2電子傳感器信號傳播的安全性。

由于電子傳感器具有以電子信號傳遞為主的信息輸送特點,因此,保證信息接收、發送的安全性,是監測系統的另一個重要特征。傳統的電力管理系統通常沒有專門的監控調度設備,這在一定程度上增加了電力設施管理的難度,降低了系統運行的安全防護保障,使得故障問題頻發。在此基礎上,配置電子傳感器不僅可以通過在線監測對電力系統進行自動化管理,還可以進一步加強信息傳遞的安全性,保證調度系統的穩定運行。

1.2在電氣系統運行中配置電子傳感器的重要意義。

電力企業應在保證電氣設備安全運轉的基礎上,提升整體供電質量。然而,傳統的電氣設備管理監控模式,由于信息傳遞速率較慢、對系統的監控不全面等問題,使得安全防御工作缺乏實效性,短路、線路損毀、設備老舊、漏電等事故頻發,不僅造成了如火災、爆炸等安全問題,還為設備的健康運行埋下了安全隱患。針對這種情況,配置電子傳感器,不僅可以提升在線監測的時效性與全面性,還能有效排除設備的安全隱患,提升電力系統的整體監控力度。

2電子傳感器的應用功能。

電力運行的整體系統,由多種設備、機械構成,常見的'設備包括發電機、斷路器以及接地網等,這些機械設備被統稱為電氣設備,為供電系統的建設提供基礎硬件條件。當前階段,電力產業的現代化進程正在不斷推進,電網鋪設工程項目逐年增加,基礎電氣網絡的不斷建設、完善,使得人們對電氣系統的運行提出了更高的安全要求。

2.1電子傳感器的技術原理。

電子傳感器的監測功能是基于網絡信息技術與電子技術的支持得以實現的,通過電子技術建立控制管理系統,使用網絡信息技術搭建監測平臺,并在此基礎上設立信息資源庫(內容包括數據、文字、圖像、影音等)。技術人員可以通過網站的授權,以用戶的身份登錄,對電氣設備進行狀態查詢、管理,傳感網絡對查詢關鍵詞進行搜索并顯示出來,進一步對監管控制系統提供支持。

2.2傳輸功能。

基于電子傳感器的電氣設備監控的傳輸系統,是系統的圖像信號通路,便于向系統進行圖像、聲音等信號的傳輸,在電子傳感器的加入下傳輸部分能夠準確將數據信息傳送至指定位置。此外,設計者還將相關人工智能技術、識別與處理技術應用在傳輸部分,并做好傳感器內控裝置的調度,進而建立了自校準、自診斷、自決策、自組織等智能傳感技術系統,這在一定程度上提高了系統信號傳遞的效率。

3結語。

在電力運行程序中安裝電子傳感器,不僅能夠提升技術小組對電力設備運行狀態的監測力度、對安全隱患進行排查、提升系統的防護水平,還能從根本上對設備運行環節的風險進行管控,確保系統的運行效率。新型的電子傳感設器以電子技術與網絡信息技術為指導,通過電子信號傳輸數據,在提升監測工作實效性的同時,保證了信息傳遞的安全性與穩定性。

參考文獻。

[1]夏浩,阮嘉烽,張晨等.基于無線傳感器網絡的電氣設備在線監測系統[j].科學與信息化,(33).

物理傳感器論文（通用18篇）篇四

摘要：電力資源作為社會現代化發展的基礎能源,其系統運行的安全性與穩定性,對人們的正常供電需求有著直接的影響。為此,在電力系統中安裝新型的電子傳感器,不僅可以提升供電網絡的安全防護能力,還可以利用自動監測功能,為系統的控制提供更加精確、全面的數據支持。

關鍵詞：電子傳感器;自動監測;數據支持;。

電力系統的監測工作主要是指通過電子傳感器感應設備、巡查人員檢測等方式對系統運行狀態進行監管,降低安全隱患。電子感應設備通過自動化的檢測、控制,可以在提升風險管理專業化水平的同時,實現電力資源的合理配置,具有較高的應用價值。

物理傳感器論文（通用18篇）篇五

傳統的化學實驗教學，學生只能夠通過書本或者是教師的講解來獲得化學知識，對于一些物質變化和微觀物質的運動只能夠靠頭腦想象來理解，多媒體技術的應用就使得一些微觀物質的運動通過多媒體課件來變成動態、立體、有形的物質，這樣一些抽象難懂的化學知識就變得極其容易理解，教師也可以利用多媒體技術來將金屬的冶煉過程進行展示，尤其是對于中職的學生來說，由于課程時間較短，學生較多，導致了學生的注意力下降，而多媒體技術能夠集中學生的注意力，將金屬的冶煉技術和冶煉的原理呈現給學生，這樣學生對于整個金屬冶煉的過程就會有著清晰的認識，從而激發了學生學習的興趣。

1。2提高了化學實驗的準確性。

學生在化學實驗的過程中，由于化學物質的.特殊性，一旦實驗失敗，極容易發生危險，在這樣的情況下，學生就會產生畏懼的心理，對于化學實驗失去興趣。多媒體技術的引用，學生可以在電腦上進行實驗的操作，對于實驗操作有著一定的了解，對于錯誤的地方要明確的標出，還要掌握正確的方法，從而提高學生學習的效率，化學實驗的準確性也能夠在一定程度上得到提升。

1。3能夠提高學生對于化學實驗的理解和數據處理的能力。

化學實驗教學的過程中涉及到一些極其抽象的原理和概念，而多媒體技術能夠很好的將這些微觀的物質展現出來，學生就能夠對這些抽象的原理和概念進行理解。例如電解飽和食鹽水在講解的過程中，需要制作三維動畫來對電解過程中微觀的動態進行了解，這樣電解飽和食鹽水在電解的過程中所有的微觀原理學生就能夠充分的掌握。利用動畫對電極反應的過程進行模擬，學生在腦海中就會留下深刻的印象，而且一些比較復雜的作圖實驗學生利用計算機就可以進行，對于實驗數據通過計算機軟件中的excel就能夠處理，趨勢圖也會更加的精確，直觀又簡單。

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物理傳感器論文（通用18篇）篇六

信息技術是用于處理信息、管理信息所采納的科學技術的總的稱謂，簡稱it。其定義根據所應用的領域、層次及目標的不同而具有多種不同的表達。此文所指的信息技術是在教育教學過程中所應用到的信息技術，是學生及教師在獲取信息、管理信息、使用和傳播信息的過程中，為了提高學習效率和教學質量所用到的以各種以計算機和多媒體設備為核心的信息技術。物理是自然科學學科中最為精密的一門學科。學生對大多數物理知識規律的認識都需要通過具體的實驗或是借助日常生活中的經驗來理解，在物理教學中，讓學生親自參與到實驗中去學習總結物理規律或是教師借助課堂時間演示實驗幫助學生理解認知物理規律，可以使物理知識更加容易地被學生接受；讓學生從聽實驗方法、看實驗過程、記實驗結果的學習方式轉變成親身體驗、動手操作實驗的合作自主探究的學習方式，促使學生參與到學習中，讓學生體會到學習的樂趣，提高學習物理的積極性，并且還培養了學生的觀察能力和動手操作實踐能力，對學生全方位素質發展具有深刻長遠的影響。

在初中階段，物理課堂教學多以演示實驗的形式讓學生直觀地認識物理概念和規律，并讓學生自己動手做實驗驗證實驗規律來加深對知識的理解。對于初中生來說，他們剛接觸到物理，這一階段的學生思維活躍，好奇心求知欲強，愛動，具有一定的抽象思維能力，但是還需要借助具體的事物支持，讓學生親自動手做實驗既可激發其學習物理的積極性，又可引導學生形成嚴謹、實事求是的人生態度與價值觀。

《分子熱運動》是人教版初中三年級的物理知識，其中包含了分子的擴散現象、分子動理論、分子間的相互作用力等內容[1]。微觀世界的分子較為抽象，而初中生的抽象思維能力又比較弱，所以在教學過程中，教師為了讓學生更深刻地了解微觀世界的分子，盡可能通過教學媒介將微觀世界中的分子直觀地表達在學生面前。課堂程序如下：

2回顧及拓展。

2.1知識回顧。

首先，課堂教學的第一個環節回顧物質的構成，那么分子的講解可以利用多媒體把分子以圖片的形式展示在學生面前，構建物理模型，由抽象到具體，微觀到宏觀，幫助學生清晰的認識到物質是由分子組成。圖1為分子模型。

2.2創設情境，引入新課。

在分子的擴散現象這一內容的教學時，實驗的方式可以讓學生更容易理解掌握。但一節課只有有限的45分鐘，那么，用多媒體播放實驗錄像就打破了課堂上對時間的限制，增大了課堂容量，讓結論更加清晰易懂。而且運用flash動畫可以讓學生全方位的更加清晰的看到整個實驗過程，照顧到每位學生，使學生更易理解，且印象深刻，而且節約課堂有限的時間，豐富學生知識，增加課堂容量。例如講解硫酸銅和水的擴散現象，如圖2所示最左邊的圖中沉在量筒下部的.是密度比水大的硫酸銅溶液，與水有一個非常清晰的界面，放置一段時間就會發現這兩種溶液混合均勻，這段時間比較長，若在課堂演示此實驗，在寶貴的45分鐘課堂時間肯定不能觀察出明顯的硫酸銅和水的擴散的實驗現象。利用多媒體播放記錄硫酸銅和水的擴散現象的圖片，將物理現象更加直觀的展現在學生面前，打破了課堂演示實驗時間的局限性。

在高中階段，有許多的實驗原理比較抽象，理解起來較為困難，還因為各種客觀條件的限制，許多物理實驗都無法嚴格地按照新課標的要求來進行，導致實驗效果較差，而且高中階段學習比較緊張，傳統的教學中學生對于一些實驗結果的認識，還是通過教師、課本所得，學生對物理知識的認識并不深刻[2]。合理利用信息技術在很大程度上可以滿足這一階段的教學需求，不僅可以節約時間優化教學，還能提高教學效率，提升教學質量。

高中物理實驗的研究內容范圍較廣，例如宏觀的宇宙天體，微觀的基本粒子均有涉及，而這些物理實驗都是不能在實驗教學中得以實現的，還有一些實驗設備只有研究實驗室才有。但運用3dsmax和flash等軟件對難以實現的實驗進行多媒體動畫模擬，例如地球人造衛星運行的場景模擬(如圖3)，核裂變的動畫模擬(如圖4)，可使學生對這些物理事實有初步的了解，激發學生對宇宙的好奇心和探究宇宙奧妙的積極性。

本科階段實驗大多為驗證性的實驗，所以實驗數據的處理非常重要，需要細心，耐心，實事求是的精神；學生通過操作一些實驗儀器進行實驗記錄相應的實驗數據，并加以處理分析，總結得出結論，鞏固和加深對理論知識的理解的同時又培養了觀察分析問題、動手操作能力與科研能力[3]。

近代大學物理實驗中，實驗現象的觀察分析和數據處理的準確性和科學性是實驗是否成功的關鍵。以密里根油滴實驗為例，其采用了反轉運動法測量了10個油滴分別上升下降2mm的運動各10次，得出大量的數據，而數據的處理又非常繁瑣且易出錯[4]。若采用人工計算，耗時又極易出現錯誤。為解決以上實驗數據處理問題，實驗中采用visualbasic6.0編程設計的密里根油滴數據處理系統，通過vb內部程序操縱excel應用程序，運用activex技術調用excel，實驗效率得到大幅度提高。如圖5所示為密里根油滴實驗系統數據處理界面。系統通過應用程序快速準確的對錄入數據進行處理，減少手工計算的繁瑣程序，而且節約時間降低了實驗數據處理出錯的風險。

5信息技術和物理實驗有效結合的過程中需要注意的問題。

物理對實驗的科學性和嚴謹性，實驗結果的準確性、真實性都有很高的要求，信息技術的應用的前提就是要符合物理學科精確、科學、嚴謹的特點；雖然多媒體課件演示實驗可以節省課堂時間，但是不能代替實驗操作，要注重學生的實踐能力，盡可能讓學生動手操作；信息技術只是用來輔導物理實驗教學的工具，使實驗進展更加順利，不能本末倒置[5]。促進學生全面發展是將信息技術應用于物理實驗教學中的最終目的，但學生自身存在個體差異性，在課堂上，信息技術的引入要注意學生的年齡與心理特征等；每個學生的接受能力不同，所以還要注意適當的速度并配以講解，照顧到每位同學。

6總結與展望。

近年來，隨著社會的進步，我國國力的不斷壯大，教育領域得到快速發展，科技的進步使教育趨于信息化發展。在物理實驗教學中應用現代信息技術，培養了學生的科學探究精神，使課堂容量得以擴大，現代信息技術豐富了教師的教學模式和信息資源，提高了教師的專業素養，進一步提高了教師課堂教學的質量和學生課堂學習的效率[6]。信息技術在物理實驗教學中一定會有更加廣闊的發展前景，在不久的未來，物理教學將會全面朝著素質教學方向前進，信息技術將會更加全面先進，將會探索出更多更有效的教學方式，優化教學目標和教學過程，促進學生全面發展，培養科技型人才，為國家的快速發展培養后備力量。

參考文獻：

[2]宋國強.信息技術與高中物理教學整合的實踐與思考[j].物理教師，，25(12)：8-10.

[3]潘琦.淺談大學物理實驗教學的特點[j].科技資訊，，7(10)：2-3.

[5]汪基德.從教育信息化到信息化教育[j].電化教育研究，(9)：5-10.

[6]孫瑩.初中物理演示實驗中信息技術的應用研究[d].西安：陜西師范大學，2015.

物理傳感器論文（通用18篇）篇七

摘要：在初中生物實驗課中，通過“學案導學”，以學生為學習的主體，教師依“案”而“導”，學生依“案”而“學”，從學案的設計、教師的引導、學生的實驗等方面對提高學生綜合能力以及提高初中生物實驗課堂有效性進行探討。

關鍵詞：初中生物實驗學案導學。

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，許多生物現象只有通過實驗才能得到解釋。實驗教學在生物課程中的地位非常重要。在生物學的教學中，必須重視對學生的實驗能力的培養。初中的學生，尤其是初一和初二的學生，對生物學科的好奇心強，興趣濃，若能利用這一特點，在初中的起始階段，通過實驗教學，使學生養成正確的實驗習慣，培養專業的生物素養，逐步具備實事求是的科學態度和勇于探索的科學精神，將使學生終生受益。另一方面，由于初中生剛接觸生物實驗，做實驗時，注意力容易分散在實驗儀器及用具上，不注意聽講，在實驗過程中不能有效操作，使實驗課堂的有效性大大降低。有什么辦法既能提高實驗課堂的有效性，又能關注學生實驗能力的培養？筆者經過多年的教學實踐發現，“學案導學”能有效解決這一問題。

“學案導學”是以“不待教師教，學生自己能學習”為宗旨，立足于學生的自主學習，教師以創新性、發展性為目標，以學案為載體，以導學為方法，實現學生自學能力、合作能力、創新能力和學科素養共同提高的一種教學模式。下面，筆者以八年級下冊第八單元第三章第二節中的一個探究實驗《酒精對水蚤心率的影響》（下簡稱為《酒精》）為例，談談“學案導學”在初中生物實驗課中的應用。

一、學案的創新設計是“學案導學”的基礎。

實驗學案的一般組成應包括學習目標、實驗過程、學習檢測三部分。

學習目標要明確，要求學生運用各種學習手段去完成、落實。這一部分還包含有學習重點、難點，主要的問題與解決的辦法，即學習準備。

實驗過程可按照“提出問題――作出假設dd制定計劃dd實施計劃dd得出結論dd表達和交流”這種科學探究的一般過程來設計。如《光對鼠婦生活的影響》、《酒精對水蚤心率的影響》等探究實驗。

學習檢測是為鞏固所學知識以達到學習目標進行的練習，選題要力求典型，有梯度，力爭全部學生均能完成基礎題，優秀學生能完成拓展題，使各類學生均可在原有水平上有所提高。布魯納曾經說過：“最好的動因是學員對所學材料有內在的興趣。”要激發學生這種內在的動力，需要一份讓學生感興趣的學案。結合教材和學生的特點，我認為學案的設計應在上述基礎上有所創新：

1、加入情境內容。

創設一定的情境，使學生身臨其境，進入角色，容易激起學生的興趣，調動學習的積極性。在《酒精》一例中，我以“水蚤國國王離奇暴斃”為誘導，結合當時熱播的電視劇中的人物“古靈精探”，創造出濃厚的情境氛圍，學生很快就表現出極強的好奇心，想了解當中的原因，也就有了做實驗的興趣。

2、結合生活設計層層深入的問題。

問題是激發學生探索和求知的重要手段，其設計是學案設計的關鍵環節。問題的設置不僅要有一定的科學性、啟發性、趣味性，還要有一定的層次和梯度，循循善誘，層層深入。如《酒精》中，我先讓學生思考“用什么方法來說明酒精會影響水蚤的心率？”，繼而提問“白酒和啤酒對水蚤心率的影響一樣嗎？”，聯系生活，引導學生閱讀資料，按照科學探究的一般步驟，一步一步完成實驗。

二、教師的引導是“學案導學”的關鍵。

導學的目的，就是采用一定的教學手段，引導出學生潛藏的且能夠解決問題的知識聯系和能力，從一種潛質轉變為現實。對于初中生物實驗教學來說，導學的目的就是為了少教，“不教”，讓學生針對問題多思考，多交流。導學是讓學生能在主動學習，主動探求，主動交流，主動應用的學習活動過程中，使學生的“自我”得到充分發展，充分體現學生的主體地位。在“學案導學”的課堂教學的五個階段中，教師的引導是關鍵。

1、示案導學階段。

教師把學案發給學生以后，通過創設有效的教學情境，引導學生閱讀學案，明確學習目標，并激發學生的思考。在《酒精》一課中，創設情境后，教師馬上引導學生思考引發“水蚤國王”死亡的原因，從而聯想酒精對水蚤心臟的影響，繼而查找喝酒對人類健康影響的資料，通過比較后，作出問題的假設。

2、引導討論階段。

在學生確定研究的問題后，教師可組織學生分組討論問題，然后巡班指導，并在這個時候進行個別的輔導，提醒學生做好學案的記錄。

學生的分組要提前做出干預，確保組員的層次性，提高分組討論的效率。在學生的交流過程中，可引導學生嘗試解答學案中提出的主要問題。如《酒精》的實驗中：“為什么可以用水蚤來做實驗？”“水蚤心跳很快，如何數水蚤的心率？”等。

3、集思廣益階段。

教師根據課堂學生實驗收集到的反饋情況，引導學生歸納出規律性的知識，通過梳理概括，總結在學案上，使知識系統化。學生通過對比、分析、綜合把感性認識上升到理性認識。同時，教師要注重培養學生以創新為本的價值理念，注重引導學生總結解決問題的方法，提高學生應用知識的能力。

5、遷移應用階段。

教師要善于在總結階段引導學生完成學案中精心設計的課堂練習，引導學生通過習題訓練遷移獲得新知，達到知識的融會貫通。如《酒精》一課中，便可設計這樣一個練習：“如果您是一個醫生，如何勸告人們避免水蚤國王暴斃的悲劇？”學生在教師的引導下思維活躍，紛紛在學案上寫上了“給廣大群眾的健康建議”等應用于生活實際的內容。這個階段是學生是否理解實驗目的的檢驗，更是一種創新思維能力的培養。引導時還要注意做到以下幾點：

（1）要創設民主的氛圍，倡導自由討論。

（2）在“互問互答”環節中要不斷引導學生，在一位學生發言后，允許其他學生的補充，或者請另一位學生來判斷前一位學生講得對不對，為達到分層教學的目的，可以要求部分學習能力較強的學生發表自己的觀點的同時要說明理由。

（3）教師要充分備課且對課堂有較強的駕馭能力。自由討論的課堂不同的意見較多，對教師的調控能力及知識修養有較高的要求，教師要善于處理“放”與“收”、互問與互答、主題與個性化問題等幾方面的關系，既要使學生各抒已見，又不能干擾課堂正常進行，更不能偏離主題，要做到課堂秩序活而不亂，高質量的完成教學任務。

三、學生的自主學習是有效實驗的核心。

學生實驗是初中生物實驗課堂中學生學習活動的一個不可缺少的重要組成部分。在學生實驗中，學生的觀察能力，合作能力、探究能力，分析問題、解決問題的思維能力，以及動手操作技能都得到了鍛煉與提高。但實驗課和一般的.授課對學生有不同的要求，最明顯的不同是學生必須要動手做。傳統的實驗課往往是教師教，學生做，教師先講清了每個實驗的內容、操作步驟、注意事項、實驗目的和全過程，然后讓學生按教師要求完成實驗，這種教法一成不變，學生的思維難以發散。“學案導學”教學模式提倡學生的自主學習，自主探究，體現出學生是實驗活動的主體，這就要求教師要在課堂上敢于放手，讓學生主動接手。

（1）要讓學生接手，必須在學案的設計上重視教學目標的設計，明確學生的學習，不但要學知識，更重要的是通過知識的學習，通過實驗的操作，培養解決問題、分析問題的能力，培養學生靈活的思維，提高學生的實踐能力。把固化的思維變靈活，讓靈活的思維更靈活，讓每一個學生都能實踐體驗。

（2）在教學組織形式上，改變單一的“教師教，學生做”的教學形式，給學生一定空間和時間，放手讓學生自己動手設計實驗方案，歸納和總結實驗要點。學生對實驗現象的質疑也可以改變教師“一言堂”解疑釋難的方式，可以把“假設與結論不一致”“實驗現象不明顯”等問題交給學生，組織學生討論，分析實驗操作可能產生的誤差或錯誤的操作等。

（3）“學案導學”為學生創造了一個寬松和諧的學習環境，建立了教師與學生、學生與學生之間的學習共同體，營造了民主平等的師生關系。教師鼓勵學生大膽質疑，培養學生的想象力和發散思維，允許學生提出不同的看法，無論什么問題，都不是把現成答案講授給學生，而是讓學生積極主動地尋找解決問題的最佳途徑。在探求知識的過程中培養和鍛煉了學生的創新精神和創新意識。

美國心理學家布魯納認為：“知識的獲得是一個主動的過程，學習者不應是信息的被動接受者，而應是知識獲取的主動參與者。”在初中生物實驗課上應用“學案導學”，突出學生主體地位，結合學生實驗和學習的主觀能動性，提高了學生生物實驗的能力和學科素養，也有效提高了生物實驗課堂的教學效果。

參考文獻：

[2]趙加琛，張成菊..學案教學設計[m].北京：中國輕工業出版社，37～73。

物理傳感器論文（通用18篇）篇八

摘要：信息技術的飛速發展帶來教學的新突破，化學實驗教學作為化學教學的重要部分，引入多媒體技術對于提高學生學習興趣，增強實驗可見度，降低實驗的危害性，使化學概念抽象形象化，培養學生創造力以及豐富學生實驗知識均起著至關重要的作用。

關鍵詞：多媒體教學；化學實驗；直觀。

信息化社會是人類社會發展的必然結果，是人類文明史上的又一次飛躍。從工業生產中悄然興起的信息技術不斷潛入到教育科學領域，成為教育教學工作的又一重要手段。化學教學作為一門以實驗為基礎的自然科學，對現代信息技術有著更大的依賴性。電教媒體這一技術似一縷微風給化學實驗教學帶來新鮮氣息，解決了傳統教學中的種種難題，起到優化實驗教學，激發學生興趣的作用。

一、多媒體教學激發學生的學習興趣。

興趣是成功的基礎，是推動學生自主學習的強大動力。傳統的`教學方式雖然在化學實驗教學中提供了一定的趣味性，但有些化學實驗因其過程復雜，現象不顯，安全性差使得實驗操作很難執行，造成好多實驗無法完成，阻礙了教學活動的進行，而此時多媒體教學的引入克服了這些缺點，使得化學實驗更直觀更形象更易于接受，這種教學方式因其操作靈活簡便，內容豐富激發了學生的好奇心和求知欲，同時培養了學生的學習興趣。

二、多媒體教學增強實驗的可見度。

演示實驗是幫助學生學會實驗基本操作技能的最有效的途徑，對于提高學生對化學學習的積極性和參與程度有很大的作用，因而演示實驗要真正起到演示作用，提高實驗的可見度至關重要。傳統的教學方法一般采用放大實驗儀器，抬高實驗裝置，增加實驗藥品用量以及巡回演示實驗結果的方法，然而實驗儀器放大是有限的，而其他操作方法浪費藥品又浪費時間，且有些現象在實驗瞬間難以觀察，以致影響教學效果，而多媒體技術的引用克服了上述缺陷，提高了演示實驗的效果，增強了實驗的可見度，又能達到預期的目的。

三、多媒體教學降低實驗的危害性。

許多化學實驗具有危險性，如果操作不當，就有可能發生意外事故，在課堂上難以完成實驗演示，因此傳統化學實驗教學的一些錯誤操作只能靠教師講解其錯誤的原因，以及錯誤操作可能帶來的危害，卻不能用實際操作實驗來證明，否則會造成危險。而多媒體技術的引入，既保證學生的安全又保護環境，還達到良好的教學效果。同時可以對實驗中的錯誤操作引起的危害進行真實再現，引起學生重視，幫助學生掌握正確的實驗操作步驟和操作技能。

四、多媒體教學使實驗概念抽象形象化。

在中學化學階段，有的概念是以實驗為主線的。學生在課堂學習過程中，往往重視了概念的記憶輕視了概念的正確理解，因而對于以實驗為主線的概念教學，教師必須把握現代教育手段的應用，利用多媒體技術變抽象為形象，在實驗中做到聲音，圖像，模擬實驗與演示的有機結合，加深理解形成概念，優化認知結構。

例如，可利用多媒體模擬烯烴或炔烴的加聚反應過程，通過動畫模擬斷鍵過程和成鍵方式來加深對加聚反應的掌握。再比如對于一些化工生產過程，接觸法制硫酸等，用多媒體計算機可形象逼真地實現每一步生產過程，強化記憶。

五、多媒體教學培養創造力。

實驗教學發展提出要加強學生的實驗探究能力，讓學生參與到自主設計實驗的教學過程中來。而多媒體技術在化學實驗中起到實驗設計教學，對學生進行化學知識和操作技能的演示教學，有利于培養學生的遷移能力，解決問題的能力，相互協作的能力和創造能力。在多媒體教學“實驗室”中讓學生在實驗室中暢游發揮各自的才能，去探索化學世界。例如：物質的鑒別，通過多媒體實驗室提供學生所需的試劑，由學生選擇各種方法進行實驗并加以判斷，計算機對各種方法所產生的各種現象都會模擬，并正確判斷加以提示，有利于鞏固知識，培養學生的創造力。

六、多媒體教學使實驗知識豐富化。

電教媒體的大信息，大容量，省時，省力的優勢是傳統的教學手段所無法比擬的。化學實驗知識內容豐富，學生課堂學習時間是有限的，要讓學生在有效的時間盡可能地獲得較多的信息，多媒體是最有效的手段。

總之，化學實驗是化學教學的基礎，是提高化學教學質量的重要手段，對幫助學生更好地接受和掌握化學知識有著至關重要的作用。在實驗教學中引入多媒體技術豐富了化學實驗內容，使原來難以操作或者無法操作的實驗實現其可操作性，使化學實驗更直觀更形象。同時教師可以根據教學需要，對實驗進行優化組合，調動學生的積極性，從而使多媒體技術在化學實驗教學中發揮其作用。

物理傳感器論文（通用18篇）篇九

微課作為新型的教學改革模式，是建立在傳統教學基礎上但又有所區別的，將微課運用在基礎醫學教學中，它所具有的優勢體現在這幾個方面，首先微課以小視頻的方式教學，在課堂上由于時間或其他因素，教師進行的實驗操作可能存在一些小瑕疵，學生就不能很好去理解，教師在課前備課時就可以提前錄制教學內容相關的實驗視頻，讓學生多次觀察分析。并且基礎醫學實驗的原理大多抽象復雜，難以理解，微課還可以利用網絡平臺，讓學生在教學網站上查看，合理利用資源，就算教師不在的時候，學生有什么問題也能觀看微課學習。在實驗課上，一些復雜的實驗案例就可以通過微課來展示，如在開設心臟體檢的實驗課時，分解為心臟的視診、觸診、叩診、聽診四個微課內容，邊示范邊講解;近距離拍攝，避免了學生因為圍觀而引起的視覺阻礙;教師講解的理論知識轉化為實踐操作，正確的操作示范保證了學生操作的正確性。快速學習教學內容，就能留出更多的時間進行反復多遍的練習。

5結語。

隨著教育技術的信息化發展，教學方法也也會通過網絡化的模式進行，采用多媒體將會是現代教育的發展趨勢，為了適應時代的發展，培養創新型人才，就要跟上發展的步伐，適應并熟悉運用新的教學改革方法。隨著微課越來越廣泛的普及，使基礎醫學實驗的教學模式向信息化的方向發展，微課是一種新型的教學模式，這種新穎、簡單、易懂的教學模式能吸引學生更快更積極地參與到學習中，并且轉變模式，不再是以被灌輸的模式，而是自己能思考解決問題，教師也從教學轉變為引導，學生占主體地位。微課目前也正處于探索研究階段，研究怎樣將其引進教學中，怎樣合理地在醫學教學中運用到微課的教學方式，切記盲目的運用微課教學模式，要有目的，明確制作內容且與基礎醫學實驗教學相關的，不能脫離課堂，在教學的設計制作上要求教師加強操作能力，來提高微課運用，為醫學教育提供優質資源。

物理傳感器論文（通用18篇）篇十

進入21世紀以來,科技力量在人類社會生活中的作用越來越重要,而科技力量的發揮關鍵在于人才.以往,我國眾多學科的教育,包括物理,大多采用傳統的“教”與“學”的教學方法,這種應試教育的方法盡管在改革開放以來中國選拔人才中起到了一定的作用,但我們也越來越認識到,這種方法在培養創新型人才上仍然有很大的局限性.隨著改革開放進程的發展,國外原本在工商管理、法律和醫學教學中采用的案例教學法得到了很大的推廣,流傳至我國,并取得了很大的'發展.本文就是根據這一情況,分析了案例教學法的背景和重要意義,及其在物理新課程教學中的應用.并舉出一實例具體分析了案例教學法在物理教學中的應用.最后,本人探討了該法在教學中的一些缺點.

作者：許銘生作者單位：汕頭市澄海華僑中學,廣東汕頭,515800刊名：中國科教創新導刊英文刊名：chinaeducationinnovationherald年，卷(期)：“”(6)分類號：g424關鍵詞：案例教學法物理新課程教學

物理傳感器論文（通用18篇）篇十一

時代在進步，教育在改革，網絡時代的覆蓋，為了跟上時代的變遷，培養創新性人才，教學模式也在不斷改變。微課的出現就是對傳統教學模式的轉變，它是將學習內容引進視頻，通過視頻的方式完成教與學的過程，可謂是對傳統教學模式的顛覆，不過其中也包括了重難點的解析及課后反思等。

2微課的概念及特點。

微課是教師在課堂內外教育教學中圍繞重要知識點，視頻教學是微課的核心組成內容。與傳統教學的視頻資料不同，微課還包涵與教學主題有關的教學設計、素材、課件、反思、測試、評價等輔助性教學資源。所以微課既是區別于傳統教學資源的教學模式，又是在其基礎上繼承發展起的新型教學模式。微課所具有的特點是教學時間短，教學內容少，符合學生的認知特點，能提高學習效率。相對于傳統的課堂來說，微課采用的視頻為主的教學模式，教師不再只擔任講授的角色，更多轉變為引導角色;學生也由被動接受轉變為主動探究。微課的主體突出、內容具體，研究的問題來源于教育教學實踐的具體問題，每堂課都會根據其知識點和核心內容教學，主題明確，教學目標單一，內容精簡，知識點針對性強，研究內容易表達，也易理解。

實驗教學是對理論教學的補充，實驗也是很好檢驗學生的動手能力和實際操作能力，基礎實驗教學也是醫學中的關鍵，醫學實驗的發展對醫學的進步起著重要作用，實驗的教學的目的除了進一步加深學生對已掌握的理論知識的理解，對實驗教學的強化，也是對學生動手能力的鍛煉。實驗教學在醫學學習中占重要地位，醫學教育質量也跟基礎醫學實驗教學掛鉤，所以在對實驗的.教學中要深化實驗教育改革，創新實驗教學模式。目前我國的傳統醫學教育存在著一些問題，在教學中都是以傳授知識為主，沒有傳授獲取的方法，通常都是以教師灌輸的方式，學生在學習中比較被動，缺少自己思考創新。特別是實驗教學中，如果一昧的重復驗證性實驗只會使學生覺得枯燥，所以要注意對實驗的合理安排。醫學實驗教學為了使學生對已學知識的深入理解，并且能夠學習基本技能和實際操作方法。

物理傳感器論文（通用18篇）篇十二

1微型化（micro）。

為了能夠與信息時代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力日益增強的技術發展趨勢保持一致，對于傳感器性能指標（包括精確性、可靠性、靈敏性等）的要求越來越嚴格；與此同時，傳感器系統的操作友好性亦被提上了議事日程，因此還要求傳感器必須配有標準的輸出模式；而傳統的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求，所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型傳感器所取代；后者主要由硅材料構成，具有體積小、重量輕、反應快、靈敏度高以及成本低等優點。

目前，幾乎所有的傳感器都在由傳統的結構化生產設計向基于計算機輔助設計（cad）的模擬式工程化設計轉變，從而使設計者們能夠在較短的時間內設計出低成本、高性能的新型系統，這種設計手段的巨大轉變在很大程度上推動著傳感器系統以更快的速度向著能夠滿足科技發展需求的微型化的方向發展。

對于微機電系統（mems）的研究工作始于20世紀60年代，其研究范疇涉及材料科學、機械控制、加工與封裝工藝、電子技術以及傳感器和執行器等多種學科，是一個極具前景的新興研究領域。mems的核心技術是研究微電子與微機械加工與封裝技術的巧妙結合，期望能夠由此而制造出體積小巧但功能強大的新型系統。經過幾十年的發展，尤其最近十多年的研究與發展，mems技術已經顯示出了巨大的生命力，此項技術的有效采用將信息系統的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一個新的高度。在當前技術水平下，微切削加工技術已經可以生產出來具有不同層次的3d微型結構，從而可以生產出體積非常微小的微型傳感器敏感元件，象毒氣傳感器、離子傳感器、光電探測器這樣的以硅為主要構成材料的傳感/探測器都裝有極好的敏感元件[1]，[2]。目前，這一類元器件已作為微型傳感器的主要敏感元件被廣泛應用于不同的研究領域中。

2智能化（smart）。

智能化傳感器（smartsensor）是20世紀80年代末出現的另外一種涉及多種學科的新型傳感器系統。此類傳感器系統一經問世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測器應用領域，如分布式實時探測、網絡探測和多信號探測方面一直頗受歡迎，產生的影響較大。

2.1智能化傳感器的特點。

智能化傳感器是指那些裝有微處理器的，不但能夠執行信息處理和信息存儲，而且還能夠進行邏輯思考和結論判斷的傳感器系統。這一類傳感器就相當于是微型機與傳感器的綜合體一樣，其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機的硬件設備。如智能化壓力傳感器，主傳感器為壓力傳感器，用來探測壓力參數，輔助傳感器通常為溫度傳感器和環境壓力傳感器。采用這種技術時可以方便地調節和校正由于溫度的變化而導致的測量誤差，而環境壓力傳感器測量工作環境的壓力變化并對測定結果進行校正；而硬件系統除了能夠對傳感器的弱輸出信號進行放大、處理和存儲外，還執行與計算機之間的通信聯絡。

通常情況下，一個通用的檢測儀器只能用來探測一種物理量，其信號調節是由那些與主探測部件相連接著的模擬電路來完成的；但智能化傳感器卻能夠實現所有的功能，而且其精度更高、價格更便宜、處理質量也更好。與傳統的傳感器相比，智能化傳感器具有以下優點：

1．智能化傳感器不但能夠對信息進行處理、分析和調節，能夠對所測的數值及其誤差進行補償，而且還能夠進行邏輯思考和結論判斷，能夠借助于一覽表對非線性信號進行線性化處理，借助于軟件濾波器濾波數字信號。此外，還能夠利用軟件實現非線性補償或其它更復雜的環境補償，以改進測量精度。

2．智能化傳感器具有自診斷和自校準功能，可以用來檢測工作環境。當工作環境臨近其極限條件時，它將發出告警信號，并根據其分析器的輸入信號給出相關的診斷信息。當智能化傳感器由于某些內部故障而不能正常工作時，它能夠借助其內部檢測鏈路找出異常現象或出了故障的部件。

3．智能化傳感器能夠完成多傳感器多參數混合測量，從而進一步拓寬了其探測與應用領域，而微處理器的介入使得智能化傳感器能夠更加方便地對多種信號進行實時處理。此外，其靈活的配置功能既能夠使相同類型的傳感器實現最佳的工作性能，也能夠使它們適合于各不相同的工作環境。

5．智能化傳感器備有一個數字式通信接口，通過此接口可以直接與其所屬計算機進行通信聯絡和交換信息。此外，智能化傳感器的信息管理程序也非常簡單方便，譬如，可以對探測系統進行遠距離控制或者在鎖定方式下工作，也可以將所測的數據發送給遠程用戶等。

2.2智能化傳感器的發展與應用現狀。

目前，智能化傳感器技術正處于蓬勃發展時期，具有代表意義的典型產品是美國霍尼韋爾公司的st-3000系列智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器，以及另外一些含有微處理器（mcu）的單片集成壓力傳感器、具有多維檢測能力的智能傳感器和固體圖像傳感器（ssis）等。與此同時，基于模糊理論的新型智能傳感器和神經網絡技術在智能化傳感器系統的研究和發展中的重要作用也日益受到了相關研究人員的極大重視。

指出的一點是：目前的智能化傳感器系統本身盡管全都是數字式的，但其通信協議卻仍需借助于4～20ma的標準模擬信號來實現。一些國際性標準化研究機構目前正在積極研究推出相關的通用現場總線數字信號傳輸標準；不過，在眼下過渡階段仍大多采用遠距離總線尋址傳感器（hart）協議，即highwayaddressableremotetransducer。這是一種適用于智能化傳感器的通信協議，與目前使用4～20ma模擬信號的系統完全兼容，模擬信號和數字信號可以同時進行通信，從而使不同生產廠家的產品具有通用性。

能化傳感器多用于壓力、力、振動沖擊加速度、流量、溫濕度的測量，如美國霍尼韋爾公司的st3000系列全智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器就屬于這一類傳感器。另外，智能化傳感器在空間技術研究領域亦有比較成功的應用實例[6]。

發展中，智能化傳感器無疑將會進一步擴展到化學、電磁、光學和核物理等研究領域。可以預見，新興的智能化傳感器將會在關系到全人類國民生的各個領域發揮越來越大作用。

3多功能傳感器（multifunction）。

如前所述，通常情況下一個傳感器只能用來探測一種物理量，但在許多應用領域中，為了能夠完美而準確地反映客觀事物和環境，往往需要同時測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能傳感器則是一種體積小巧而多種功能兼備的新一代探測系統，它可以借助于敏感元件中不同的物理結構或化學物質及其各不相同的表征方式，用單獨一個傳感器系統來同時實現多種傳感器的功能。隨著傳感器技術和微機技術的飛速發展，目前已經可以生產出來將若干種敏感元件綜裝在同一種材料或單獨一塊芯片上的一體化多功能傳感器。

3.1多功能傳感器的執行規則和結構模式。

概括來講，多功能傳感器系統主要的執行規則和結構模式包括：

（1）多功能傳感器系統由若干種各不相同的敏感元件組成，可以用來同時測量多種參數。譬如，可以將一個溫度探測器和一個濕度探測器配置在一起（即將熱敏元件和濕敏元件分別配置在同一個傳感器承載體上）制造成一種新的傳感器，這樣，這種新的傳感器就能夠同時測量溫度和濕度。

（2）將若干種不同的敏感元件精巧地制作在單獨的一塊硅片中，從而構成一種高度綜合化和小型化的多功能傳感器。由于這些敏感元件是被綜裝在同一塊硅片中的，它們無論何時都工作在同一種條件下，所以很容易對系統誤差進行補償和校正。

（3）借助于同一個傳感器的不同效應可以獲得不同的信息。以線圈為例，它所表現出來的電容和電感是各不相同的。

（4）在不同的激勵條件下，同一個敏感元件將表現出來不同的特征。而在電壓、電流或溫度等激勵條件均不相同的情況下，由若干種敏感元件組成的一個多功能傳感器的特征可想而知將會是多么的`千差萬別！有時候簡直就相當于是若干個不同的傳感器一樣，其多功能特征可謂名副其實。

3.2多功能傳感器的研制與應用現狀。

多功能傳感器無疑是當前傳感器技術發展中一個全新的研究方向，日前有許多學者正在積極從事于該領域的研究工作。如將某些類型的傳感器進行適當組合而使之成為新的傳感器，如用來測量流體壓力和互異壓力的組合傳感器。又如，為了能夠以較高的靈敏度和較小的粒度同時探測多種信號，微型數字式三端口傳感器可以同時采用熱敏元件、光敏元件和磁敏元件；這種組配方式的傳感器不但能夠輸出模擬信號，而且還能夠輸出頻率信號和數字信號.

從目前的發展現狀來看，最熱門的研究領域也許是各種類型的仿生傳感器了，而且在感觸、刺激以及視聽辨別等方面已有最新研究成果問世。從實用的角度考慮，多功能傳感器中應用較多的是各種類型的多功能觸覺傳感器，譬如人造皮膚觸覺傳感器就是其中之一，這種傳感器系統由pvdf材料、無觸點皮膚敏感系統以及具有壓力敏感傳導功能的橡膠觸覺傳感器等組成。據悉，美國merritt公司研制開發的無觸點皮膚敏感系統獲得了較大的成功，其無觸點超聲波傳感器、紅外輻射引導傳感器、薄膜式電容傳感器、以及溫度、氣體傳感器等在美國本土應用甚廣。

與其它方面的研究成果相比，目前在人工嗅覺方面的研究還似乎遠遠不盡人意。由于嗅覺元件接收到的判別信號是非常復雜的，其中總是混合著成千上萬種化學物質，這就使得嗅覺系統處理起這些信號來異常錯綜復雜。

人工嗅覺傳感系統的典型產品是功能各異的electronicnose（電子鼻），近10多年來，該技術的發展很快，目前已有數種商品化的產品在國際市場流通，美、法、德、英等國家均有比較先進的電子鼻產品問世。

“電子鼻”系統通常由一個交叉選擇式氣體傳感器陣列和相關的數據處理技術組成，并配以恰當的模式識別系統，具有識別簡單和復雜氣味的能力，主要用來解決一般情況下的氣味探測問題。根據應用對象的不同，“電子鼻”系統傳感器陣列中傳感器的構成材料及配置數量亦有所不同，其中，構成材料包括金屬氧化物半導體、導電聚合物、石英晶振等，配置數量則從幾個到數十個不等。總之，“電子鼻”系統是氣體傳感器技術和信息處理技術進行有效結合的高科技產物，其氣體傳感器的體積很小，功耗也很低，能夠方便地捕獲并處理氣味信號。氣流經過氣體傳感器陣列進入到“電子鼻”系統的信號預處理元件中，最后由陣列響應模式來確定其所測氣體的特征。陣列響應模式采用關聯法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法對所測氣體進行定性和定量鑒別。美國cyranosciences公司生產的cyranose320電子鼻是目前技術較為先進、適用范圍也比較廣的嗅覺傳感系統之一，該系統主要由傳感器陣列和數據分析算法兩部分組成，其基本技術是將若干個獨特的薄膜式碳-黑聚合物復合材料化學電阻器配置成一個傳感器陣列，然后采用標準的數據分析技術，通過分析由此傳感器陣列所收集到的輸出值的辦法來識別未知分析物。據稱，cyranose320電子鼻的適用范圍包括食品與飲料的生產與保鮮、環境保護、化學品分析與鑒定、疾病診斷與醫藥分析以及工業生產過程控制與消費品的監控與管理等。

4無線網絡化（wirelessnetworked）。

無線網絡對我們來說并不陌生，比如手機，無線上網，電視機。傳感器對我們來說也不陌生，比如溫度傳感器、壓力傳感器，還有比較新穎的氣味傳感器。但是，把二者結合在起來，提出無線傳感器網絡（wirelesssensornetworks）這個概念，卻是近幾年才發生的事情。

傳感器網絡是當前國際上備受關注的、由多學科高度交叉的新興前沿研究熱點領域。傳感器網絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息，通過嵌入式系統對信息進行處理，并通過隨機自組織無線通信網絡以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實現“無處不在的計算”理念。傳感器網絡的研究采用系統發展模式，因而必須將現代的先進微電子技術、微細加工技術、系統soc（system-on-chip）芯片設計技術、納米材料與技術、現代信息通訊技術、計算機網絡技術等融合，以實現其微型化、集成化、多功能化及系統化、網絡化，特別是實現傳感器網絡特有的超低功耗系統設計。傳感器網絡具有十分廣闊的應用前景，在軍事國防、工農業、城市管理、生物醫療、環境監測、搶險救災、防恐反恐、危險區域遠程控制等許多領域都有重要的科研價值和巨大實用價值，已經引起了世界許多國家軍界、學術界和工業界的高度重視，并成為進入年以來公認的新興前沿熱點研究領域，被認為是將對二十一世紀產生巨大影響力的技術之一。

4.2傳感器網絡研究熱點問題和關鍵技術。

傳感器網絡以應用為目標，其構建是一個龐大的系統工程，涉及到的研究工作和需要解決的問題在每一個層面上都很多。對無線傳感器網絡系統結構及界面接口技術的研究意義重大。如果我們把傳感器網絡按其功能抽象成五個層次的話，將會包括基礎層（傳感器集合）、網絡層（通信網絡）、中間件層、數據處理和管理層以及應用開發層。

其中，基礎層以研究新型傳感器和傳感系統為核心，包括應用新的傳感原理、使用新的材料以及采用新的結構設計等，以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應速度、動態范圍、準確度、穩定性以及在惡劣環境條件下工作的能力。

傳感器網絡有著巨大的應用前景，被認為是將對21世紀產生巨大影響力的技術之一。已有和潛在的傳感器應用領域包括：軍事偵察、環境監測、醫療、建筑物監測等等。隨著傳感器技術、無線通信技術、計算技術的不斷發展和完善，各種傳感器網絡將遍布我們生活環境，從而真正實現“無處不在的計算”。以下簡要介紹傳感器網絡的一些應用。

（1）軍事應用。

傳感器網絡研究最早起源于軍事領域，實驗系統有海洋聲納監測的大規模傳感器網絡，也有監測地面物體的小型傳感器網絡。現代傳感器網絡應用中，通過飛機撒播、特種炮彈發射等手段，可以將大量便宜的傳感器密集地撒布于人員不便于到達的觀察區域如敵方陣地內，收集到有用的微觀數據；在一部分傳感器因為遭破壞等原因失效時，傳感器網絡作為整傳感器網絡體仍能完成觀察任務。傳感器網絡的上述特點使得它具有重大軍事價值，可以應用于如下一些場景中：

監測人員、裝備等情況以及單兵系統：通過在人員、裝備上附帶各種傳感器，可以讓各級指揮員比較準確、及時地掌握己方的保存狀態。通過在敵方陣地部署各種傳感器，可以了解敵方武器部署情況，為己方確定進攻目標和進攻路線提供依據。

監測敵軍進攻：在敵軍駐地和可能的進攻路線上部署大量傳感器，從而及時發現敵軍的進攻行動、爭取寶貴的應對時間。并可根據戰況快速調整和部署新的傳感器網絡。

評估戰果：在進攻前后，在攻擊目標附近部署傳感器網絡，從而收集目標被破壞程度的數據。

核能、生物、化學攻擊的偵察：借助于傳感器網絡可以及早發現己方陣地上的生、化污染，提供快速反應時間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現場的詳細數據。

（2）環境應用。

洪災的預警：通過在水壩、山區中關鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器，可以在洪災到來之前發布預警信息，從而及時排除險情或者減少損失。

農田管理：通過在農田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強度、風速等傳感器，可以更好地對農田管理微觀調控，促進農作物生長。

（3）家庭應用。

建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內，獲取室內環境參數，從而為居室環境控制和危險報警提供依據。

智能家居：通過布置于房間內的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器，感知居室不同部分的微觀狀況，從而對空調、門窗以及其他家電進行自動控制，提供給人們智能、舒適的居住環境[16]。

建筑安全：通過布置于建筑物內的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器，發現異常事件及時報警，自動啟動應急措施。

智能交通：通過布置于道路上的速度、識別傳感器，監測交通流量等信息，為出行者提供信息服務，發現違章能及時報警和記錄[17]。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器，特別是生物化學傳感器監測有害物、危險物的信息，最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。

（4）結論。

無線傳感器網絡有著十分廣泛的應用前景，它不僅在工業、農業、軍事、環境、醫療等傳統領域有具有巨大的運用價值，在未來還將在許多新興領域體現其優越性，如家用、保健、交通等領域。我們可以大膽的預見，將來無線傳感器網絡將無處不在，將完全融入我們的生活。比如微型傳感器網最終可能將家用電器、個人電腦和其他日常用品同互聯網相連，實現遠距離跟蹤，家庭采用無線傳感器網絡負責安全調控、節電等。無線傳感器網絡將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網絡，其應用可以涉及到人類日常生活和社會生產活動的所有領域。但是，我們還應該清楚的認識到，無線傳感器網絡才剛剛開始發展，它的技術、應用都還還遠談不上成熟，國內企業應該抓住商機，加大投入力度，推動整個行業的發展。

無線傳感器網絡是新興的通信應用網絡，其應用可以涉及到人類生活和社會活動的所有領域。因此，無線傳感器網絡將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網絡，需要各種技術支撐。目前，成熟的通信技術都可能經過適當的改進和進一步發展，應用到無線傳感器網絡中，形成新的市場增長點，創造無線通信的新天地。

5結語。

當前技術水平下的傳感器系統正向著微小型化、智能化、多功能化和網絡化的方向發展。今后，隨著cad技術、mems技術、信息理論及數據分析算法的繼續向前發展，未來的傳感器系統必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統化。在各種新興科學技術呈輻射狀廣泛滲透的當今社會，作為現代科學“耳目”的傳感器系統，作為人們快速獲取、分析和利用有效信息的基礎，必將進一步得到社會各界的普遍關注。

微波傳感器依靠微波的很多優點，將廣泛地用于微波通訊、衛星發送等無線通訊，和雷達、導彈誘導、遙感、射電望遠鏡中。并且在一些非接觸式的監測和控制中也有很好的應用。

物理傳感器論文（通用18篇）篇十三

對于電阻應變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器”）來說，彈性體的結構形狀與相關尺寸對測力傳感器性能的影響極大。可以說，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關尺寸。如果測力傳感器的彈性體設計不合理，無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應變片的品質多好，測力傳感器都難以達到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設計過程中，對彈性體進行合理的設計至關重要。

彈性體的設計基本屬于機械結構設計的范圍，但因測力性能的需要，其結構上與普通的機械零件和構件有所不同。一般說來，普通的機械零件和構件只須滿足在足夠大的安全系數下的強度和剛度即可，對在受力條件下零件或構件上的應力分布情況不必嚴格要求。然而，對于彈性體來說，除了需要滿足機械強度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應變片部位（以下簡稱“貼片部位”）的應力（應變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴格的對應關系；同時，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應使貼片部位達到較高的應力（應變）水平。

由此可見，在彈性體的設計過程中必須滿足以下兩項要求：

（1）貼片部位的應力（應變）應與被測力保持嚴格的對應關系；

（2）貼片部位應具有較高的應力（應變）水平。

為了滿足上述兩項要求，在測力傳感器的彈性體設計方面，經常應用“應力集中”的設計原則，確保貼片部位的應力（應變）水平較高，并與被測力保持嚴格的對應關系，以提高所設計測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。

二、改善應力（應變）不規則分布的“應力集中”原則。

在機械零件或構件的設計過程中，通常認為應力（應變）在零件或構件上是規則分布的，如果零件或構件的截面形狀不發生變化，不必考慮應力（應變）分布不規則的問題。其實，在機械零件或構件的設計中，對于應力（應變）不規則分布的問題并非不予考慮，而是通過強度計算中的'安全系數將其包容在內了。

對于測力傳感器來說，它是通過電阻應變片測量彈性體上貼片部位的應變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應力（應變）與被測力保持嚴格的對應關系，實際上就是保證在測力傳感器受力時，彈性體上貼片部位的應力（應變）要按照某一規律分布。在實際應用中，對于彈性體貼片部位應力（應變）分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的變化。

彈性體受力條件的變化是指當彈性體受力的大小不變時，力的作用點發生變化或彈性體與其相鄰的加載構件和承載構件的接觸條件發生變化。如果在彈性體結構設計時，未能考慮這一情況，就可能造成彈性體上應力（應變）分布的不規則變化。這方面最典型的實例是筒式測力傳感器（見圖1）。

當筒式測力傳感器上、下端面均勻受力時，在彈性體貼片部位的整個圓周上應力（應變）的分布是均勻的。當上、下兩個端面上受力情況發生變化后，力在兩個端面的作用情況不再是均勻分布的，這時彈性體貼片部位圓周上應力（應變）的分布情況就難以預料了。如果筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比足夠大，彈性體貼片部位圓周上的應力（應變）基本上還是均勻分布。但是，在實際應用中，通常很少能為測力傳感器提供較大的安裝空間位置，因而筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比很難做到足夠大，彈性體貼片部位圓周上應力（應變）將不均勻分布，而且不均勻分布的情況隨彈性體受力情況的變化而改變。在這樣的條件下，彈性體貼片部位的應力（應變）與被測力不能保持嚴格的對應關系，將造成明顯的測力誤差。

為了減小由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差，有些傳感器設計者采取在筒式測力傳感器彈性體上增加貼片數量的方法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應力（應變）分布不均勻的情況測量出來。這樣的處理方法有一定的效果，可以減小彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動的方法，增加的貼片數量總是有限的，還是很難把彈性體上貼片部位圓周上應力（應變）分布不均勻的情況全部測量出來，測力誤差減小的程度不夠顯著。

由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差的實質是彈性體貼片部位圓周上的應力（應變）的不規則分布，如果能使彈性體貼片部位圓周上的應力（應變）分布受到一定條件的約束，迫使貼片部位的應力（應變）按照某一規律分布，因而使得彈性體貼片部位的應力（應變）與被測力基本保持嚴格的對應關系，由此來減小因彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。

對于筒式測力傳感器來說，在承載強度足夠的條件下，如果將彈性體貼片部位圓周上不貼片的部位挖空（見圖2），使得應力只能在未挖空的部位分布，大大改善了應力（應變）不規則分布的情況。或者說，應力（應變）的不規則分布僅僅限于未挖空的部位，并且其不規則分布的程度不會很大。因此，在未挖空的部位粘貼電阻應變片，就能使測得的應力（應變）與被測力基本保持嚴格的對應關系。

上述處理方法實際上出于這樣一個原理：通過某種措施，使彈性體上的應力（應變）集中分布在便于貼片檢測的部位，實現測得的應力（應變）與被測力基本保持嚴格的對應關系，以保證傳感器的測力精度。

作者曾用上述方法對筒式測力傳感器進行改進。改進前的普通筒式傳感器測力誤差大于1%f.s.，改進后（局部挖空）的筒式傳感器測力誤差為0.1~0.3%f.s.，測力精度明顯提高。

若要測力傳感器達到較高的靈敏度，通常應該使電阻應變片有較高的應變水平，即在彈性體上貼片部位應該有較高的應力（應變）水平。

實現彈性體上貼片部位達到較高應力（應變）水平有兩種常用的方法：

（1）整體減小彈性體的尺寸，全面提高彈性體上的應力（應變）水平；

（2）在貼片部位附近對彈性體進行局部削弱，使貼片部位局部應力（應變）水平提高，而彈性體其它部位的應力（應變）水平基本不變。

以上兩種方法都可以提高貼片部位的應力（應變）水平，但對彈性體整體性能而言，局部削弱彈性體的效果要遠好于整體減小彈性體尺寸。因為局部削弱彈性體既能提高貼片部位的應力（應變）水平，又使得彈性體整體保持較高的強度和剛度，有利于提高傳感器的性能和使用效果。

局部削弱彈性體提高貼片部位應力（應變）水平的原理是：通過局部削弱彈性體，造成局部的應力集中，使得應力集中部位的應力（應變）水平明顯高于彈性體其它部位的應力水平，將電阻應變片粘貼于應力集中部位，就可以測得較高的應變水平。

局部應力（應變）集中的方法在測力傳感器的設計中經常被采用，尤其在梁式測力傳感器（如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器）的彈性體設計中被廣泛應用。局部應力（應變）集中方法應用較為成功的當數剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是通過檢測梁式彈性體上的剪應力（剪應變）實現測力的，其彈性體的結構如圖3所示（為了便于說明問題，這里僅以一簡支梁式的彈性體為例）。

由材料力學中有關梁的應力分布知識可知，當梁承受橫向（彎曲）載荷時，在梁的中性層處剪應力（剪應變）最大。如果要檢測梁上的剪應變，應該在梁的中性層處貼片。為了提高貼片處的剪應力（剪應變）水平，可將彈性體兩側各挖一個盲孔（見圖3的2處），盲孔的中心應在中性層處。電阻應變片應該粘貼在盲孔的底面上，即圖3中工字形斷面（a－a剖面）的腹板上。

對于梁形構件來說，其彎曲強度是主要矛盾。在一個梁滿足彎曲強度的情況下，剪切強度一般裕量較大。當在中性層附近挖盲孔后，該截面上腹板上的剪應力（剪應變）明顯提高，然而該截面上的彎曲應力提高很小。因此，剪切梁式彈性體應用局部應力集中方案后，被檢測的剪應變大大提高，使該測力傳感器的靈敏度顯著提高，而對整個梁的彎曲強度影響很小，使整個梁保持了良好的強度和剛度。

四、小結。

在測力傳感器的設計過程中，如能自覺地按照上述兩種應力集中的原則，對彈性體進行結構設計，就能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。靈活、恰當地運用應力集中的原則，對于設計和生產高性能的測力傳感器具有重要的實用意義。

參考文獻。

[1].劉鴻文主編，《材料力學》，高等教育出版社，1979年。

物理傳感器論文（通用18篇）篇十四

為了提高傳感器整體抗耦合性，各支路傳感器結構須具有很好抗扭、抗彎曲能力。本文根據力學分析，將板環結構改為圓環內嵌十字梁結構，圓環內嵌十字梁結構集合了板環結構線性好、輸出靈敏度高、剛性好的優點，同時具備工作區應變穩定、對稱、抗彎曲、抗扭轉等特性。其力學模型如圖3所示。圓環內嵌十字梁結構測量的是梁上的拉/壓應力，當環受拉向或壓向載荷作用時，垂直與水平直徑位移方向相反，在十字梁的根部(圖3(b)中1，2，3，4處)會產生彎曲和拉伸兩類變形，其中拉伸應變可通過全橋接線測量，環上的彎曲應力具有很好的對稱性，因此，傳遞到梁上的工作應變為純拉/壓應變，工作應變區如圖3(b)的1，2，3，4處。本文利用solidworks軟件為對優化前后樣機進行仿真受力分析，比較工作區應變，驗證優化結構的合理性。仿真時對優化前后的傳感器都進行裝配體受力分析，嚴格按照實際參數(材料、約束、配合、載荷)進行仿真。載荷施加方法:在軸向載荷基礎上附加額外的彎矩與扭矩，測試其對工作應變區影響。兩結構施加載荷大小、方向、作用點都一致，其中對于扭矩加力，是直接施加于上端鉸座面上;對于彎矩加力，是在同一面上施加側向力荷來等效，如圖4。根據仿真的結果，得到的數據由表1所示。由仿真數據可得:1)優化后支路傳感器的抗耦合力矩能力明顯強于未優化傳感器的抗耦能力。比如:在附加100力矩時，優化后的傳感器其微應變值增加了(1105－951)×10－6=154×10－6，而未優化的傳感器微應變值增加了(1510－956)×10－6=554×10－6，因此，優化后的結構其抗扭能力大大加強。2)優化后支路傳感器的抗側向力的能力明顯強于未優化傳感器的抗側向能力。比如:在附加測向力為200n時，優化后的傳感器其微應變值增加了(1215－951)×10－6=264×10－6，而未優化的傳感器微應變值增加了(1460－956)×10－6=504×10－6，因此，新結構抗側向力效果明顯。2．3支路傳感器的優化結構根據以上的.分析結果，新的支路傳感器利用了各種去耦方式，得到的總體結構如圖5所示。

依據要研制的傳感器量程和精度，設計了相應的標定系統，該系統的實現主要是通過比對的方法來進行，在施加力的路徑上串聯一個高精度的s型傳感器，精度為0．03%，滿足本系統要求。將優化前后傳感器在完全相同的試驗條件下進行加載并記錄測量結果，利用線性解算法求解各自的映射關系矩陣，最后驗證比對測量精度。試驗標定過程中對傳感器6支路通道依次進行標定，每路各取不少于6個標定點，并進行遞增、遞減加載各3次，然后對遞增、遞減的標定數據進行均值化處理即為最終的標定數據。對于六維力傳感器，解耦的優劣和傳感器的精度息息相關，一個方向的加載很難對傳感器的解耦能力做出全面的評價，截至目前為止，大部分的論文只是在試驗時只是加載了一維力，只有個別的文章提及到二維加載［11］，還沒有三維加載的試驗數據。本文為了驗證傳感器的耦合情況，進行了三維復合加載，標定數據見表2～表4。

3結束語。

本文設計了一種基于at89s52單片機和ds18b20數字溫度傳感器的溫度采集報警系統，對軟硬件設計進行詳細說明。該設計具有結構簡單、精度高和穩定性好等優點，適用于糧倉、電力機房、軸瓦、空調、冰箱和工農業等領域，ds18b20單總線和多點式測溫特點使其擴展性加強，具有廣闊的市場前景。

物理傳感器論文（通用18篇）篇十五

摘要：建構主義學習理論強調學習是主動的知識建構過程。結合傳感器與測試技術課程特點，從設計教學流程、規范教學六大要素、構建“點、線、面”相結合的教學模式、實施多種教學方法和手段以及多元化、全過程的綜合評價體系等方面，詳細介紹了用建構主義學習理論指導課程研究型教學的實踐活動。

關鍵詞：建構主義學習理論研究型教學教學模式評價體系。

研究型教學是與創新性教育相適應、以“學生為中心”的教學模式，是教師以課程內容和學生的學識積累為基礎，引導學生創造性地運用知識和能力，自主發現問題、研究問題和解決問題，在研討中積累知識、培養能力和鍛煉思維的新型教學模式[1]。而建構主義學習理論提出學習是一個積極主動的建構過程，強調學生對知識的主動探求、主動發現和對所學知識的主動建構[2]。教學過程則是充分利用情境、協作、交流會話等環境要素，調動學生的主動性、積極性和創新精神，提高教學質量和效率。可見將建構主義學習理論運用到研究型教學實踐中，會起到事半功倍的效果。傳感器與測試技術課程具有以下的特點：工程實踐性強；涉及的專業知識面廣、知識點多、綜合性強；傳感器和測試技術本身發展迅速。結合課程特點，深入闡述建構主義學習理論指導下的傳感器與測試技術課程的研究型教學實踐。

1建構主義學習理論的知識觀和學習觀。

建構主義學習理論最早是由認知發展領域最有影響力的瑞士著名心理學家皮亞杰在20世紀60年代提出的，他認為兒童是在與周圍環境相互作用的過程中，逐步建構起關于外部世界的認識，從而使自身的認知結構得到發展。后來又有許多心理學家和教育學家，如維果茨基、奧蘇貝爾、布魯諾等發展了建構主義學習理論，從而形成較完整的理論，它對學生的學習方式、教師的教學方式以及師生間的關系都產生了重要的影響，并逐漸成為研究與實施素質教育的重要理論依據[2]。

1.1知識觀。

建構主義學習理論認為世界是客觀存在的，但每個人是以自己的經驗為基礎來建構現實[2]。知識不是從外部輸入人內心的，而是在與外部作用的過程中在人的心靈內部建立起來的[3]。知識并不是對現實的準確表征，它是一種解釋、一種假設，而不是問題的最終答案，會隨著人類的進步而出現新的假設。另外，知識不可能以實體的形式存在于具體個體之外，盡管我們通過語言符號賦予知識一定的外在形式，甚至這些命題還得到了較普遍的認可，但這并不意味著學習者會對這些命題有同樣的理解。因為這些理解只能由個體學習者基于自己的經驗背景建構起來，這取決于特定情境下的學習歷程。

1.2學習觀。

學習過程是學習者從外界選擇性地知覺新信息，然后進行主動構建并生成意義的過程[4]。學習者通過對外部信息的選擇和加工，通過新舊經驗之間的相互作用，構建自己知識，為“理解而學習”是建構性學習的核心目標。學習者通過構建自己對各種問題的理解形成自己的觀點，而不僅僅是記住別人已經研究出來的結論[5]。學習者的知識構建過程受到教師指導、學生參與、周圍環境等因素的影響。教師與學生之間以教學內容為中介形成雙向互動關系，可以更好地激發學生主體作用的發揮，促進學生積極構建知識。學習活動要發生則必須滿足兩個條件：學生的背景知識與新知識有一定的相關度、新知識的潛在意義能引起學生情感的變化。學習活動發生后，通過與其他學生和教師的不斷交流和溝通，在自己原有知識的基礎上完成新知識的建構。

2.1設計課程教學流程，規范課程教學六大要素。

建構主義學習理論強調“教學情境”“協作”以及“知識主動建構”，基于該理論指導，根據“科學引領工程、工程引入教堂、教員在研究中教、學員在實踐中學”的教學理念，以“知識、素質、能力綜合培養”為課程目標，設計了傳感器與測試技術課程教學流程（如圖1所示）。規范了課程的講授、教材、作業、討論、實踐訓練、考核等課程教學六大要素，使每個環節都有實施依據和具體實施方法。

2.2采取以點、線、面相結合的方式構建新的教學模式。

解決傳感器與測試技術課程中理論與實踐相結合及學時少、內容多、要求高的問題。突出專業基礎教學的綜合性、系統性，體現現代儀器及測試科學和技術的相互關聯和完整性。

“點”指以課程教學六大要素為單元，課程重點講授核心知識點，重點引導學生把握科學的思維方式和研究方法；講授內容寬而新，以儀器學科的應用為大背景，引導學生了解傳感器基本原理、在工程中的應用。“線”指以理論課程體系、實踐課程體系、科研訓練體系為三條主線，探索研究型教學體系。理論課程體系由理論型課程教學單元構成，強調對傳感器基本原理的掌握；實踐課程體系由基礎型、綜合與研究型實驗構成，強調通過基本技能訓練、綜合能力培養、開放研究實驗的鍛煉，培養創新意識；科研訓練體系由課程設計、學科競賽、課題研究等構成，鍛煉工程實踐能力，提高創新能力。“面”指以教學科研結合型的教師隊伍和學科的整體實力來鉸鏈點與線，建設立體化的應用型教學模式。課程內容注重先進性和科學性，將最新軍事應用科研成果轉化為教學資源，使學生盡早參與科學研究訓練，接觸科學前沿。同時讓學生接受教師研究和教學文化的熏陶及嚴謹的學術作風的浸潤。這是培養學生自主研究性學習能力的一個重要環節，也是培養學生創新思維的主渠道，同時對教學隊伍的建設提出了更高的要求。

2.3實施“從單元構建系統，從系統細化到單元”的教學手段和方法。

貫穿傳感器原理、結構及應用這一主線，設計了一套適合本課程的教學進程，對不同的教學內容方法不同，在不同的教學階段方法不同，對不同傳感器的特點，具體的教學手段也不同。

2.3.1按不同課程內容實施不同教學模式。

不同傳感器具有不同的特性，在教學中設計了不同的教學手段。如電感式傳感器部分，差動變壓器靈敏度特性是教學難點，教學思路是“先做實驗，主動探究”。先講授差動變壓器的工作原理，而對特性部分不予講解，接著布置實驗內容，學生通過實驗得出“電壓頻率在一定范圍內時靈敏度不變”這一規律。學生在自問為什么時，會主動根據差動變壓器的工作原理和公式作進一步推導。壓電式傳感器的教學思路是“搭建支架，分析比較”。兩種典型的壓電材料石英晶體和壓電陶瓷，由于其具有不同的結構和特性，所以兩種壓電式傳感器在穩定性、靈敏度、價格和抗干擾性方面有很大區別，學生只要掌握了壓電材料的基本特性，即可自己分析得出兩種壓電傳感器的特性。如計量光柵，教學思路是“創造情境，絲絲入扣”，包括以下幾步：(1)以學生熟悉的測量轉速光電傳感器為例，提出是否可以用光電傳感器來測量位移。(2)大家分組討論，提出設計方案。這時有學生提出，可以把光電傳感器中的開孔圓盤拉直變成開槽板，并拿出事先準備的一張均勻刻槽的紙，現場演示了學生的思想—這是光柵的雛形。(3)分析方案的可行性。即測量的精度、實際系統中光電接收元件的安裝等問題。(4)討論并改進方案。學生的方案提高精度可以通過減小槽的距離，進一步讓學生分析這種思路的技術可行性和難點。于是引出用2塊光柵交疊，并請大家伸出雙手演示著名的“莫爾條紋效應”。至此，學生已經基本明白了光柵數字位移傳感器測量位移的基本原理。(5)配合演示動畫，讓大家分析光柵的特點。

2.4多元化、全過程的綜合評價體系研究。

該課程涉及對基本原理的掌握、對測試系統的設計，評估學生的能力需要建立更加科學合理的評估模式。教學評價系統遵循學習過程評價和教學目標管理相結合的基本原則，以研究學習過程的知識獲取（如傳感器原理）、探索研究（如測試技術應用與最新發展）、思維創新（如測試系統設計）等要素為評價因子，以完成教學大綱要求的教學目標進行評價，考核重點從獲取知識量向知識、能力、綜合素質的評價轉移，形成多元化、全過程“合格+拔尖”的綜合評價系統。最后成績考核包括平時作業、卷面成績、課程設計綜合評估。作業包括課本習題/調研報告、資源檢索等，作業可以通過網絡提交。第一次課的作業是請學生跟蹤調研新型傳感器、測試技術或測試系統發展動態，后續的課堂中，適當安排些調研比較充分的學生做匯報、研討，教師再進行點評。課程中期布置了課程設計、自行車測速系統的設計，不限傳感器類型。每個小組上交傳感器設計說明書，并根據條件實現傳感器部分或全部環節的制作。各小組代表發言，時間不超過10分鐘，小組成員可隨時補充，其他組學生可隨時提問，對相互間的不同觀點可據理力爭，甚至駁斥。最后，教師再逐一點評，和學生一起評價出最佳設計獎。這種研討課的教學效果超過了預期設想。每組選用了不同的傳感器進行測速，設計方案五花八門，并從傳感器選型、電源、安裝、成本、誤差分析、實用性等方面全面分析，考查學生全面掌握課程核心知識點的情況以及分工、合作、溝通的能力。

3結束語。

建構主義學習理論指導下的研究型教學，迎合了創新型人才培養的大方向，不僅提高了教師教學理論水平和教學科研能力，同時也促進了學生的全面發展，參加各種科技創新的學生人數激增，并且作品質量有很大提升。但建構主義學習理論在教學實踐中的運用并不是生搬硬套，如何在傳感器與測試技術迅速發展、教學理念不斷與時俱進的情況下，探索更科學的教學模式，切實提高學生的創新意識和創新能力，還需繼續實踐和探索。

參考文獻。

[4]張大均。教育心理學[m]。北京：人民教育出版社，1999.

[5]顧琳。建構主義熱的冷思考[j]。當代教育科學，2007(1)：7-10.

物理傳感器論文（通用18篇）篇十六

摘要：溫度傳感器是最早開發、也是應用最廣泛的一種傳感器。據調查，早在1990年，溫度傳感器的市場份額就大大超出了其它傳感器。從17世紀初，伽利略發明溫度計開始，人們便開始了溫度測量。而真正把溫度轉換成電信號的傳感器，是1821年德國物理學家賽貝發明的，也就是我們現在使用的熱電偶傳感器。隨后，鉑電阻溫度傳感器、半導體熱電偶溫度傳感器、pn結溫度傳感器、集成溫度傳感器相繼而生。也使得溫度傳感器更加廣泛的應用到我們的生產和生活中。本文主要介紹了溫度傳感器的分類、工作原理及應用。

關鍵詞：溫度傳感器；溫度；攝氏度。

溫度傳感器(temperaturetransducer)，利用物質各種物理性質隨溫度變化的規律把溫度轉換為可用輸出信號。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。現代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應用在生產實踐的各個領域中，也為我們的生活提供了無數的便利和功能。

一、溫度的相關知識。

溫度是用來表征物體冷熱程度的物理量。溫度的高低要用數字來量化，溫標就是溫度的數值表示方法。常用溫標有攝氏溫標和熱力學溫標。

攝氏溫標是把標準大氣壓下，沸水的溫度定為100攝氏度，冰水混合物的溫度定為0攝氏度，在100攝氏度和0攝氏度之間進行100等份，每一等份為1攝氏度。熱力學溫標是威廉湯姆提出的，以熱力學第二定律為基礎，建立溫度僅與熱量有關而與物質無關的熱力學溫標。由于是開爾文總結出來的，所以又稱為開爾文溫標。

二、溫度傳感器的分類。

根據測量方式不同，溫度傳感器分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式溫度傳感器是指傳感器直接與被測物體接觸，從而進行溫度測量。這也是溫度測量的基本形式。其中接觸式溫度傳感器又分為熱電偶溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、半導體熱敏電阻溫度傳感器等。

非接觸式溫度傳感器是測量物體熱輻射發出的紅外線，從而測量物體的溫度，可以進行遙測。

三、溫度傳感器的工作原理。

（一）熱電偶溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器結構簡單，僅由兩根不同材料的導體或半導體焊接而成，是應用最廣泛的溫度傳感器。

熱電偶溫度傳感器是根據熱電效應原理制成的：把兩種不同的金屬a、b組成閉合回路，兩接點溫度分別為t1和t2，則在回路中產生一個電動勢。

熱電偶也是由兩種不同材料的導體或半導體a、b焊接而成，焊接的一端稱為工作端或熱端。與導線連接的一端稱為自由端或冷端，導體a、b稱為熱電極，總稱熱電偶。測量時，工作端與被測物相接觸，測量儀表為電位差計，用來測出熱電偶的熱電動勢，連接導線為補償導線及銅導線。

從測量儀表上，我們觀測到的便是熱電動勢，而要想知道物體的溫度，還需要查看熱電偶的分度表。

為了保證溫度測量結果足夠精確，在熱電極材料的選擇方面也有嚴格的要求：物理、化學穩定性要高；電阻溫度系數小；導電率高；熱電動勢要大；熱電動勢與溫度要有線性或簡單的函數關系；復現性好；便于加工等。根據我們常用的熱電極材料，熱電偶溫度傳感器可分為標準化熱電偶和非標準化熱電偶。鉑銠-鉑熱電偶是常用的標準化熱電偶，熔點高，可用于測量高溫，誤差小，但價格昂貴，一般適用于較為精密的溫度測量。鐵-康銅為常用的非標準化熱電偶，測溫上限為600攝氏度，易生銹，但溫度與熱電動勢線性關系好，靈敏度高。

（二）電阻式溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器雖然結構簡單，測量準確，但僅適用于測量500攝氏度以上的高溫。而要測量-200攝氏度到500攝氏度的中低溫物體，就要用到電阻式溫度傳感器。

電阻式溫度傳感器是利用導體或者半導體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的。大多數金屬在溫度升高1攝氏度時，電阻值要增加0.4%到0.6%。電阻式溫度傳感器就是要將溫度的變化轉化為電阻值的變化，再通過測量電橋轉換成電壓信號送至顯示儀表。

（三)半導體熱敏電阻。半導體熱敏電阻的特點是靈敏度高，體積小，反應快，它是利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成的。可分為三種類型：(1）ntc熱敏電阻，主要是mn，co，ni，fe等金屬的氧化物燒結而成，具有負溫度系數。(2)ctr熱敏電阻，用v，ge，w，p等元素的氧化物在弱還原氣氛中形成燒結體，它也是具有負溫度系數的。(3)ptc熱敏電阻，以鈦酸鋇摻和稀土元素燒結而成的半導體陶瓷元件，具有正溫度系數。也正是因為ptc熱敏電阻具有正溫度系數，也制作成溫度控制開關。

（四）非接觸式溫度傳感器。非接觸式溫度傳感器的測溫元件與被測物體互不接觸。目前最常用的是輻射熱交換原理。這種測溫方法的主要特點是：可測量運動狀態的小目標及熱容量小或變化迅速的對象，也可用來測量溫度場的溫度分布，但受環境溫度影響比較大。

四、溫度傳感器的應用舉例。

（一）溫度傳感器在汽車上的應用。溫度傳感器的作用是測量發動機的進氣，冷卻水，燃油等的溫度，并把測量結果轉換為電信號輸送給ecu.對于所有的汽油機電控系統，進氣溫度和冷卻水溫度是ecu進行控制所必須的兩個溫度參數，而其他的溫度參數則隨電控系統的類型及控制需要而不盡相同。進氣溫度傳感器通常安裝在空氣流量計或從空氣濾清器到節氣門體之間的進氣道或空氣流量計中，水溫傳感器則布置在發動機冷卻水路，汽缸蓋或機體上上的適當位置。可以用來測量溫度的傳感器有繞線電阻式，擴散電阻式，半導體晶體管式，金屬芯式，熱電偶式和半導體熱敏電阻式等多種類型，目前用在進氣溫度和冷卻水溫度測量中應用最廣泛的是熱敏電阻式溫度傳感器。

（二）利用溫度傳感器調節衛生間的溫度。溫度傳感器還能調節衛生間內的溫度，尤其是在洗澡的時候，能自動調節衛生間內的溫度是很有必要的。通過溫濕度傳感器和氣體傳感器就能很好的控制衛生間內的環境從而使我們能夠擁有一個舒適的生活。現在大部分旅館和一些公共場所都實現了自動調節，而普通家庭的衛生間都還是人工操作，尚未實現自動調節這主要是一般客戶不知道能夠利用傳感器實現自動化，隨著未來人們的進一步了解，普通家庭的衛生間也能實現自動調節。

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物理傳感器論文（通用18篇）篇十八

日食是一種自然天文現象，并不常見，屬于天文學研究的一種。

日食被定義為日面被月面遮掩而變暗甚至完全消失的現象。

那么日食是如何來的?日食又分哪幾種呢?

日食，又作日蝕，在月球運行至太陽與地球之間時發生。

這時對地球上的部分地區來說，月球位于太陽前方，因此來自太陽的部分或全部光線被擋住，因此看起來好像是太陽的一部分或全部消失了。

日食只在朔，即月球與太陽呈現合的狀態時發生。

日食分為日偏食、日全食、日環食。

觀測日食時不能直視太陽，否則會造成失明。

日食是月球運動到太陽和地球中間，如果三者正好處在一條直線時，月球就會擋住太陽射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，這時發生日食現象。

在地球上月影里(月影：月亮投射到地球上產生的影子)的人們開始看到陽光逐漸減弱，太陽面被圓的黑影遮住，天色轉暗，全部遮住時，天空中可以看到最亮的恒星和行星，幾分鐘后，從月球黑影邊緣逐漸露出陽光，開始發光、復圓。

由于月球比地球小，只有在月影中的人們才能看到日食。

月球把太陽全部擋住時發生日全食，遮住一部分時發生日偏食，遮住太陽中央部分發生日環食。

發生日全食的延續時間不超過7分31秒。

日環食的最長時間是12分24秒。

我國有世界上最古老的日食記錄，公元前一千多年已有確切的日食記錄。

日全食發生時，根據月球圓面同太陽圓面的位置關系，可分成五種食象：初虧、食既、食甚、生光、復圓。

月球表面有許多高山，月球邊緣是不整齊的。

在食既或者生光到來的瞬間月球邊緣的山谷未能完全遮住太陽時，未遮住部分形成一個發光區，像一顆晶瑩的“鉆石”;周圍淡紅色的光圈構成鉆戒的“指環”，整體看來，很像一枚鑲嵌著璀璨寶石的鉆戒，叫“鉆石環”。

有時形成許多特別明亮的光線或光點，好像在太陽周圍鑲嵌一串珍珠，稱作“貝利珠”。

日全食之所以受重視，更主要的原因是它的天文觀測價值巨大。

科學史上有許多重大的天文學和物理學發現是利用日全食的機會做出的，而且只有通過這種機會才行。

最著名的例子是19的一次日全食，證實了愛因斯坦廣義相對論的正確性。

日全食之類的天文現象，要說與人們的日常生活、吃喝拉撒，確實是沒有什么直接關系。

但是，它代表了一種終極的人文關懷，代表了一種對大自然的極度熱愛，代表了對支配萬事萬物的自然鐵律的一種永恒的好奇和敬畏，一個國家、一個民族，不能缺少這些關懷、這些熱愛、這些好奇和這些敬畏。