传感器实习报告

传感器实习报告（精选11篇）

传感器实习报告 篇1

上海第二工业大学

传感器与测试技术技能实习

专业：机械电子工程

班级：10机工A2

姓名：

学号：

指导老师：杨淑珍

日期：20xx年6月24日~7月7日

项目五：转子台转速测量及振动监控系统。

（一）内容

设计一个转子台的振动检测系统，能实时测量转子台工作时的振动信号（振幅）并实时显示转速，当振幅超过规定值时，报警。具体要求：

1. 能测量振动信号并显示波形，若振动超过限值，报警（软硬件报警）；

2. 能测量并显示转子的转速；

3. 限值均由用户可设定（最好以对话框方式设置，软件重新打开后，能记住上次的设置结果）；

4. 显示当次产品检测结果（文字显示），显示检验产品的总数，合格数和不合格数；

5. 当次结果报告生成（可选）

（二）实训要求：

1.提出设计方案（提出测量原理，选用传感器，构建测试系统）；

2.设计测量电路，硬件连接；

3.测试软件设计

利用Labview或其它开发程序（VB,VC等），设计测量软件进行数据采集和分析。

4.调试；

5.撰写实训报告。

目录

一、综合实验要求———————————————————— 3

二、设计方案—————————————————————— 3

三、硬件设备选择———————————————————— 5

四、电路设计—————————————————————— 10

五、软件设计流程图———————————————————12

六、程序设计—————————————————————— 13

七、小结和体会————————————————————— 18

转子台转速测量及振动监控系统实习报告

一、综合实验要求

设计一个转子台的振动检测系统，能实时测量转子台工作时的振动信号（振幅）并实时显示转速，当振幅超过规定值时，报警。具体要求：

1. 能测量振动信号并显示波形，若振动超过限值，报警（软硬件报警）；

2. 能测量并显示转子的转速；

3. 限值均由用户可设定（最好以对话框方式设置，软件重新打开后，能记住上次的设置结果）；

4. 显示当次产品检测结果（文字显示），显示检验产品的总数，合格数和不合格数；

5．当次结果报告生成

二、设计方案

1. 测量原理

（1）光电传感器转子台转速测量：当被测轴上不能安装发讯盘或遮光盘时，可以直接在被测轴上粘贴反光标签（或在光洁的轴上涂黑），用光电传感器来测量。测量距离在5～80mm

。反光标签容易污损的环境下，需即时更换。

反射式光电传感器的工作原理见下图，主要由被测旋转部件、反光片（或反光贴纸）、反射式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。在本实验中，由于测试距离近且测试要求不高，仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸，因此，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n。

n=f

如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸，那么，n=f/N。N-反光片或

反光贴纸的数量。

反射式光电转速传感器的结构图

（2）电涡流传感器振幅测量的原理：电涡流传感器是基于涡流效应的原理制成的非接触式位移传感器．该传感器由探头、加长电缆、前置器组成一套用来测量旋转机械轴的各种运行状态参数：如轴的径向振动、轴向位移、转速、偏心、差胀等。由于振动，使平面线圈与被测体的相对距离发生周期性的变化，引起被测体上的涡流量发生周期性的变化，导致线圈的阻抗发生周期性的变化，经过涡流

传感器实习报告 篇2

近日, 行业分析公司NanoMarket发布了《2014—2021智能电网传感器市场报告》。《报告》指出, 全球智能电网传感器市场将从2014年的264亿美元增长至2019年的365亿美元, 至2021年则达468亿美元。其中, 节能传感器将迎来最快增长, 从2014年的5.21亿美元增长至2021年的36亿美元。《报告》预测, 2014—2021年间, 智能电表基础设施将占智能电网传感器市场的大多数份额, 将由2014年的178亿美元增长至2021年的227亿美元。然而, 由于智能电表在许多领先市场达到饱和, 这一优势将在2021年底有所削弱。

【摘自电缆网】

传感器实习报告 篇3

关键词：滑坡 多源传感器 观测

Abstract：China has lots of landslide disasters because of global climate changes， and the likelihood of large-scale sudden landslide is increasing in recent years. This project aims to construct three-dimensional and multi-source sensor networks to strengthen the implementation of the western mountains intelligent observation and provide the landslide warning data services combined with the landslide disaster mode analysis. The studied area is located in Lixian， the northwest of Sichuan Basin in the upper reaches of Minjiang River that is unstable slopes sensitive areas. The 2007 Report from Sichuan Provincial Institute of Geological Survey shows there are 358 points of geological disasters， including 74 landslides， 105 unstable slopes， 65 collapses and 114 debris flows. “5.12” earthquake added more disaster points. Therefore， the study select the worst-hit areas： Xishan Village and Lianhe Town. We research group focused on the following three aspects this year： 1.Interior landslide platform tests： build the test platform， develop remote communication mode and summarize the multi-sensors collaboration to evaluate the availability and suitability of each sensors observation； establish Xishan Village landslide monitoring requirements analysis and sensor networks design in field investigations. 2.Study on remote sensing data observation： test UAV flight area， the ground base set and aerial photography， produce the 1：2000 scale DOM images； collect some high resolution satellite-images （P5， WorldView-1，2， ZY-3） and extract the landslide posterior wall in Xishan Village from two WorldView-2 images； purchase ground SAR system and test the displacement on the library and some buildings in Tongji campus.

Key Words：Landslide；Multi-sensors；Observation

电子称传感器与检测 实习报告 篇4

实习名称：电子称的制作

姓 名：

学 号：

专业班级： 指导教师： 实习地点： 时 间：

目录

一．实习目的与要求....................................................1 二．实习内容及过程....................................................2 1 电阻应变式称重传感器原理及简介....................2 2 实习相关原理图...................................................3 3 元器件清单...........................................................4 4元器件说明............................................................5 5注意事项：............................................................5 6制作步骤................................................................6 7具体调试：............................................................6 三．实习总结及体会....................................................7

实习目的与要求

1.使学生通过实践了解和掌握电子产品及系统的生产环节，建立电子产品生产流程概念.2.培养学生掌握电子产品的组装和调试方法的技能，并获得组织和管理生产的初步知识。加强学生理论联系实际，观察问题分析问题以及解决问题的能力和方法。

3.掌

握

常

用

元

器

件 的认

识

和

测

量，学

会

基

本 仪

器、基

本

工

具的使

用，如

万

用 表、示波器、稳压电源，扫频仪掌握焊接、调试的基本方法。

4.解 一 种 以

上 电 子 仪 器、设 备 的 研 发、生 产、调 试 流 程 及 相 关 电 子 生

产 工 艺和焊接技术.5.了解电子工厂的生产组织、生产管理、一般工艺流程、主要生产设备等，了解产品开发与设计的过程。

6.要求产品焊接前，应对元器件、组件进行挑选，仔细检查电子元器件、组件和电子线路板的外观、力学性能、电气性能及可焊性等方面的质量，凡有问题的部件应剔除，不得进入焊接工序。

7.元器件在电子线路板上穿孔焊接时，对于双面电路板要求两面都应该出现焊角，而对单面板只要求在有电路的焊接面出现焊角。②焊点上应没有可见的焊剂残渣。

实习内容及过程

电阻应变式称重传感器原理及简介

原理：本制作采用电应变式称重传感器，在外力作用下传感器弹性体发生形变，使得黏贴在弹性体上的电阻应变片阻值发生化，力的变化转化成电阻值的变化，通过测量电桥使电阻信号转换为电信号，通过放大器最终在数字表显示出力值的大小。

电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将被测的 重量转换为弹性体的应变值；另一个是电阻应变计：它作为传感元件将弹性体的应变，同 步地转换为电阻值的变化。

电阻应变片所感受的机械应变量一般为102，随之而产 生的电阻变化率也大约在102 数量级之间。这样小的电阻变化用一般测量电阻的仪 表很难测出，必须采用一定形式的测量电路将微小的电阻变化率转变成电压或电流的变 化，才能用二次仪表显示出来。在电阻应变式称重传感器中通过桥式电路将电阻的变化转 换为电压变化。

当传感器不受载荷时，弹性敏感元件不产生应变，粘贴在其上的 应变片不发生变形，阻值不变，电桥平衡，输出电压为零；当传感器受力时，即弹性敏感元件受载荷P时，应变片就会发生变形，阻值发生变化，电桥失去平衡，有输出电压。实习相关原理图

其中14号管脚与12号管脚交换位置。

传感器接线：红---V+ 黑—V-白—V0-蓝或黑—V0+

显示部分原理图 元器件清单

电容：100nf*

2、100pf*

1、220nf*

1、47nf*1 电阻：10k*1、10k、可调电阻、12k*

1、470k*1 180k*

1、1M*1、20k*1、22k*

1、560*1、数码管共阳极*

4、ICL7107集成电路*1

300g称重传感器*

1、LM324集成电路*

1、电阻25K/100K*

2、10K*

4、1K*

1、3296电位器10K*

2、数字表*

1、实验板*

3、导线套管若干。

4元器件说明

5注意事项：

（1）称重传感器输出mV级信号，任何接触不良都有可能造成信号不稳

定，这是制作中的难点，应足够重视。

（2）如遇到调整WR1到最小（放大器增益最大），显示仍达不到重量值，可以将传感器接“⊥”端去掉，改接到-5V端以提高传感器的输出信号。

6制作步骤

1）.将各个元件在多功能板上布置：横平竖直，间距适当； 2）.按照原理图将各元器件之间用导线连接好：横平竖直，减少交叉； 3）.锡焊：控制焊点大小，注意虚焊；

7具体调试：

（1）检查接线准确后，接通±5V

电源。调整RW2电位器使电压表显示为零。

（2）该放大器的增益G =1+2R1/(RW1+R3)。调整RW1会使零位信号同时被放大。

（3）放上一已知重量的重物＜500g（如砝码）,调整WR1电位器使电压表显示为重量值，单位是g.无小数点。

(4)取下重物调整RW2电位器使电压表显示为零，再次放上重物，调整WR1电位器使电压表显示为重量值。

（5）重复（3）、（4）步，使取下重物显示为零、放上重物显示为重量值。

实习总结及体会

1、对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我们了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、电子称的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。

2、对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如在焊接芯片时，怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题，可是经过训练后，我们做到了。

3在焊接电路板时，也学到了很多东西，比如焊法、零件的形状和种类、元器件的基本常识等等。真是让人受益匪浅，终于能体会到不同零件的奇妙组合中展现的人类智慧的结晶。知识的重要性在我心中再次提升，电子产品知识产权的垄断，让我既看到了机遇又看到了挑战，学习是现在我们唯一的行动方针。

无线传感器网络实验报告 篇5

实验报告

2015 5--2016 6 学年第 一 学期

开 课 单 位

海洋信息工程学院

适用年级、专业

课 程 名 称

无线传感器网络

主 讲 教 师

王晓莹

课 程 序 号

1510344

课 程 代 码

BS1620009X0

实 验 名 称

ns2 实验环境配置及应用

实 验 学 时学时

学

号

姓

名

一、

实验目的1)掌握虚拟机的安装方法。

2)熟悉 Ubuntu 系统的基本操作方法。

3)掌握 ns2 环境配置。

4)掌握 tcl 语言的基本语句及编程规则。

5)了解使用 ns2 进行网络仿真的过程。

二、

实验环境

1)系统：Windows 10 专业版 64 位 2)内存：8G 3)软件：VMware Workstation 12 Pro 三、实验内容

((一 一))安装虚拟机（简述安装步骤）

a)在 VMware 官网（https://#allinone 复制到根目录，解压到当前位置 tar xvfz ns-allinone-2.35.tar.gz

在根目录下打开 ns-allinone-2.35 文件夹，在里面找到 ns-2.35 打开找 linkstate文 件 夹，打 开 里 面 的 ls.h 文 件，将 第 137 行 的 void eraseAll(){ erase(baseMap::begin(), baseMap::end());} 改成 void eraseAll(){ this->erase(baseMap::begin(), baseMap::end());}

运行 cd./ns-allinone-2.35 运行./install #进行安装

d)设置环 境变量：

终端中输入 cd，返回根目录，然后

sudo gedit.bashrc 在文件末尾加入：

export PATH=“$PATH:/home/kevin/ns-allinone-2.35/bin:/home/kevin/ns-allinone-2.35/tcl8.5.10/unix:/home/kevin/ns-allinone-2.35/tk8.5.10/unix” export LD_LIBRARY_PATH=“$LD_LIBRARY_PATH:/home/kevin/ns-allinone-2.35ns-allinone-2.35/otcl-1.14:/home/kevin/ns-allinone-2.35/lib” export TCL_LIBRARY=“$TCL_LIBRARY:/home/kevin/ns-allinone-2.35/tcl8.5.10/library” 保存退出

e)验证 完成后在新终端窗口 输入 ns 出现%

测试：

ns./ns-allinone-2.35/ns-2.35/tcl/ex/simple.tcl

输入 exit 退出 ns2

((四 四))l tcl 语言基本使用（举例说明）

a)创建 test01.tcl 文件，编辑 test01.tcl 文件,在终端输入 touch test01.tcl #创建文件 gedit test01.tcl #编辑文件 b)在 test01.tcl 中输入“九九乘法表”TCL 语言

c)运行 test01.tcl，结果如图：

((五 五))网络仿真（可以选示例，也可以自己参考资料设计仿真）

((六 六))遇到的问题及解决方法

1.Ns2 验证：安装完成后在新终端窗口 输入 ns 不出现 %

使用 sudo apt-get install ns2 安装后新窗口输入 ns 出现 %

2.TCL 语言测试：找不到 tk.tcl

ns./ns-allinone-2.35/ns-2.35/tcl/ex/simple.tcl 提示找不到 tk.tcl，因为没安装 nam，输入命令 sudo apt-get install nam 安装成功，再验证就可以了。

四、

实验总结

传感器实习报告 篇6

院 系： 专 业： 成 员： 指导老师：--电涡流位移传感器

计 划 报 告

XXX

XXXX年XX月XX日

传感器课程设计

目录

一、概述 …………………………………………………………2

二、总体设计方案…………………………………………………2

三、电涡流传感器的基本原理……………………………………3 3.1 电涡流传感器工作原理………………………………………3 3.2 电涡流传感器等效电路分析…………………………………3 3.3 电涡流传感器测量电路原理…………………………………4

四、电涡流传感器探头参数设计…………………………………6

五、电涡流传感器新型测量电路的设计…………………………7 5.1 电路实现方案…………………………………………………7 5.2 振荡电路的选择………………………………………………7 5.3 滤波电路的选择………………………………………………8 5.4 增益调节电路的选择…………………………………………9 5.5 移相电路的选择………………………………………………9 5.6 电压-电流转换电路的选择…………………………………11

六、误差分析………………………………………………………12 6.1 非线性补偿 …………………………………………………12 6.2 动态特性……………………………………………………13 6.3 温度补偿……………………………………………………13

七、设计总结.…………………………………………………………13

传感器课程设计

感应电流，即电涡流，如图2-2中所示。与此同时，电涡流i2又产生新的交变磁场H2；H2与H1方向相反，并力图削弱H1，从而导致探头线圈的等效电阻相应地发生变化。其变化程度取决于被测金属导体的电阻率ρ，磁导率μ，线圈与金属导体的距离x，以及线圈激励电流的频率f等参数。如果只改变上述参数中的一个，而其余参数保持不变，则阻抗Z就成为这个变化参数的单值函数，从而确定该参数的大小。

电涡流传感器的工作原理，如图2-2所示：

三、电涡流传感器等效电路分析

为了便于分析，把被测金属导体上形成的电涡流等效成一个短路环中的电流，这样就可以得到如图2-3所示的等效电路。

图中R1，L1为传感器探头线圈的电阻和电感，短路环可以认为是一匝短路线圈，其中R2，L2为被测导体的电阻和电感。探头线圈和导体之间存在一个互感M，它随线圈与导体间距离的减小而增大。U1为激励电压，根据基尔霍夫电压平衡方程式，上图等效电路的平衡方程式如下：

经求解方程组，可得I1和I2表达式：

传感器课程设计

由此可得传感器线圈的等效阻抗为:

从而得到探头线圈等效电阻和电感。

通过式（2-4）的方程式可见：涡流的影响使得线圈阻抗的实部等效电阻增加，而虚部等效电感减小，从而使线圈阻抗发生了变化，这种变化称为反射阻抗作用。所以电涡流传感器的工作原理，实质上是由于受到交变磁场影响的导体中产生的电涡流起到调节线圈原来阻抗的作用。

因此，通过上述方程组的推导，可将探头线圈的等效阻抗Z表示成如下一个简单的函数关系：

其中，x为检测距离；μ为被测体磁导率；ρ为被测体电阻率；f为线圈中激励电流频率。

所以，当改变该函数中某一个量，而固定其他量时，就可以通过测量等效阻抗Z的变化来确定该参数的变化。在目前的测量电路中，有通过测量ΔL或ΔZ等来测量x ,ρ,μ,f的变化的电路。

四、电涡流传感器测量电路原理

电涡流传感器常用的测量电路有电桥电路和谐振电路，阻抗Z的测量一般用电桥，电感L的测量电路一般用谐振电路，其中谐振电路又分为调频式和调幅式电路。

5ra)h)dx · dy 此电流在轴线任意点P 处所产生的磁感应强度为：

整个载流扁平线圈通以电流I 后，在轴线上任意P 点处产生的磁感应强度为：

式中，x1 就是扁平线圈端面到被测体的距离，可用x表示，所以线圈轴线上某点P 产生的磁感应强度可改写为：

传感器课程设计

5.3 滤波电路的选择

通过上节的COMS晶体振荡器，产生出了稳定的方波。方波图形和其分解表达式如图4-6所示。从表达式中可以看出，方波是正弦波的合成波形，其振幅是基波的奇次倍频率波形振幅的合成。若从中抽出高次谐波，即可得到所需正弦波。

由于本次设计需要滤掉方波中高于1M的信号，因此可以选用低通滤波器将方波变成正弦波。滤波电路有多种形式，大致分为有源滤波和无源滤波，二者最大的差别在于滤波电路中是否使用了有源元器件——运算放大器。对于截止频率为MHz数量级的滤波电路，则有源滤波器对运算放大器等的高频特性要求非常严格。因此在本电路中，将采用结构相对简单的无源滤波电路。

在滤波器的近代设计方法中有各种方式，如巴特沃思型、切比雪夫型、贝塞型、高斯型等。本文选用通带内响应最为平坦的巴特沃思型低通滤波器，它对构成滤波器的元件Q值要求较低，因而易于制作和达到设计性能。为了同时满足电路滤波的精确性和结构简单，本次设计预选用巴特沃思型3阶低通滤波器，其基本结构和对数幅频特性如图4-7所示:

5.4 增益调节电路的选择

经过滤波电路后输出的正弦波信号，由于信号幅值的衰减，很难直接满足设计时的要求。因此在电路中，为了便于调节,使输出电压值能满足需要，有必要在滤波电路之后加上一个增益调节环节。常用的增益调节电路，有同相比例放大器和反向比例放大器。具体的电路结构分别如图4-8中（a）、（b）所示：

传感器课程设计

上图中两电路的基本特性参数比较如表4-1所示：

从上表中可以看出，两电路都能灵活调节输出电压幅值的大小。但同时考虑到各模块电路之间需要加隔离电路，而同相比例放大的输入电阻趋于无穷大，更适合于做隔离电路。因此兼顾调节幅值和隔离电路的两个功能，本次设计选用同相比例放大电路来做增益调节环节。

5.5 移相电路的选择

本次设计中，要得到两个幅值相等的正交信号，必须采用移相电路。将上节滤波后所得到的交流信号经过90度移相后即可得到两个正交的信号。

本次设计采用如图4-10所示的有源移相电路。

上图中的电路是通过将单节RC移相电路接入到反向放大器的非反向输入端子来实现的。该电路可在保持输入输出电压幅值不变的情况下，进行90度移相，这就有效地解决了采用RC级联所带来的麻烦。根据理想放大器的条件，可得如下方程组：

传感器课程设计

从上述方程组可解得该电路输入——输出关系：，令，则上式可写为：

从上式中所列出的该电路传递函数表达式，可得到该电路的幅频特性：

当取R1=R2，即k=1时，上式的值为1，即表明图4-10中的电路输入输出的电压幅值保持不变，且与输入信号频率无关。因此该电路可以实现幅值不变的电路移相。同时，令θ1为上式分子中复数的相角，θ2为分母复数的相角，θ为该电路输入输出移相角度。根据上式可得出表达式：

再由上述方程组经过反三角函数变换可得：

上式即为该电路的相频特性。从该式得到的结果可以看出，该电路电压信号

0

传感器课程设计

满足设计需要。

六、误差分析

6.1 非线性补偿

由于振荡回路的检波输出与测量位移之间为非线性关系, 为了提高涡流传感器的使用范围和精度,必须对电涡流传感器进行非线性补偿。补偿方法有串联式补偿和并联式补偿,本文采用串联式补偿。

式中: x 为测量位移。补偿模块的表达式为

传感器的最终输出与测量位移之间为线性比例关系

式中:k 为比例常数,则要求补偿模块的函数关系为

因为实现串联式非线性补偿的函数为传感器非线性关系的反函数,所以对电涡流传感器进行标定,建立测量位移与检波输出之间的函数,并进行多项式拟合,建立多项式的反函数。

6.2 动态特性

电涡流传感器的动态特性主要由振荡回路和检波回路的频率特性决定, 整个传感器的传递函数表示为：

式中: L1为线圈的电感;R1为线圈的串联电阻;RC2 为检波电路的时间常数。为了在提高系统的动态特性的同时不降低振荡回路的品质因数,在传感器的输出信号流中串联超前校正环节以改善传感器的动态特性。超前校正的传递函数为：

6.3 温度补偿

传统的检波方式采用二极管、电容、电阻实现。由于二极管的导通特性受温度影响比较明显,所以传统的二极管检波输出存在随温度变化而发生漂移的现象。感应线圈本身存在电阻随温度变化而变化的问题,会使传感器输出信号产生较大的误差。

传感器实习报告 篇7

近几年, 无线传感器网络在军事和工业领域得到广泛应用。为了延长传感器在跟踪期间的寿命必须有效利用传感器。在能量和带宽等物理资源受限的无线传感器网络, 每个时刻选择一个传感器子集是尤为重要的。

在一个集中式传感器网络中, 仅有一个CFC, 需要一个传感器子集被选择。尽管这是选择传感器最优的方法, 但是这个方法由于计算和通信的约束并不总是可行的。因此在本文中我们使用分散式传感器网络, 它没有任何的CFC, 每个FC只与邻近的FC通信。

目前都假定FCs是固定不变的, 位置和FCs的数量是可以变化的, 然而这并不总是可行的, 因此, 本文的传感器网络中FCs其位置和数量是固定不变的, 由于FCs和传感器是固定的, 传感器和FC关系是永远固定的, 只有选择激活哪个传感器是随时间变化的。

一般来说, 传感器管理决策都是基于估计追踪器的性能。文献提出了条件后验克拉美-罗下界 (CPCRLB) 。本文运用分散式无线传感器网络的CPCRLB实现传感器选择, 有效实现了目标跟踪中的传感器选择。

1 问题描述

1.1网络模型

监测区域有一些FCs, 每个FC仅与它的邻近FC邻居通信 (如果FCs在另一个FC的通信范围内, 则FCs为FC的邻居) , 还有大量的传感器被部署, 传感器位置是固定和已知的。但是由于物理条件的限制, 在任何时刻每个FC仅能最多有nf个传感器被选择。如图1所示给出了其体系结构和示例场景。

1.1.1观测模型

我们用一个各项同性的信号强度衰减模型, 传感器l接受到的RSS量测为:

2 基于CPCRLB的分散跟踪

集中式体系结构中, 所有的传感器被连接通信到一个CFC来融合所有的量测和更新跟踪, 然而, 它具有繁重的通信和计算。这种结构在一个大的监测区域是不可用的。

分散式体系结构中有多个FCs没有CFC。每个FC从它通信范围内的一个或多个传感器得到量测, 并且用这些量测来更新轨迹。此外, 当一个FC从它的邻里得到额外的信息时跟踪也更新。在分散式跟踪中最大的挑战是决定FCs间如何通信以至于融合能够容易得到接近最佳结果。

在每个FC依CPCRLB准则选择传感器, 设目标状态Xk是维数为nx的不可观的一阶Markov过程, 其离散时间动态方程为:

其中:fk:Rnx×Rnu→Rnx并且uk是维数为nu的i.i.d噪声过程。传感器 (1≤l≤N) 量测方程为:

其中:g k:Rn x×Rnv→Rn z, Vk是Nv维i.i.d量测噪声, 量测Zk的维数为Nz, 设Vk独立Uk于和初始状态X0。

CPCRLB给出了在已知过去所有量测值z (1:k) 的条件下, 当获得新的量测z (k+1) 时, 估计目标状态x (k+1) 的均方误差 (MSE) 下界, 即:

其中:L (x (k+1) |z (1:k) ) 表示目标状态估计值的条件Fisher信息矩阵 (FIM) , 并且量测z (1:k) 是实际获得的真实量测而不是随机向量。

在分散式结构中全局FIM用下面递归循环来计算:

在分散无线传感器网络跟踪中, 每个FC依据传感器选择准则CPCRLB选择传感器子集进行目标跟踪, 每一个时刻它仅与其通信范围内的观测节点和邻里FC通信, 不同的时刻选择不同的传感器子集以实现最优目标跟踪。FCs仅与其邻里通信。

3 传感器选择实现步骤

在第一个FC上仅仅选择一个传感器使性能最佳

在第二个FC上选择一个传感器使性能最佳

继续在剩余的每一个FC上各选择一个传感器使性能最佳

按照上述方法在所有的FCs在每一个时刻继续依次选择传感器值到最大的限制传感器数选够为止。

在每一步, 一个完整的计算被完成为了决定哪一个传感器应该被选择。

4 仿真结果

所传感器网络包括N=144个传感器节点和F=9个FCs, 探测区域240m×240m。FCs的通信半径是100m, 每个FC被激活的最大传感器节点数nf=2。在RSS模型中, 目标信号衰减指数α=2, 目标辐射的信号能量在d0=1m处ϕ=300。假定所有传感器节点的量测噪声有相同的方差σv2=0.1。初始化各个参数。目标运动过程噪声参数q=1, 采样周期T=1s。

目标状态先验分布为高斯分布, 均值为x (0) =[30, 30, 10, 10]T, 协方差矩阵为diag{20, 20, 5, 5}, 状态方程为:

器选择方法在每个FC实现的传感器选择。图3是每个FC实现目标跟踪的位置均方根误差 (RMSE) , 用了本文介绍的CPCRLB, 并和最近邻方法对比, 表明在分散式无线传感器网络中实现目标跟踪的有效性, 也说明传感器选择方法CPCRLB优于最近邻方法。

5 总结

在本文中传感器选择应用在在分散式传感器网络结构中。与集中的传感器网络相比, 通信和计算量没那么繁重, 能最大程度优化跟踪性能和延长传感器寿命, 在每个FC选择一个传感器子集。因为在分散传感器网络中没有CFC, 仅有FCs, 考虑到在传感器网络中仅有FCs邻里, 我们运用了一种传感器选择算法, 仿真表明了该算法在分散传感器网络中有效性。

参考文献

[1]任丰原, 黄海宁, 林闯.无线传感器网络[J].软件学报, 2003年第7期:1282-1291.

[2]马丁E里根斯Ⅱ等.情报指挥控制系统与仿真技术, 1997年第6期.

[3]Howard, M., Payton, D., and Estkowski, R.Coalitions for distributed sensor fusion.In Proceedings of the Fifth International Conference on Information Fusion, vol.1, Annapolis, MD, July2002, 636—642.

[4].L.Zuo, R.Niu, and P.K.Varshney, “Conditional Posterior Cramer-Rao Lower Bounds for Nonlinear Sequential Bayesian Estimation, ”IEEE Tran.On Sig.Pro., vol.59, no.1, 2011.

揭秘手机传感器 篇8

与此同时，却很少有人会去思考：智能手机为什么智能？答案其实就在手机中安装的各种传感器里。这些传感器可以感知到我们将要使用手机进行的动作，并帮助我们更轻松地使用手机。

什么是手机传感器？

什么是手机传感器？国家标准GB7665-87中对手机传感器下的定义是：能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件或转换元件组成。

怎么样？这句话是不是听起来特别拗口，其实我们把它翻译得再直白一些就是：手机中有那么一些元器件，它们对周围环境进行判断后会做出相应的反应，并将这种反应最终转化成能被我们感觉到的信号。

现在的智能手机相比于之前功能手机来说，不仅在手机性能硬件上有了很大的提高，还为手机上使用多种传感器创造了更好的发展平台。也正是由于传感器的加入，使得用户与手机有了更深层次的互动。随着智能手机应用软件生态系统的不断发展，采用各种传感器的应用APP也让很多手机玩家趋之若鹜。

那么，在我们的手机中，到底都有哪些类型的传感器？它们的作用又是什么？

加速度传感器

其实，我们可以将加速度传感器与重力感应器看做是同一类型的传感器。从功能上来说，加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就像地球引力，也就是我们所说的重力。如果我们是以重力来说的话，那么它便是一个常量，但是当我们很快速的完成一个动作时，加速度也可以是一个变量。

虽然在功能上加速度传感器与重力感应器一样，但在使用范围上，加速度传感器要比重力感应器使用范围更广。这也就是为什么加速度传感器是要独立存在的原因，不过随着技术的发展，在将来加速度传感器与重力感应器会被整合成一个传感器也说不定。

重力感应器

说到重力感应器，它的首次应用是在第一代iPhone上面，还记得当时乔布斯将手机横转90度之后，手机屏幕页面一下子变成横屏吗？是的，这就是重力感应器所起的作用，从技术层面来说，手机重力感应是利用压电效应实现的，简单来说就是通过测量内部一片重物（重物与压电片做成一体）重力正交两个方向的分力大小，来判定手机的水平方向。

说的简单一些，你原本是将手机竖直地拿在手里，当你将手机横转90度时，手机内部的重力感应器会检测到手机重力位置的变换，从而将屏幕页面随着手机的重心横转90度。或者当手机处在一个水平面的时候，手机内的重力感应器会根据手机细小的重力变化来做出相应的反应。这其中比较经典的例子是当年风靡一时的《重力金属球》游戏，玩过这款游戏的朋友相信可以一瞬间明白手机重力感应器的作用。

方向感应器

赛车类游戏一直都是智能手机上非常受欢迎的一类竞速类游戏，究其原因是因为我们在玩赛车类游戏时，使用有方向感应器的手机可以让手机瞬间变身方向盘，非常真实的体验到赛车的临场感。虽然单纯的使用重力感应器也能玩赛车类游戏，但是在操作体验上远远不如方向感应器。

有些人可能会认为方向感应器就是通常理解的指南针功能，其实不然，手机中的方向感应器是指用于检测手机本身处于何种方向状态的部件，包括正竖、倒竖、左横、右横、仰、卧等状态。比如当我们将手机旋转后，屏幕图像可以自动跟着旋转并切换长宽的比例，同时，包括文字或者菜单之类的页面也会随之自动旋转。

也许有人会说，方向感应器不是跟之前说的那个重力感应器一样吗？其实，对于方向感应器来说，叫它应用角速度传感器更合适，因为对于方向传感器来说，它还能感应到水平面上的方位角、旋转角和倾斜角。

三轴陀螺仪

在说到三轴陀螺仪之前，还是要先知道陀螺仪为何物。

陀螺仪是用于测量或维持方向的设备，它能基于角动量守恒原理，判断物体在空间中的相对位置、方向、角度以及水平的变化作用，最终根据用户的动作输出相对应的指令。也就是说，在一定的初始条件和一个外力的作用下，陀螺会在不停自转的同时，还绕着另一个固定的转轴不停旋转，这就是陀螺的旋进，也称为回转效应。在我们日常生活中，陀螺旋进的现象随处可见，比如我们小时候玩的陀螺就是一个非常典型的例子。

三轴陀螺仪可以同时测定6个方向的位置、运动轨迹、加速。通常意义上我们所说的单轴陀螺只能测量一个方向上的量，而6个方向则便需要三个单轴陀螺才能够测量，所以三轴陀螺仪诞生之后便可以一下子代替3个单轴陀螺，同时三轴陀螺的体积更小、重量更轻、可靠性更高。

距离感应器和光线感应器

说完了手机内部的几个非常重要的传感器之后，我们再来看一下那些我们能用肉眼直接观察到的传感器。

或许很多人都知道，当我们拿起手机时，会发现在手机正面额头的地方除了有听筒、前置摄像头之外，还有一个感应器群。

在这个感应器群里，主要包括了距离感应器和光线感应器两个传感器装置。而这两个感应器其实都是为了随时调节屏幕从而节省手机电量而生的。

我们先来看一下距离感应器。距离感应器是利用测时间来实现测距离的原理，以检测物体距离的一种传感器。这种感应器通过发射特别短的光脉冲，并测量所发射的光脉冲从发射到被物体反射回来的时间来检测手机与物体之间的距离。

在实际应用中，当我们打电话时，手机屏幕会在你的脸贴在手机上时自动熄灭，而当手机离开脸部时屏幕又会自动亮起，也就是说通过距离感应器，手机的屏幕可以做到自动锁屏与解锁。虽然这就是距离感应器的全部功能，但这样一个细小的功能却是现在每一部智能手机的必备功能。

光线传感器出现的时间比较早。早在2002年，诺基亚7650就将光线感应器运用在手机上。

光线感应器可根据手机所处环境的光线来自动调节屏幕的亮度。比如在光线充足的情况下，为了保证人眼对屏幕内容的正常识别，光线感应器就可以将屏幕亮度调高。相反，在暗处，我们不需要那么亮的屏幕，光线感应器又会将屏幕亮度调暗。这一传感器最大的好处在于它既保护了我们的眼睛，同时又节省了手机的功耗，可以说是一个一举两得的传感器。

传感器作业 篇9

摘要: 建设创新型国家，人才是关键因素。创新型人才的成长是一个综合培养的过程，教育是这个过程的源头和关键环节

关键字: 创新 人才教育思维

创新型人才指富于开拓性，具有创造能力，能开创新局面，对社会发展做出创造性贡献的人才。通常表现出灵活、开放、好奇的个性，具有精力充沛、坚持不懈、注意力集中、想像力丰富以及富于冒险精神等特征。

作为新时代的创新型人才还必须具备一定的条件：一是有可贵的创新品质

当前，我国正处于发展的重要战略机遇期，大力培育创新型人才，为建设创新型国家、国家创新体系和全面建设小康社会，提供坚强的人才保证和智力保障，显得尤为迫切和重要。从一定意义上说，创新型人才正以前所未有的时代需求承载着推进国家自主创新，在激烈的国际竞争中占据主动，实现中华民族伟大复兴的历史使命。二是有坚韧的创新意志

创新是一个探索未知领域和对已知领域进行破旧立新的过程，充满各种阻力和风险，可能遇到重重的困难、挫折甚至失败。人类科学技术发展到今天，要获得每一点进步相当困难。因此，创新型人才每前进一步都是需要非凡的胆识和坚忍不拔的毅力，为了既定的目标必须始终不懈地进行奋斗，锲而不舍，遭到阻挠和诽谤不气馁，遇到挫折和挫败不退却，牺牲个人利益也在所不惜，不达目的誓不罢休，不

自暴自弃，不轻言放弃。

三是有敏锐的创新观察

历史上的科学发现和技术突破，无一不是创新的结果。从这个意义上讲，创新就是发现，而且是突破，要实现突破，就要求创新型人才必须具有敏锐的观察能力、深刻的洞察能力、见微知著的直觉能力和一触即发的灵感和顿悟，不断地将观察到的事物与已掌握的知识联系起来，发现事物之间的必然联系，及时地发现别人没有发现的东西。创新型人才的观察力同时还应当是准确的，能够入木三分，发现事物的真谛，具有善于在于常中求不寻常的创新观察能力。

四是有超前的创新思维

创新思维是创新的基本前提，创新型人才具备思维方式的前瞻性、独创性、灵活性等良好思维品质，才能保证在对事物进行分析、综合和判断时做到独辟蹊径。

五是有丰富的创新知识

创新是对已有知识的发展，在人类知识越来越丰富和深奥的今天，要求创新型人才的知识结构既有广度，又有深度。因此，创新型人才须具有广博而精深的文化内涵，既要有深厚而扎实的基础知识，了解相邻学科及必要的横向学科知识，又要精通自己专业并能掌握所从事学科专业的最新科学成就和发展趋势，这是从事创新研究的必要条件。只有通过知识的不断积累才能用更为宽广的眼界进行创新实践。创新型人才拥有的信息量越大，文化素养越高，思路便越开阔。同时，完备的知识结构使他们具有料学综合化、一体化意识，有助于

增强综合思维能力和创新能力。

六是有科学的创新实践

创新的过程是遵循科学，依据事物的客观规律进行探索的过程，任何一种创新都不能有半点马虎和空想，因此，创新型人才必须具有严谨而求实的工作作风，严格遵循事物的客观规律，从实际出发，以科学的态度进行创新实践。

学习了传感器与技术大家应该都知道什么是创新型人才了，但是如何才能成为创新型人才呢？

成为创新型人才的前提就是更新教育观念：

教育观念的更新对于培养创新型人才有一下几个方面的影响：

第一，教育的目标。传统教育目标是为社会培养合格人才，现在我们谈教育目标主要是促进人的全面发展。前者是以社会为本，后者是以学生个体为本。我们现在要做的就是积极推动学生的自主发展，使其成为积极适应社会的人才。

第二，教育的使命。传统的教育使命是教授前人的知识，现代教育的使命是使人获得持续发展能力。教育不再是简单知识的传递，而是使当代学生获得发展的能力。

第三，教育的特征。传统的学校教育是建立在工业经济基础上的，是按工业经济的要求来培养学生。现代教育则反映的是知识经济对人的需求，教育方式、教育过程强调个体化、个性化。

第四，教育的组织形式。传统的组织形式是以学科、课堂为基础

体系，现代教育强调建立以问题为中心的跨学科结构。现代教育应该突出问题取向的方式，让学生提高面对现代问题的解决能力。

第五，教育思想。传统教育讲人人有受教育的权利，现代教育更加强调机会平等、过程平等，是尊重个人发展性的教育。

第六，教育过程。传统教育过程是传授和读书，现代教育强调实践性的过程和创新。教育的根本结果就是要使人获得广泛的生活经验、完整的生活概念。

以上六条是现代教育的核心理念，如果我们能够把上述思想渗透到创新教育实践中，创新型人才培养必将取得很好的效果。成为创新型人才的核心是自我发展能力

２１世纪最伟大成就，不只是在征服自然和物质生产方面的科学发展，而应是在终身教育理念指导下，人的潜能的开发，人的自我发展。学习型社会要求，我们的教育不仅要给学生第一次专业技能和职业能力，更重要的是为学生奠定终身教育、自我发展的牢固基础，后一种功能在当代社会显得愈来愈重要。

成为创新型人才的关键是评价机制

评价机制是导向。现行的评价机制存在一些问题。比如：录取学生的标准单一，就是看分数，过分看重考试成绩，分分学生的命根。对学生的评价，更重要的是学生的健康、道德、兴趣、爱好，如果学生善良、诚实、忠厚和助人为乐，那就不在乎考试高分。学生是人，“人”是高山大海，“分数”只是小丘小溪；“人”是蓝天苍穹，成绩仅是天上的一颗星星。

在当今这样一个信息化的时代里，企业对人才的需求同地方相比，既有专业性，更显通用性、兼容性，与企业对专业人才的短缺有所不同，社会中既包容有众多企业迫切需要的专业人才，又有大量的人才闲置。我们完全可以利用这些专业人才，稍加培训就可以充实到企业中来，既节约了成本，实现企业与地方的人才互补，又解决了企业对人才的迫切需要。

参考文献:

［1］21世纪高等院校创新型人才培养系列规划教材•企业管理学胥悦红(编者)(2008年5月版)

［2］新型传感器技术及应用宋晓辉(作者)(2009年03月版)

［3］传感器技术陈建元 机械工业出版社(2008-10出版)

［4］传感器与检测技术高等职业技术教育研究会、宋雪臣 人民邮电出版社(2009-05出版)

生物传感器 篇10

日本正兴电机集团以青鱼(Oryzias latipes)为观测目标,通过大量的研究实验,成功获得了其中毒早期异常行为的相关数据,并以此为基础,与日本九州大学联合研制成一种可以在早期发现水质异常的新型水质监测设备--生物传感器.该装置首次实现了将生物运动转化为三维数据进行分析,即通过对生物(青鱼)运动的实时检测,有效实现了对水质污染的早期发现,这也是该装置最突出的优势.

作 者： 作者单位： 刊 名：中国水利 PKU英文刊名：CHINA WATER RESOURCES 年，卷(期)：20xx “”(22) 分类号： 关键词：

传感器与未来居 篇11

“传感器”是一个相对日常生活来说较为陌生的词,大家虽然都能理解它的作用,但无法准确说出它的工作原理,它究竟是什么?——传感器是接收信号或刺激并对此做出反应的元件,它能将待测物理量或化学量转换成另一对应输出的装置,多用于自动化控制、安防设备等:维基百科这样表述。

事实上,在我们每天收听的天气预报中,温度数据就是通过传感器对外界的感知而传达给人们的一项气温指标——人们用温度传感器为自己的生活提供信息,而温度传感器也是最早开发并广泛应用的一类传感器,伽利略的伟大发明之一——温度计就出现在17世纪初,由于它使用简便,数据相对精确,从而得到迅速普及,特别是医用领域,根据测量体温,使医生对疾病做出更准确的判断。

现在工业的发展中,人们需要获取各种丰富的信息,其主要获取途径也是传感器。在自动化生产过程中,人们利用各种传感器监视和控制生产过程中的各个参数,设备运转是否正常直接影响成品是否达到质量标准。可以说,没有传感器,现代化生产也就失去了基础。除此之外,在各种基础学科研究中,传感器也无处不在。观察上千光年之外的星系、天体演化或是粒子世界的瞬间反应;各种极端技术研究,如:超高温、超强磁场、超弱磁砀等等,都应用到传感器,一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往能帮助科学家或研究员在各自的领域获得突破。

举个例子来说,大家都知道触屏手机的操作方式,如果你正在看一段视频,根据手机的水平变化,视频会自动调整朝向,方便人们观看,这中间就藏有感应器奥秘。以iPhone为例,它内置了三个传感器:一个加速计、一个接近性传感器和一个周围灯光传感器。加速计能够检测出人们是否把手机由纵向旋转为横向,然后会相应地自动更改显示的内容,就是前面提到的视频事例;它内置的接近型传感器则可以检测出用户何时把iPhone提升至耳朵附近,并立即关闭显示屏,以节省电源和防止触碰,直至iPhone被移开;最为广泛使用的是它内置的周围灯光传感器,很多其他品牌的手机也都有这一功能,就是针对当前的周围灯光自动把显示屏的亮度调整到适当水平,节省电源。所有这些充满乐趣的体验,都要感谢传感器应用。

科技的发展离不开网络。如果说几年前网络还只是一种技术,那么今天,它已经成为一种生活的代名词了。通过网络,人们可以连接各种设备,共享无限量信息,网络的超前发展同样带动了传感器技术的开发与应用——无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)的发展和应用被认为是21世纪最具影响力的技术之一。人们已经在军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等方面加以应用;未来,各种传感器网络也将遍布我们的生活环境,通过密集的节点布置,观察到微观的环境因素,例如:对海岛鸟类生活规律的观测、气象现象的观测和天气预报、森林火警和生物群落的微观观测等。

与此同时,合理的应用还能帮助人们防范自然灾害: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;在农业方面:掌控温室大棚的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器能更好地对农田管理进行微观调控,促进农作物生长。

各行各业对传感器的利用已经凸显出传感器的市场价值,很多跨国公司也一直致力于传感器开发研究:

在环境监测和保护方面,无线传感器网络的出现为获取随机性的研究数据提供了便利,并且还可以避免传统数据收集方式给环境带来的侵入式破坏。例如,英特尔研究实验室研究人员曾经将32个小型传感器连进互联网,以读出缅因州“大鸭岛”上的气候,用来评价一种海燕巢的条件。

在医疗护理方面,罗彻斯特大学的科学家使用无线传感器创建了一个智能医疗房间,使用微尘来测量记录居住者的重要征兆,如血压、脉搏、呼吸、睡觉姿势以及居住者一天24小时的活动状况等;英特尔公司还开发出一项无线传感器网络的家庭护理技术,该技术是为探讨应对老龄化社会的技术项目Center for Aging Services Technologies(CAST)中的一个环节而开发的,它将半导体传感器嵌入鞋、家具以家用电器中,帮助老龄人士、阿尔茨海默氏病患者以及残障人士减轻对医护人员的依赖,同时,通过无线通信将各传感器获得的重要信息在网内进行高速传递、交换,从而方便病人接受护理,减轻护理人员的负担。

在军事领域方面,军队利用无线传感器网络的密集型、随机分布的特点,将其应用于恶劣战场环境中,增加情报准确度,摆脱环境、气候对侦察项目的影响。美国国防部远景计划研究局已投资几千万美元,帮助大学进行“智能尘埃”传感器技术的研发。哈伯研究公司总裁阿尔门丁格预测:智能尘埃式传感器及有关技术的销售额将从2004年的1000万美元增加到2010年的几十亿美元。

“商业刺激未来”是市场中不变的规律,当初对智能屋的憧憬现在已是现实:配置无线传感器网络的智能建筑或将成为人们未来的主要居住模式。布置于建筑物内的各种传感器,被网络联接在一起,他们把分分秒秒获取的各种室内环境、设备参数汇总到一起,通过电脑预设的参数标准值,控制居室内环境变化、防范外来危险。

未来居概念: