开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇传感器设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、概述
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。
弹性体受力条件的变化是指当弹性体受力的大小不变时，力的作用点发生变化或弹性体与其相邻的加载构件和承载构件的接触条件发生变化。如果在弹性体结构设计时，未能考虑这一情况，就可能造成弹性体上应力（应变）分布的不规则变化。这方面最典型的实例是筒式测力传感器（见图1）。
当筒式测力传感器上、下端面均匀受力时，在弹性体贴片部位的整个圆周上应力（应变）的分布是均匀的。当上、下两个端面上受力情况发生变化后，力在两个端面的作用情况不再是均匀分布的，这时弹性体贴片部位圆周上应力（应变）的分布情况就难以预料了。如果筒式测力传感器弹性体的高度与直径之比足够大，弹性体贴片部位圆周上的应力（应变）基本上还是均匀分布。但是，在实际应用中，通常很少能为测力传感器提供较大的安装空间位置，因而筒式测力传感器弹性体的高度与直径之比很难做到足够大，弹性体贴片部位圆周上应力（应变）将不均匀分布，而且不均匀分布的情况随弹性体受力情况的变化而改变。在这样的条件下，弹性体贴片部位的应力（应变）与被测力不能保持严格的对应关系，将造成明显的测力误差。
为了减小由于弹性体受力条件的变化引起的测力误差，有些传感器设计者采取在筒式测力传感器弹性体上增加贴片数量的方法，尽可能将弹性体上贴片部位圆周上应力（应变）分布不均匀的情况测量出来。这样的处理方法有一定的效果，可以减小弹性体受力条件的变化引起的测力误差。但这种方法毕竟是一种被动的方法，增加的贴片数量总是有限的，还是很难把弹性体上贴片部位圆周上应力（应变）分布不均匀的情况全部测量出来，测力误差减小的程度不够显著。
由于弹性体受力条件的变化引起的测力误差的实质是弹性体贴片部位圆周上的应力（应变）的不规则分布，如果能使弹性体贴片部位圆周上的应力（应变）分布受到一定条件的约束，迫使贴片部位的应力（应变）按照某一规律分布，因而使得弹性体贴片部位的应力（应变）与被测力基本保持严格的对应关系，由此来减小因弹性体受力条件的变化引起的测力误差。
对于筒式测力传感器来说，在承载强度足够的条件下，如果将弹性体贴片部位圆周上不贴片的部位挖空（见图2），使得应力只能在未挖空的部位分布，大大改善了应力（应变）不规则分布的情况。或者说，应力（应变）的不规则分布仅仅限于未挖空的部位，并且其不规则分布的程度不会很大。因此，在未挖空的部位粘贴电阻应变片，就能使测得的应力（应变）与被测力基本保持严格的对应关系。
上述处理方法实际上出于这样一个原理：通过某种措施，使弹性体上的应力（应变）集中分布在便于贴片检测的部位，实现测得的应力（应变）与被测力基本保持严格的对应关系，以保证传感器的测力精度。
作者曾用上述方法对筒式测力传感器进行改进。改进前的普通筒式传感器测力误差大于1%F.S.，改进后（局部挖空）的筒式传感器测力误差为0.1~0.3%F.S.，测力精度明显提高。
三、提高应力（应变）水平的应力集中原则
若要测力传感器达到较高的灵敏度，通常应该使电阻应变片有较高的应变水平，即在弹性体上贴片部位应该有较高的应力（应变）水平。
实现弹性体上贴片部位达到较高应力（应变）水平有两种常用的方法：
（1）整体减小弹性体的尺寸，全面提高弹性体上的应力（应变）水平；
（2）在贴片部位附近对弹性体进行局部削弱，使贴片部位局部应力（应变）水平提高，而弹性体其它部位的应力（应变）水平基本不变。
以上两种方法都可以提高贴片部位的应力（应变）水平，但对弹性体整体性能而言，局部削弱弹性体的效果要远好于整体减小弹性体尺寸。因为局部削弱弹性体既能提高贴片部位的应力（应变）水平，又使得弹性体整体保持较高的强度和刚度，有利于提高传感器的性能和使用效果。
局部削弱弹性体提高贴片部位应力（应变）水平的原理是：通过局部削弱弹性体，造成局部的应力集中，使得应力集中部位的应力（应变）水平明显高于弹性体其它部位的应力水平，将电阻应变片粘贴于应力集中部位，就可以测得较高的应变水平。
局部应力（应变）集中的方法在测力传感器的设计中经常被采用，尤其在梁式测力传感器（如弯曲梁式和剪切梁式测力传感器）的弹性体设计中被广泛应用。局部应力（应变）集中方法应用较为成功的当数剪切梁式测力传感器。剪切梁式测力传感器是通过检测梁式弹性体上的剪应力（剪应变）实现测力的，其弹性体的结构如图3所示（为了便于说明问题，这里仅以一简支梁式的弹性体为例）。
由材料力学中有关梁的应力分布知识可知，当梁承受横向（弯曲）载荷时，在梁的中性层处剪应力（剪应变）最大。如果要检测梁上的剪应变，应该在梁的中性层处贴片。为了提高贴片处的剪应力（剪应变）水平，可将弹性体两侧各挖一个盲孔（见图3的2处），盲孔的中心应在中性层处。电阻应变片应该粘贴在盲孔的底面上，即图3中工字形断面（A－A剖面）的腹板上。
对于梁形构件来说，其弯曲强度是主要矛盾。在一个梁满足弯曲强度的情况下，剪切强度一般裕量较大。当在中性层附近挖盲孔后，该截面上腹板上的剪应力（剪应变）明显提高，然而该截面上的弯曲应力提高很小。因此，剪切梁式弹性体应用局部应力集中方案后，被检测的剪应变大大提高，使该测力传感器的灵敏度显著提高，而对整个梁的弯曲强度影响很小，使整个梁保持了良好的强度和刚度。
四、小结
在测力传感器的设计过程中，如能自觉地按照上述两种应力集中的原则，对弹性体进行结构设计，就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。灵活、恰当地运用应力集中的原则，对于设计和生产高性能的测力传感器具有重要的实用意义。
参考文献
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PrinciplesofConcentratingStressintheDesignofLoadCells
Abstract:Thispaperintroducestwoprinciplesofconcentratingstress,whichareusually
usedinthedesignofloadcells.Accordingtotheprinciplestheelasticbodiesofloadcells
近几年来，国内的高速电梯控制手段及群控管理方法、速度有着极大的革新。其控制技术可以归整为八个发展阶段，司机控制、按钮控制、微驱动平层控制、集选控制、交流双速控制、直流变压调速控制、交流调速控制、PC－PLC控制;群控管理方法为两类方式，区段分配方式及呼叫分配方式，这些技术使得电梯的群控体系控制特性有了极大改善;各国电梯厂商对于电梯速度也有着很大的竞争，现如今世界上电梯最高速可达到17．4m/s。
2光电开关与斯密特触发器
2．1光电开关
2．2斯密特触发器
3电路模块设计及实现
4结语
关键词：传感器实验；教学改革；创新人才培养
ExperimentalTeachingReformofSensorsCourse
ZHANGHuai,ChenFu-jun,YANGYong,LIANGFeng
(HuanghuaiUniversity,Zhumadian463000,China)
Abstract:Sensorsisamostpracticalcourse,thestudentscanverifytheoriesthroughanexperiment,andcanstrengthenthecultivationofthestudent’sinnovationandpracticeability.Aimedatthepresentsituationoftheexperimentalteachingforsensorofouruniversity,wedosomebeneficialreformandtheaimistoimprovethepracticeabilityofstudentsandcultivatetheinnovativetalents.
Keywords:sensorexperiment;teachingreform;cultivationofinnovativetalents
传感器技术作为现代三大信息技术之一，广泛应用于工农业生产及日常生活中，是测控过程中反映被测对象、保证控制质量的重要一环，也是自动化、测控技术、机械电子等专业的一门实践性和应用性很强的基础课。随着计算机技术，信息技术和网络技术的发展，传感器技术与应用也飞速发展，而传统的传感器教学尤其是实践环节的教学迫切需要改革创新。为此，针对我校传感器实验教学的现状做一些有益的改革，旨在提高学生对传感器原理及特性的理解并进而达到设计和应用的目的，培养高素质技能型人才。
1我国传感器及实验教学的发展及需求
传感器及智能仪器仪表自上个世纪60年代以来一直作为自动化、测控技术、机械电子等专业的一门专业课程，特别是进入80年代后，国际上出现了“传感器热”：日本把传感器技术列为80年代十大技术之首，美国把传感器技术列为90年代的关键技术，我国把传感器技术列为“八五”、“九五”的重点研究项目之一；并且2003年3月国家教育部紧跟国际科技发展步伐，已将传感器的教学纳入到普通高级中学物理课程的教学体系中。由此可见，传感器在当今科技发展及国民教育体系中所处的重要地位。而对于传感器本身又是一门实践性和应用性很强的学科，而且传感器实验教学是整个教学环节中的一个重要子系统，因此，加强传感器实验教学以适应我国高等教育的任务――培养学生创新精神和实践能力的需求。
2传感器实验教学的现状
长期以来，理论教学重于实验教学的观念根深蒂固，影响了传感器教学的效果。传统的传感器教学尤其是实践性环节迫切需要改革创新。传统的传感器实验教学的问题主要反映在以下几个方面：
2.1教学中存在不重视实验的倾向
实验教学是理论知识和实验活动、间接经验与直接经验、抽象思维和形象思维、传授知识与训练技能相结合的过程。但是，对传感器实验教学现状的调查结果表明，目前很多高校在教育观念上，仍存在着重理论、轻实践，重理论知识传授、轻动手能力培养的倾向，在课程体系上，实验教学少有独立的教学体系以及相应的学分评价体系，实验课从属于理论课，实验内容含在理论课程中，实验学时与内容的开设随意性强，随意削减实验学时成为普遍现象，实验课时同理论课时比例不太合理等问题，从而大大影响了学生对传感器特性的理解及在传感器应用中解决实际问题能力的培养。
2.2实验项目验证型多于设计型
目前，我系使用的传感器实验装置是由浙江高联科技开发公司提供的CSY2000D型传感器检测技术实验台，它所提供的实验项目大多为验证性实验，虽然各传感器透明式封装比较直观，但缺乏设计性、综合性要求，与工程实践脱节严重。
2.3教学方式单调枯燥
传统的传感器实验教学是注入式的，从实验原理、步骤、实验注意事项，甚至连实验结果都面面俱到地由老师讲解，然后由学生“按方抓药”地操作。这使学生处于消极被动的地位，影响其学习主观能动性的发挥，严重阻碍了学生的全面综合素质的培养。
2.4实验经费投入不足
实验室建设对各高校来说是一项重要的投资，特别是对于一般的普通高校在资金有限的情况下，对实验室的建设投入更少；而传感器又是精密测量仪器，一般单个售价都在50元以上，我系于2003年购置的6台CSY2000D型传感器检测技术试验台就高达1.83万元/台。因此，在资金紧张的情况下，使得高校扩招后由原来的一名学生一台设备，改为2～3人一组，这样在实验过程中往往一个学生做，同组人旁观，教学效果很不理想。
3改革与探讨
实验教学是高等院校教学的重要组成部分，是对课堂所学理论知识的直观认识和拓展应用，是学生理论联系实际的重要途径，它在培养学生综合素质和创新能力方面有着不可替代的重要作用。因此传感器实验教学必须从理论教学中解脱出来，实验教学应与本课程特点紧密结合，做一次全面的改革：
3.1深化传感器实验教学改革，着力培养学生动手能力
为推进我国全面的素质教育，培养学生创新精神和实践能力，根据传感器实验教学的现状和面临的问题，充分调研，对目前的传感器实验教学进行全面改革：从本科培养计划的约束，到实际实验教学的实施；从教师的教学观念，到学生的实验的目的等各方面都要充分认识到传感器实验在传感器教学中的重要性，在实际实验教学中不断培养学生独立的操作动手能力。
总体上说，注重引导，加强实验考核，使学生普遍对实验重视程度提高，能主动预习准备实验，甚至带着问题进实验室，学生的动手能力明显增强。
3.2切实加强传感器实验室基础建设和科学管理制度
实验器材是开展实验教学活动的基础平台，虽然传感器实验器材价格相对较贵，但也应逐渐增加传感器实验室经费的投入，除了确保正常的教学实验所需各项经费外，还要投入一定经费改进和完善现有仪器设备。同时，还要加强实验室科学管理制度的建设，现在各高校的实验室管理专职人员紧缺，一般由理论课老师来担任实验的教学和实验室管理，其间存在管理漏洞，仪器损坏无法及时维修，严重影响实验教学的开展。因此，传感器实验室要根据本学科的特点和自身条件建立切实可行的实验室管理制度和实验操作规程，逐渐形成较为完整的实验教学管理和保证体系。
3.3加快传感器实验教材的编写
实验教材是提高实验教学质量的重要环节。传感器实验是近几年才在各高校普遍开设，据调查现阶段各高校采用的传感器实验教材都是在厂家提供的仪器使用指南的基础上编写的讲义，缺乏规范性、普适性。根据高校实验教学改革和本学科发展的现状更新充实实验教学内容和教学方法，编写配套的、高水平的传感器实验教材是刻不容缓的。
3.4改革传感器实验教学的内容及方法
3.4.1实验教学内容的改革
为了突出实践教学，培养学生的应用意识、工程实践能力，使学生“消化理论、发展能力”我们对该课程的实验内容进行了较大改革：一方面保留了一些基础验证性实验，如电阻应变、电涡流位移特性、光纤传感器位移特性实验等，使学生通过这些实验，理解传感器的基木原理和特性，消化教学内容；另一方面开设一些设计性实验，如我们利用电阻应变片设计了数字电子秤，以及结合单片机知识设计出自动避障小车和全自动洗衣机控制器等，通过学生自己制作出一些小产品模型，使学生进一步认识到课堂中学过的传感器在其中的限位、距离检测等作用。在教学过程中除了要求学生写出实验报告外还要求撰写设计论文，这样更能够将设计思想、方案论证、技术路线等一些列创造性工作反映出来，同时还可锻炼学生的总结能力，为将来撰写科技论文奠定基础。
3.4.2实验教学方法的改革
3.5建立科学的实验考核方案
成绩评定方式对于实验教学十分重要，它是这次传感器实验教学改革实施的总体指挥棒。学生最关心的就是成绩，我们要充分利用这一法宝设计较为合理的考核方案，既能达到考察的目的，同时使学生通过试验不仅能很好理解理论知识，还可以培养学生的动手、创新能力。为此，将成绩评价定位在是否理解并灵活应用所学知识，以及鼓励创新思想和创新实践过程，而不仅仅是结果正确与否。在总结多年实验课经验的基础上，采用两种结果验收相结合的形式，一种形式是当面验收，通过演示和口头介绍展示实验过程及实验效果，并完成高质量的实验报告（包括利用VC、vb、matlab等软件实现对测量数据的分析及相应的改进措施和仿真），这种方式是学生实践活动结果的直观体现；另一种形式是提交撰写设计论文，相对与前者，这种形式更能够将设计思想、方案论证、技术路线等一些列创造性工作反映出来，同时还可锻炼学生的总结能力，为将来撰写科技论文奠定基础。学生的最终实验成绩是这两部分成绩的综合。
4结束语
关于传感器实验课教学改革涉及面广，环节多，是个比较复杂的问题。我们只是在这方面做了一些有益的尝试，并取得了一定的成功经验。我们改革的目的很明确，就是要让学生感觉到每一个实验都是一次挑战，要想取得成功必须要有充分的准备、严谨的态度、细致的操作和灵活的思维。每一次实验的完成，不仅要让学生的实验能力得到充分的训练和提高，更重要的是要激发学生的主观能动性和创造性。只有这样才能为国家培养出具有较高的全面素质的一流人才。
参考文献：
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关键词:过程控制;人工免疫网络;传感器
生产实践表明测量装置失效是导致连续工业过程控制间断的重要因素之一[1]。因此，对连续工业过程进行传感器置信度评估尤为重要。目前常用的方法有贝叶斯估计法、DS证据推理法、自适应神经网络模糊推理方法(ANFIS)和人工免疫网络法等[2，3]。其中，连续生产过程中的物质能量流模型和人工免疫网络传播模型相类似，所以利用这种关系进行传感器置信度评估已成为近年来自动化领域研究的热点。目前基于人工免疫网络的传感器置信度评估方法主要有:以Ishida为代表的动态识别免疫网络和以LeonardM.Adleman为代表的基于DNA的阴性选择[4-6]。而前者已成功地应用于水泥生产过程的设备传感器置信度评估。但是Ishida动态识别方法中只能处理传感器关系确定的情况。因此，本文引入了传感器关系的非确定性约束，用于连续生产过程传感器之间为非确定关系情况下的传感器置信度评估。
3结论论文研究了连续过程中传感器具有非确定关系情况下的传感器置信度评估。实验证明:①具有模糊测试单元的人工免疫网络能够使用人工经验对传感器的数据置信度进行评估;②具有模糊测试单元的参数物理意义明显、确定方法简单易行。但是，论文中的算法在某些情况下抗干扰能力较弱。例如，图3(c)所示情况应用单条件的阀值比较的方法输出的结果不稳定，论文将用复合的判决条件的方法在此深入研究。
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[作者简介]刘晓红（1989—），女，山东日照人，会计硕士在读。研究方向：审计理论与实务。
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关键词：虚拟仪器，发动机，扭矩测量，功率测量
1引言
近年来，随着中国的汽车销售业进入爆炸式的增长，汽车走进了寻常百姓家。论文大全，扭矩测量。2009年，中国乘用车销售首次超过美国，成为世界第一大汽车市场。在一些大城市，汽车的人均占有量很高，如广州平均14人拥有一辆汽车，因此汽车的研发、生产销售乃至维修都进入黄金发展时期。而汽车发动机无论是研发乃至维修阶段，其中主要参数就是发动机的功率和扭矩，它直接决定着汽车的使用性能。再好的汽车，若发动机的功率和扭矩达不到要求，对汽车使用者有最直接的影响。在汽车的维修和二手车交易过程中，发动机的功率和扭矩能否达到发动机所设计的额定状态，通常是一些设备所不能检测的，“亚健康”的发动机对汽车的使用性能有很大影响。这就需要一种设备可以检测出发动机在各种工作状态下的扭矩和功率是否能够达到要求，为发动机的研发与检测维修提供便利。
基于上述原因，笔者设计一款发动机的工况测试系统。本系统采用ADLINK公司的工控机和DAQ2214的数据采集卡，以虚拟仪器LabVIEW为开发平台。该系统具有可视化效果强，控制方式和数据都可以虚拟显示，省去很多硬件设备，无缝集成强，随时可以添加其它测量参数。电涡流缓速器作为负载，可以模拟实现发动机的各种运行工况。采用拉压传感器进行数据测量，操作者可根据需要自行选择测试方式，测量的数据可以实时保存，需要时还能绘制各种图表。论文大全，扭矩测量。
2测量原理
扭矩测量的基本方法有能量转换法、传递法和平衡力法。能量转换法按照能量守恒定律测量扭矩，通过测量其他与扭矩有关的能量系数来确定被测量的扭矩的大小；传递法是根据弹性元件在传递扭矩时所产生的物理参数的变化（变形、应力或应变）来测量扭矩的；平衡力法是根据匀速运转发动机的传动轴对外输出一定大小的转矩时，机壳上必定作用一个大小相等、方向相反的平衡力矩来实现测量扭矩。能量法的间接测量因素太多，且误差大，传递法比较复杂。因此根据汽车发动机性能试验方法的要求，本设计采用平衡力法测量发动机的扭矩，而功率则根据扭矩转化过来。具体为：电涡流缓速器作为制动负载与发动机相连，在电涡流缓速器的定子上安装一个长75厘米的标准力臂，力臂的另一端连着YZC-516S型拉压传感器。当发动机工作时，华泰电源给缓速器加电流，缓速器的定子产生电涡流，由于转子是带磁性的铸铁，运动时产生切割磁力线的制动力，从而实现对发动机施加负载的作用。由力的作用原理可知转子受到制动力，定子就受到反作用力，这反作用力就作用在拉压传感器上。论文大全，扭矩测量。因此将拉压传感器上受到的力测出后乘以力臂就是发动机的输出扭矩，再通过公式转化求出功率。
3硬件选择、测量原理及传感器标定
本系统的加载设备是M7-35型电涡流缓速器，其最大扭矩3500N·m，额定电流15A，额定电压200V。电源设备系统采用华泰WYK-20030K直流稳压电源，为电涡流缓速器提供加载电流，最大输出电流30A，最大输出电压200V。系统通过软件自动实现从0-5V控制电压对应电源的电流输出0-30A，实现对电涡流缓速器加载。采用LabVIEW中的子VI模拟电压输出，可以设置成自动输出或手动输出。在处理数据时，结合0-5V对应的0-30A电流，换算为对应的函数关系式，从而实现对测功机系统的控制。系统开发的过程设置两种加载模式：当系统手动进行测量时，可以通过手动操作给电涡流缓速器加载，从而实现恒扭矩试验；当系统选择自动控制时，系统自动给电涡流测功机施加负载。
转速测量选用磁电式传感器，在发动机的输出轴上安装一个均布60个齿的转盘，把传感器安装在转盘的齿的正对面，使传感器能在发动机运转时采集到交变的毫伏级的电压信号，经过整形放大后转化为0-5V的交变信号，运用LabVIEW开发平台，用软件的形式进一步整理滤波后，转变为一个0-5V的方波信号。运用LabVIEW程序中的SINADAnalyzer子VI结合设置的采样率的设置，得出相应的频率f，转速n可以通过公式（1）求出相应的发动机的转速值。
（其中为齿数）（1）
发动机油门的控制是通过步进电机的正、反转实现的，通过位移传感器测量油门的开度，通过接近开关控制油门的最大及最小位置，利用软件实现自动返回运行或自动停止。
拉压传感器的数据采集，当发动机的输出扭矩与电涡流缓速器制动负载平衡时，系统对传感器的压力就是制动力，由于扭矩传感器输出的是毫伏级电压信号，容易受到外界干扰且不便数据采集处理，因此采用隔离放大模块，把输出信号进一步放大，这时经过数据采集卡后，就可以读出单位扭矩下所对应的电压信号，扭矩由公式（2）求出（为扭矩，U为所读电压，a、b为参数）
=a*U+b（2）
由于转速n已经测量出，功率参数Pe也可以根据公式（3）求出
（3）
由于传感器的电压输出信号经过隔离放大模块的隔离放大，需要重新对其所对应量程及所对应的输出到数据采集卡的电压进行标定。在进行扭矩标定时，在电涡流缓速器的标准力臂的另一端加平衡的等长的标准臂，相当于等力臂杠杆，用可以上下自由拉动且能自锁的台架作为加载装置，本试验使用浙江蓝箭称重技术有限公司生产的电子吊秤OCS-XZ-AAE读取所加力的大小（液晶显示电子读数，精度5级，最小显示值0.5kg,最大量程1000kg）。论文大全，扭矩测量。这样每一个加载力就有相应的一个电压值与其对应，连续加载直到达到发动机的最大扭矩值，运用Excel进行标定分析，既可求出公式（2）中的参数，代入公式（3）就可求出发动机的功率。
4系统设计
根据GB/T18297—2001汽车发动机性能试验方法的要求，在进行功率、负荷等特性试验时，笔者设计几个子程序。运用LabVIEW进行软件设计，兼顾可靠性等，可分为试验设置、主程序、通道及参数设置。试验设置包括发动机的参数设置、电涡流缓速器的参数设置、基本参数设置如试验人员、试验条件等数据。主程序见图（1）分为：系统总开关控制、油门控制、报警装置、PID参数设置以及图表绘制等设置。系统总开关控制整个系统，油门控制是控制发动机油门，系统出现问题时主界面会自动报警。PID参数具体程序模块见图（2）：主要是实现对整个发动机扭矩和功率的自动测量。通道及参数设置模块是数据采集通道及传感器参数设置的窗口，通过通道设置，可以规定数据采集卡的采集通道所对应的传感器名称，并对传感器进行标定。论文大全，扭矩测量。
图（1）
图（2）
5结语
本系统可以实现对发动机的扭矩和功率的稳定测量。在汽车发动机性能试验方法的要求下，可以实现对发动机不同工况下的测试，并保存所测数据或绘制各种工况下的图表。论文大全，扭矩测量。另外还可根据测试系统的要求，添加发动机的其他工况数据。
［1］吕彩琴等，发动机转速与扭矩测量系统设计，[J].机械工程与自动化，2009，（143）；
［2］GB/T18297——2001，汽车发动机，性能试验方法；
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关键词：虚拟仪器，发动机，油耗仪，发动机工况
0.引言
1.硬件系统的设计
1.1传感器的选择
1.2油耗仪工作原理
本系统采用油耗仪悬挂在称重传感器下，进油管连接到主油箱，出油管连接到发动机。进油管上转有两位两通电磁阀，通过继电器控制，可以使油路控制通油与截止状态，及充油状态和测量状态。系统设置继电器通控制电磁阀的通断，可以选择自动控制状态，[i]也可选择手动控制状态，达到油路的控制效果。油耗仪上设置指示灯，通过观察指示灯，可以很容易的观察到油路的通断，进而实现智能控制。在系统工作的过程中，有
1.3传感器的标定
本试验所采用的称重传感器是基于重量与电压信号的关系，因此需要通过试验找出其线性关系。将几次试验所采集出的数据，转化成线形关系时，方程往往不能较好的反应出真实的线形关系比，因此这时需要尽可能多的测量几组数据，然后根据这些数据，通过这些数据对传感器进行标定。如图（1）所示
2.软件开发
2.1程序的编制及数据处理
2.2安全性控制
3.抗干扰设计
由于系统工作环境恶劣，既有大电流如电涡流缓速器工作，交流电信号，又有发动机振动等干扰，因此抗干扰设计是油耗仪工作稳定性的重要内容。可以从以下几方面进行硬件和软件抗干扰设计：1）对各种工作线路进行滤波和屏蔽；2）对地线进行抗干扰设计，选用不同的地线；3）对系统采用隔振处理；4）采用软件滤波，滤除干扰数据。论文参考网。
4.结论
本实验通过采用LabVIEW作为开发平台，可直观清楚地反映出各种数据，由于采用虚拟的控制按扭，只用鼠标键盘就可以操作整个试验的进行。论文参考网。既能进行发动机的各种工况下的数据采集工作，同时由于系统软件无缝结合，因此可以方便添加其他测量数据，便于后期的开发。
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一、课程教学现状与存在问题
二、教学改革方式的探索
1.根据物联网专业培养目标整合教学内容
物联网涉及传感、通信与信息处理三个层次，学科交又性强，应用创新是物联网技术的发展核心，传统的传感器课程内容设置不能满足技术创新应用的人才培养目标。从应用出发，将内容模块化。在物联网技术应用中，数据的真实可靠有效是关键，担当数据采集功能的传感器在整个系统的构建中要求学生具备根据系统需求选择传感器的能力，及其对所选传感器应用于实践的能力。
以物联网的典型应用智能家居为构建目标为例，确立数据采集对象，如温度、光照、人体监测、气体等，以其中的气体监测对象为例，不同应用场景需求不一样，传感器的选型也有极大区别，需对气体传感器的分类与工作原理及其主要特性参数有所了解。例如，在厨房，可燃气体的监测，选用前需弄清可燃气体主要成分和安全浓度;若在客厅，空气质量的监测，考虑门窗常开状态，其测量范围与特性参数与卧室门窗常闭的环境亦有所不同。
2.加强课堂教学形式的组织与教学过程的设计，提升课堂教学效果
3.多元化考核，促进学生传感器应用能力的提升
考核分为实践考核和理论考核两大模块。其中理论考核分为平时课前复习提问和期末理论试题考核，平时课前复习提问主要考核学生对上节课重要理论知识的掌握程度;期末理论试题考核以书面形式考查学生对传感器工作原理、基木特性等重要理论知识的掌握程度。实践考核分实验考核和课程设计两部分，实验部分主要针对某一类传感器的应用，例如，霍尔传感器的工作特性测试、霍尔测速等;课程设计要求学生根据指定选题从课题前期资料调研、方案设计、可行性分析、到系统构建、系统调试与测试完成一个传感器应用的系统设计与实现。
论文关键词：热释电，红外传感器，信号处理，开关电路
目前的照明控制应用最多的还是几年前出现的声光控延时灯具和开关。这种灯具和开关的出现，实现了人来灯亮，人走灯灭，目前已成为照明开关的主流产品。这种产品在某种程度上说确实实现了节能的目的，但同时也给人们的生存环境造成了一定的破坏。由于产品本身性能的限制，这种声光控灯具和开关自动控制的实现需要（超过60分贝）声音的配合开关电路，这就给大众需要的安静环境造成一定的噪声污染。
随着社会的发展和人们对生态环境的重视，这种声光控灯具和开关已慢慢不能满足人们的需要，这就要求更加节能和环保的自动照明控制产品的出现。人体红外传感照明开关控制电路是基于红外线技术的自动控制电路，当有人进入感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，自动接通负载，人不离开感应范围，将持续接通；人离开后，延时自动关闭负载。它的出现弥补了声光控技术的缺陷，它的自动控制的实现不需要声音和其他会给环境造成影响的条件的配合，而是人走过时身体向外界散发红外热量最终实现它的自动控制功能。人到灯亮，人离灯熄，亲切方便，安全节能，更显示出人性化关怀，同时因为它是感应人体热量控制开关，所以避免了无效电能的损耗，达到节能效果。
2设计思路及要求
利用BISS0001作为信号处理芯片。
利用热释电红外传感器探测移动人体。
通过对一定环境的监测,能在相应的条件下对移动的人体进行监测。
检测到人体移动时继电器能及时闭合，使LED驱动器打开，LED开始发光。无人体移动时，继电器断开，LED驱动器断路。
能通过市电直接给系统供电而不需要干电池。
探测距离2～3米。
探测角度：水平70°，垂直70°。
3系统方案设计
图1系统总体框图
4.硬件电路的实现
硬件电路是通过热释电红外传感器探测人体的活动，通过BISS0001处理信号，然后通过三极管控制继电器工作，最后达到控制LED灯的目的[6][5]。其具体电路如图2所示。
单线取电线路为升压变压器T1，变压器T1的初级的一端与双向可控硅Q1的第二阳极连接，另一端接地，变压器T1的次级与稳压线路的输入端连接。
稳压线路有整流器、滤波器和稳压集成电路组成，电路中整流器为二极管桥式整流器BR1，滤波器为电容器C14、C15，稳压集成电路为X7805，桥式整流器BR1的输入端与变压器T1的次级连接，输出端与地线之间并联滤波电容器C14、C15，并与X7805的输入端连接，X7805的输出端与集成电路BIS0001的电源输入端，即1脚连接。
不同的传感信号放大电路有可能要求的电源电压之间，因此与之匹配的单线取电线路（即变压器T1）和稳压线路特别是其中的稳压集成电路X7805，应根据需要提供的电压选用。单线取电线路的输入端与开关控制线路路中的双向可控硅的第二阳极连接开关电路，输出端与稳压线路的输入端连接。
图2单线接入红外感应电路原理图
5实验分析
通过对样机实验的验证，单线接入红外感应电路在检测到的范围内，能够迅速地把热释电红外传感器检测到的信号送到BISS0001中进行处理，并控制双向可控硅Q1使LED驱动电路迅速的导通。在无人的条件下，光源断开的节能效果。
该系统是单路控制红外感应电路，可以增加其稳定性；变压器可以把体积变得更小，延时更精确。其优点：被动式热释电红外传感器本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，可以串联进220v电路中，价格低廉。由于BISS0001芯片的特殊设计，对噪声抗干扰能力强，技术性能稳定，较易推广、普及。
缺点：容易受各种热源、光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；易受射频辐射的干扰；环境温度和人体温度接近时，探测灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。
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关键词STC89C52；传感器；蓝牙；监测
引言
1.系统硬件设计
2.系统软件设计
在软件方面，程序代码分为主程序部分、头文件部分、LCD显示部分和传感器部分。首先，主函数，确定了按键电路，可以在电路板上实现按键改变温湿度上下限的大小的功能，并且实现了蓝牙与单片机之间数据的发送与接收。LCD显示部分代码确定了LCD1602显示的内容与格式。传感器部分实现了DHT11温湿度传感器对温湿度的采集与显示和灰尘传感器的采集与显示的功能，其中包括将灰尘传感器采集到的模拟量转换为数字量的代码。头文件部分包括所要调用的函数、各个端口的设置以及系统的延时函数。流程图如图所示：
3.结论
本论文通过硬件电路设计和软件程序开发，实现了室内温湿度和粉尘浓度信息的检测，通过LCD1602液晶屏实现信息显示，并结合蓝牙模块实现单片机与移动终端的通信，经过实验分析，能够很好的实现对室内环境的监测功能。
[1]李天成.基于单片机的室内环境监测仪设计与实现[J].滨州学院学报，2012.
[2]刘巍.基于单片机的室内环境监测系统设计.电子制作，2013
【关键词】室内环境检测；ATXmega128A1；甲醛；苯；温度；湿度
1.引言
2.ATXMEGA128A1简介
ATxmega128A1是ATMEL公司推出的强化性能的8位AVR微控制器。它采用第二代picoPower技术，是唯一真正使用1.6V工作电压的闪存微控制器。该器件功耗超低，并拥有丰富的片上资源：2个16路12位的A/D转换器、2个2路12位的D/A转换器、4路模拟比较器、4通道DMA控制器、8通道事件系统、4个SPI接口、4个IIC接口、8个16位定时/计数器、1个RTC和1个AES加密引擎，全部都无需占用CPU资源，能够最大限度减少功耗和提高系统性能。ATxmega128A1微控制器的闪存容量为128KB，采用100引脚的贴片封装，工作电压为1.6～3.6V，32MHz频率下处理性能可达到32MI/s[3]。
室内环境检测仪采用ATxmega128A1作为核心微控制器，使得整个系统器件大大减少，在降低成本的同时又提高了系统安全性和可靠性。
3.系统总体设计
4.系统硬件电路设计
系统硬件电路由ATxmega128A1最小系统、苯传感器模块电路、甲醛传感器模块电路、温湿度传感器模块电路、键盘与显示电路、声光报警电路、SD卡模块电路和系统电源模块电路组成。下面仅对部分电路模块进行介绍。
4.1苯传感器模块电路
测量空气中苯的传感器为MQ135传感器，该传感器使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的SnO2。当传感器所处环境中存在污染气体时，传感器的电导率随空气中污染气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。电路如图2所示，电阻R2用来调节输出的灵敏度。
4.2甲醛传感器模块电路
甲醛传感器的模块由HCHO传感器（CH2O/S—10）[4]、场效应管SST177和运放OP296、OP90组成。电路如图3所示，其功能为将室内环境中HCHO气体的浓度变化转变为电压信号的变化，并将该信号进行放大输出，从而将对HCHO气体浓度的测量转变为对电压的测量，实现非电量到电量的转变[5]。
4.3温、湿度传感器模块电路
温、湿度传感器的模块电路采用DHT11温、湿度传感器和DS18B20温度传感器来实现，确保温、湿度的显示有对比性和精确性。DHT11的供电电压为3V～5.5V。传感器上电后，要等待1s以越过不稳定状态，在此期间无需发送任何指令。电源和地的引脚（VCC，GND）之间增加一个100nF的电容，用来退耦。电路如图4所示。
4.4键盘与显示模块、声光报警电路
键盘与显示模块是用户与环境检测仪进行信息交流的模块，键盘电路由3个小按键组成，显示电路采用Nokia5110液晶显示模块，声光报警电路由高亮的发光二极管、三极管和蜂鸣器组成。
5.气体传感器的标定
为使室内环境检测仪达到预期的性能指标，本文对HCHO传感器和苯传感器进行了静态标定。原理是将已知浓度的被测气体输入待标定的传感器，用万用表测量传感器变送模块的输出电压。对所获得的传感器输入量和输出量进行处理和比较，得到表征两者对应关系的标定曲线，找出它们关系方程并写入程序中。
6.系统软件设计
室内环境检测仪软件设计主要包括按键扫描程序设计、Nokia5110显示程序的设计、A/D程序的设计、SD卡的读/写程序的设计以及温、湿度传感器的单总线程序的设计。下面仅给出系统软件设计总流程图，如图5所示[6—7]。
7.实验测试
表1、表2和表3分别给出了温度、湿度和甲醛的测试数据，其中T为温度，H为湿度，甲醛气体浓度的单位为PPM。从表1、表2和表3的数据可知，该环境检测仪的测量精度较高。
8.结论
环境监测中的甲醛和苯测定主要方法是吸收与化学滴定，难以进入民用领域。对于室内的环境监测，该室内环境检测仪操作简单，方便实用。实验结果表明，该仪器测量结果较精确，基本满足环境参数检测的要求。另外该检测仪的微控制器还有空余通道，可加装其它传感器，如燃气传感器等，以扩大其使用功能。
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本文为桂林电子科技大学信息科技学院院内科研项目：《智能家居系统设计》的研究成果（项目号：桂电信科B201105）。
作者简介：
易艺（1983—），男，学士，实验师，现供职于桂林电子科技大学信息科技学院，主要研究方向：智能仪器系统。
【Abstract】Thecontourmeasurementbyusingthelightvisualsensorinlinestructureisbecomingmoreandmoreimportantinnon-contactmeasurement.Thecalibrationoflinestructureopticalvisionsensoristhekeyoflinestructureopticalvisualmeasurement.Basedontheexistingcalibrationmethod，thispaperpresentsacalibrationmethodbasedontheblockshapeddottarget，andgivesamathematicalmodel.Theaccuracyoftheexperimentismetwithordinarymeasurement.
【关键词】线结构光；视觉传感器；现场标定方法
【Keywords】linestructuredlight；visionsensor；fieldcalibrationmethod
1研究现状
目前，针对线结构光的视觉测量模型，提出了许多线结构光传感器的标定方法。主要有DewarR提出的拉丝标定法[1]，段发阶等提出了锯齿靶法[2-3]，Huynh、徐光v和魏振忠分别提出了利用交比不变性原理获取光平面标定点的标定方法。周富强、张广军等人提出了基于平面参照物的标定方法，简化了标定设备，适合现场标定，但每次标定时需多次改变激光光条与平面标定参照物的位置，增加了标定的复杂度。后来，周富强和魏振忠等先后提出了利用一维靶标上距离已知的特征点之间的距离约束，实现线结构光视觉传感器的结构参数标定的新方法，但标定点获取的个数和精度受到限制。
2线结构光视觉传感器的数学模型
3线结构光视觉传感器的标定
3.1标定靶标的设计
根据线结构光视觉传感器的数学模型可知有8个未知系统参数，需要至少4个非共线对应点。由此，设计了方框型圆点靶标，用来获取标定时所需要的高精度的标定点。该靶标由相互垂直的四个刚性平面构成，四周光刻半径为4mm，相邻间距为20mm的标靶圆点，分别以中间靶标圆点的中心为定位点定位在靶标框的直角顶点处。调整靶标使激光光平面与靶标圆点中心所在平面一致，如图1所示。
3.2系统参数的标定
按照图2所示系统结构安装调整摄像机1和摄像机2使靶标圆点能在其中成全像，并且由线结构光视觉传感器的数学模型可知，靶标圆点的图像坐标也不能在同一直线上。
4试验
标定精度主要从单点的定位精度进行验证。用标定好的两台摄像机采集验证点的图像，并根据如图3所示，其中，实际坐标用“O”表示，测量坐标用“+”点表示，其对比误差在0.2mm以内。
5结论
建立了基于线结构光视觉传感器测量轮廓截面积的数学模型，提出了一种基于方框形共线圆点靶标的线结构光传感器系统参数的现场标定方法。该方法只需要调整标定靶标使其特征圆点的中心平面与线结构光平面在同一平面内，即可通过一次靶标图像采集，计算出线结构光视觉传感器的系统参数。目前，关于如何调整光平面使其与基准平面在同一平面内还没有简便有效的方法，可进一步研究来提高精度。
【参考文献】
【1】段发阶.一种新型线结构光传感器结构参数标定方法[J].仪器仪表学报，2000，21（l）：105-110.