范本是指在某个范畴内比较有代表性的样本,可以为我们提供模仿和学习的对象。以下是小编为大家搜集整理的范文范本,希望能够给大家提供一些思路和灵感。
物理传感器论文(模板13篇)篇一
摘要:21世纪是信息的时代,随着网络的普及,多媒体作为一种现代化的教学工具,在近现代的化学课堂教学中得到了广泛的应用,尤其是在化学实验教学中的应用,它以其抽象性、直观性、安全性赢得了众多师生的喜爱,同时还大大的推动了本学科的发展。本文就多媒体技术在高中化学实验中应用的优点以及需要注意的问题进行初步的探讨。
关键词:多媒体化学实验应用思考。
化学是一门以实验基础的学科,在化学实验教学中引入多媒体技术能最大程度地、栩栩如生地、形象生动地进行实验模拟,以此来刺激学生的多种感觉器官,这不仅有利于激发学生的学习兴趣,拓宽学生的知识面,而且还可以弥补传统教学模式、方法的不足并提高课堂的教学质量和教学效率。但是多媒体技术在化学实验教学中的运用并不是只有积极的作用,它也存在不足之处,下面将分别详细的进行阐述。
1.1在实验原理微观分析中的应用。
化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。因此,化学的研究对象就要涉及到物质的微观状态和化学反应机理。因为微观世界既看不见也摸不着,所以学生对化学中微观世界的认识,利用传统的教学,学生是很难理解和掌握的。使用多媒体,结合必要的文字、图像、声音等信息,这些教学信息能够在较短的时间内触及学生的多个感官,给学生留下深刻地印象,让学生了解微观世界,理解化学反应的实质与原理。这不仅有利于学生的学,更有利于教师的教。例如,在教学实验电解水的原理时,利用多媒体模拟水分子演变成氢原子和氧原子的过程。又如物质溶于水,电离形成离子的过程;离子化合物、共价化合物形成过程中电子的转移,这些都需要运用多媒体技术,使微观抽象的知识变得宏观具体而易懂。在物质结构选修教材中,杂化轨道的形成,更离不开动画课件的帮助。多媒体以及其丰富的表现力,给学生创造了直观形象的认知平台,使学生达到掌握知识的目的。
1.2在规范化学实验操作中的应用。
化学实验基本操作是化学实验操作的基础,操作的正确性和规范性将直接影响实验的现象和结果的准确性。因此中学阶段养成良好的实验操作习惯,对于培养学生的动手和探究能力有着非常重要的作用。例如,化学实验基本操作中的“量、取、滴、热、洗”的教学,以及各种仪器的特殊使用都可用多媒体课件进行演示。又如浓硫酸的稀释实验,在课堂上教师一般演示的都是正确的操作步骤,对于不正确的操作教师只进行讲解,告诉学生应该怎么做,不应该怎么做,时间久了学生会觉得老师是在危言耸听,便会置之不理。然而通过多媒体可以对浓硫酸滴人水中便释放出大量的热使液体飞溅的现象进行模拟,引起学生的高度重视,从而帮助学生正确掌握实验操作的基本规则和正确认识实验装置,提高学生的实验能力,为以后的学习和探究打下夯实的基础。
1.3在复杂性、危害性、有毒性实验中的应用。
在教科书中有些实验比较复杂耗时,有些实验又有毒而具有危害性,但又必须让学生对这些实验有所了解。我们都知道化学这门自然学科对实验中所用试剂的量和操作步骤的顺序等都有一定的要求,如若学生操作不规范,轻者引起实验失败,重者引起实验事故,甚至有可能造成实验者的生命危险。如果采用传统的教学方法,是无法完成教学目标的,也很难达到教学目的,若采用多媒体网络技术,对操作中易出错的后果进行模拟,让学生加深印象,做到心中有数。例如在讲解元素周期律时,第三周期从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐加强。这是通过做实验或阅读资料而得出的规律。在这些实验中有些实验室无法做的,如果让学生死记硬背这些知识,既枯燥无味又易忘记或记混淆。然而只有实验才能加深学生的印象,若用多媒体模拟实验,就会取得很好的教学效果。氢气与氯气在光照或点燃时发生爆炸而化合等实验。应用多媒体,既可以观察实验现象,同时又避免了不安全实验对师生身体的伤害。
物理传感器论文(模板13篇)篇二
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
物理传感器论文(模板13篇)篇三
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。
物理传感器论文(模板13篇)篇四
摘要:直观教学法在各个学科都已得到一定的推广,在新课程《生物学》的教学中更是必不可少。所谓直观教学法就是在教学中以亲身实践或以具体事物、现象,以及事物现象的逼真描绘来激起学生的感性认识,获得生动表象,从而促进对知识比较全面、深刻和理解的教学过程。它主要包括:实物直观、模像直观、言语直观三方面。
关键词:实物直观,模像直观,言语直观。
在新课程《生物学》的教学中,运用直观教学法不仅可以帮助学生理解教学内容,而且还可以提高教学效率和质量。因此,每位生物教师都应根据自己在教学中的实际情况,选择运用恰当的直观教学手段,以便使直观教学法能更充分更合理的指导教学。
一、实物直观:。
利用活体进行教学的形式叫实物直观。利用活体教学能真实的反应出生物的结构,生命现象及活动规律。
例如:在学习“花的结构”这部分内容时,不妨可将学生分成若干个小组,然后让每个小组在课前准备一朵月季花。在上课时,首先让学生结合课本仔细观察,然后再归纳出花的各部分结构。
再如:在学习“单细胞生物的结构和生活”时,可提前准备一些草履虫培养液。在上课时,首先让学生在显微镜下观察草履虫的形态结构及运动情况,然后再结合课本上的插图,认识各部分的结构和功能。
通过实物直观这种教学方法,能够让学生在观察的基础上,获得比较生动具体的表象,从而提高学生接受新知识的能力。
二、模像直观:。
利用制作的教具进行教学的直观形式叫模像直观。它主要包括:挂图(或模型)和电化教学两个方面。
1、挂图(或模型):。
挂图(或模型)是生物教学中最为常见的直观教学形式。它最大的优点:能将实物“放大或缩小”,最终让学生更清楚的认识生物知识。
例如:它可以把细胞放大,还可以把巨大的生态系统缩小。最终使学生既能掌握微观的生物知识,又能掌握宏观的生物知识。
此外,挂图或模型还具有很强的典型性:它能将复杂的生物结构用最简单的形式表现出来。这样,可以使学生在学习时“少走弯路”,直接抓住事物的本质规律。
但正因为挂图或模型具有一定的典型性,又使它暴露出一定的局限性:它毕竟不是真实的`生物体。我们看到的是“理想化”、“简化”的生物模式图,在某种程度上,可以说,它已不再具有真实性。因此在教学中,一定要注意与实物的结合。
2、电化教学:。
电化教学是指运用现代化的电器设备进行教学的直观形式。它的种类比较多,主要包括:录像教学和多媒体教学。
a、录像教学:现在录像教学已在每个学校得到推广应用。运用录像教学可以增加学生的感性认识,激发学生的学习兴趣。运用录像教学还可以不受时间空间的限制,完成一些常规课堂无法完成的教学任务,并且可以重复使用。
例如:在学习“蚂蚁的通讯”时,由于内容的特殊性,学生不可能在课堂上做实验研究“蚂蚁的通讯”。因此可先播放与此有关的录像。这样可以让学生对整个实验有更为直观的认识,从而为他们在课下亲自探究奠定良好的基础。
我们在运用录像教学时,一定要注意讲授与播放录像相结合。若“只看不讲”,对学生来说,只能形成短暂的表象,只有及时地用语言来巩固,才会留下深刻的印象。
b、多媒体教学:多媒体是一种现代化的教学设备。目前,大部分学校都安装有这种设备。该设备集展台、电脑、投影等设备为一身,兼有传统教学和现代化教学的所有设备。
在过去的十几年内,运用录像进行教学也许比较时尚,但现在看起来,已经落伍了,随着科技的进步,取而代之的是一种崭新的教学设备----多媒体教学系统。运用这套系统进行教学有着无可比拟的优势。
从小的方面说,它能使教师在教学时,完全不必为“粉笔沫”烦恼,也不必为嗓子的沙哑所担忧。教师可在备课时制作一个电子课件,将板书输入微机。上课时只需用鼠标轻轻一点,即可把教学内容展示出来。另外,教师在上课时,可佩戴无线麦克风,只要用平时说话的声音,就足以让所有的学生听清楚。整个课堂不像老师在给学生讲课,倒像是师生间的亲切对话。此外屏幕上不断变化的画面及优美的伴音,更能使学生的有效注意时间增长。
从大的方面说,运用多媒体进行教学,还能完成传统教学难以完成的教学任务。例如:在学习“血液循环的途径”与“尿的形成”这些内容时,根据教学目标的要求,需要学生能够概述出血液循环的途径及尿的形成过程。要用传统的讲授法或挂图来描述这样一个动态的变化过程是十分困难的。若用多媒体进行教学,这个问题便迎刃而解。教师可将这部分内容制成动画课件。当讲的时候,可让学生反复观看这个动画,而教师只需在适当的时候补充几句就够了。从学生反应来看,其掌握的效果还是不错的。
实践证明:运用这套设备进行教学,只要教室足够大,至少可容纳100多个学生同时听课。与传统的教学相比,用一节课的时间至少可完成两倍的教学任务。
多媒体是一种先进的教学设备,在应用时,就需要教师具备一定的能力,尤其是多媒体操作及计算机应用方面的能力。此外,还要能利用powerpoint、authorware及flash等软件来制作课件。只有具备了这些能力,才能熟练应用多媒体。
三、言语直观:。
利用语言或板书进行教学的形式叫言语直观。语言或板书是生物教学中最基本的教学直观形式,也是教师的基本功。
1、语言:。
语言直观主要包括两方面的含义:一是语言的形象化;一是语言与其它教具的结合。
形象化的语言要求在保持科学性思想性统一的基础上,做到生动有趣、化浅为深、化抽象为形象。例如:在学习“心脏的结构和功能”部分内容时,需要学生去记忆心脏的四个腔的位置,部分学生往往记不清“心房”与“心室”的位置,我们就可以打比方:上面的是“房子”,下面的是“地下室”;再比如说:要描述“人每天形成的原尿约有150升”时,就可以说“大约相当于两个成年人的体重”
形象化的语言还需要辅助手势、表情等。这样会使内容更生动,更能增加直观的效果。
此外还应注意语言与教具的结合,这也是教师的基本功,在这里不再多说。
2、板书:。
板书也是一种语言文字的直观形式。板书的形式有多种多样,教学时可根据不同的情况灵活运用。其中最常用的是提纲式,这种形式适用的范围比较广,也比较容易掌握。此外还有问题式、列表式等。例如:在学习“合理营养”或“血量与输血”时可采用问题式;在学习“花的结构”或“生态系统的组成”时,可采用列表式。
在教学过程中,往往需要将几种板书形式综合应用,这样效果会更好一些。
我们在运用直观教学法时,还应注意以下几点:。
1、课前应作好充分的准备工作。
2、应根据教学目标及学生的特点,恰当地选用直观手段,防止为了直观而直观,同时避免直观的庸俗化。
3、注意直观教具与教师语言相结合,引导学生观察思考、合作探究,培养学生的抽象概括能力和语言表达能力。
4、注意避免直观可能产生的消极影响(如只重视感性认识而不重视理性认识)。
直观在新课程的生物教学中是必不可少的,其手段也是多种多样的。希望教师能根据自己的实际情况灵活运用,以便更好的指导教学。
参考文献。
1.《中学生物教学法》,周美珍等主编,高等教育出版社,1991年5月。
2.《新编教育学教程》,张筱良等主编,农村读物出版社,1994年12月。
3.义务教育课程标准教科书《生物学》(全套),朱正威、赵占良主编,人民教育出版社,6月。
物理传感器论文(模板13篇)篇五
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:
[2]宋国强.信息技术与高中物理教学整合的实践与思考[j].物理教师,,25(12):8-10.
[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.
物理传感器论文(模板13篇)篇六
新课程标准对信息技术与物理课程的整合提出了具体要求,尤其是将传感器列入中学物理课程。提出“了解常见传感器及其应用,体会传感器的应用给人们带来的方便”。
实验是物理的基础。要做实验就离不开测量。传统的物理实验是将各种物理量(如温度、时间、力、加速度等)转化为长度进行度量。传感器则是将各种物理量转换成电信号,人们对电信号作出进一步的分析和处理。传感器进入中学物理实验室,成为信息技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新突破口。过去实验测量工具器材是水银温度计、打点器、天平,现在则是用力的传感器、温度传感器、电磁传感器来探测物理量,显示物理实验数据,运用计算机强大的计算功能探索物理规律。学生在这样的环境下体验“做科学”的探究过程,来实现科学素质的培养。
借助数字化实验室提供的先进技术手段突破传统实验手段的限制,大幅度改进原来做不出、做不好的实验,变“不可见”为“可见”,由“抓不住”到“抓得住”,将“不好做的”转变为“好做的”。
一、变不可见为可见。
将力传感器用于超重、失重实验,使用位移传感器研究加速度。
超重、失重是生活中的常见现象,电梯升降、神舟号在太空中遨游时航天员的失重现象等,学生们都能一一列举出来。然而如何从物理学的规律出发来认识超重、失重的原因,却是一个教学难点。原因是学生看不到超重、失重过程中压力的变化。超重、失重现象发生在物体变速运动的过程中,按照传统实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化;而且在课堂中演示超重、失重所经历的时间又很短暂,学生根本看不清弹簧测力计示数,更谈不上记录数据,提供给学生作为分析的依据。而引入力的传感器,便解决了这个问题。
在学习牛顿第二运动定律时,利用传统实验器材,学生只能通过物体的运动速度、位移间接地计算出物体加速度的大小,而且也只能研究匀加速运动物体的加速度。利用力的传感器和位移传感器设计实验,直接测量出了物体运动过程受到的外力和加速度的数值,并利用计算机绘制出了力和加速度一一对应关系的图线,提高了实验的直观性和课堂教学效率。并且,由于传感器实验不受物体运动情况的限制,学生还可以研究做非匀加速运动物体的加速度,使学生很容易理解牛顿第二运动定律的瞬时性,很快突破了难点。
二、由抓不住到抓得住。
将电流传感器用于自感现象实验。
在自感现象实验教学中,闭合开关通电,出现了一个灯泡先亮,一个灯泡后亮的现象。这是由于电磁感应引起通过两个灯泡的电流不同产生的自然现象。以往教师只能通过理论分析电流的变化情况,学生无法直接观察到电流变化的情况,只能被动接受教师的分析,头脑中很难有形象的物理情景作支撑,形成了教学中的一个难点。我们引入电流传感器,将电流的变化记录为图像,使学生直观地看到了自感对电流的影响,帮助学生认识了自感现象的本质。在这个基础上,教师又启发学生从电磁感应的理论出发来分析断电时自感现象中电流的变化情况,并利用电流传感器实时记录电流变化图像,印证学生分析推理的正确与否。在这个过程中,学生由被动地听讲变成主动参与,在积极地对话交流过程中,加深了对自感现象本质的理解。这样不但解决了传统实验仪器不能直观反映出本质现象的弊端,增强了教学效果,而且还加强了学生的主动参与,大大提高了课堂教学的效率。
三、将不好做的转变为好做的。
同时使用力传感器和光电门传感器进行向心力研究。
在以往的向心力教学中,由于理论推导和实验证明都很困难,教师只能直接给出向心力公式,无法进行任何理论推导和实验证明。而利用力传感器和光电门传感器,可以直接获得一个做圆周运动物体所受到向心力、线速度的数据,进而从数据分析中得到向心力公式。
四、对传统实验进行“再挖掘”,开发其潜在的教育和教学功能。
在信息技术的支持下,探究式教学模式可以发挥更大的作用。探究式教学是以探索、研究物理规律为出发点,以实验活动为中心,以学生的可持续发展探究能力的培养为根本的一种教学方法。
传统的教学方法使学生从道理上得到了一个合法逻辑的结论,然而在实际中什么是动量,什么是冲量,什么是动能,为什么动能的.定义要有一个1/2的系数?学生是没有感性认识的。在运用传感器进行动能定理、动量定理的教学过程中,教师鼓励学生充分利用实验创设的真实情景,在实验全过程中主动地进行探索、学习,教师则加强对学生问题的了解,并加以适当的指导,尽可能调动学生的积极性;同学们在解决问题时讨论、互助、合作,通过处理实验的一系列数据,“发现”新规律,“定义”新的物理量。
这种打乱原有教材内容安排的教学过程,要求的计算量非常大,学生应用计算机已有的程序处理数据,大大提高了课堂效率,体现了信息技术对物理教学的整合。探究式教学不是以定律、公式的灌输为中心,而是以学生为主体,使学生从发现者和探索者的角度出发,从物理数据中,自己得到客观世界的规律,教师在其中并不扮演教化者的角色,而是从旁边点拨和指导,让学生在研究和归纳的过程中,感性地理解物理变化及其规律。这样学生最终不仅可以更深入地理解物理学的现象,而且可以学会物理学的一种精神――独立思考、大胆假设和严谨探索实验的科学精神。
物理传感器论文(模板13篇)篇七
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。
物理传感器论文(模板13篇)篇八
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.
物理传感器论文(模板13篇)篇九
为了实现不同会议室、不同会议终端之间的视音频信号自由交互、不同品牌视频终端和会议摄像机、多会议室设备集中控制、不同会议室的视频画面和音频集中监看、监听等功能,通过会议集中控制系统进行统一管理。本次会议集中控制系统设计包括:视频会议室5个,视频集中控制室1个,视频会议终端品牌2种。
1总体目标。
视频系统:各个会议室建设高分辨率(不低于1920*1280)的大屏显示系统及摄像系统,各会议室可同时参与远程视频会议,显示内容平滑切换。集中控制系统:每个会议室都集中到中央控制室集中控制,包括视频信号的切换、音频集中控制、摄像系统集中控制;将2个不同品牌的视频终端软件的通过pc机进行衔接,实现终端设备的视音频信号相互传递;各视频会议室达到高清视频会议标准;实现各视频会议室之间的视音频信号交互,信号同步通讯;实现由集控室统一控制各会议室会议操作工作,可自由切换各会议室的视频传输信号,音频传输信号;实现会议室房间的音频在本会场扩音效果的同步;视音频信号、网络信号的互联互通以及集中控制;各视频会议室都可以召开主会场高清视频会议,也可作为分会场参加召开的视频会议;集控室可以对各视频会议室的视音频信号进行监看、监听。
2实现方案。
2.1频系统。
在中央控制室配置一台32x32的ypbpr的矩阵,各个会议室都配备一台8x16的ypbpr的矩阵,以控制室为核心,采用树型结构,接收各会议室视频信号,并且能把任意信号发送到指定会议室。各个会议室会场内前后各有一个摄像机,通过各会议室8x16的ypbpr的矩阵把视频信号传送到控制室32x32矩阵,考虑ypbpr信号传输距离过远会有所衰减的问题,远距离的ypbpr信号均采用双绞线传输的方式,通过信号转换来解决信号衰减问题。
2.2音频系统。
音频处理部分采用智能数字音频处理器,每个会议室各放一台,中央控制室放一台,需通过一根超六类屏蔽双绞线来传输音频信号,减少信号衰减及资源浪费。各个会议室和中央控制室的连接方式为环状。只要设备加电运行,中央控制室就能接收到各个会议室的`信号,并且能把音频信号输送到各个会议室。在音频信号切换方面,中央控制室配备一台24路模拟调音台,满足把8台视频终端的音频输入到调音台,并且把音频处理器传输过来的本地会场声音通过控制室音频处理器输出到终端。另外还有本地的dvd,机顶盒,pc的音频都输入到调音台,完成所有音频信号的汇聚以及发送。
2.3摄像机控制系统。
视频控制方面:根据各个会议室的摄像机品牌比较繁多的问题,采用一台多协议的摄像机控制器,能针对不同摄像机设定不同的控制协议,实现一个控制器能控制多个不同品牌摄像机的需求,例如对rs232和rs485的控制协议的摄像机进行控制。视频切换:各个会议室8x16的ypbpr视频矩阵都具备rs232控制功能,在中央控制室配备一台中央控制器,具备多个rs232,rs485,红外及io等端口。中央控制器直接与控制室一台专用pc机同属一个网段,通过在pc机上运行专门定制的高度集成控制软件,来实现各个会议室及控制室视频信号的无缝切换。视频显示:各个会议室都配备视频显示设备,dlp大屏的显示模式及信号的选择都由控制软件实现。dlp大屏及电视都是通过红外控制开关,投影仪是通过rs232控制开关。音频控制:各个会议室的数字音频处理器都可以远程网络访问,可以实时的监测各个会场的声音大小有无。
通过控制室的调音台可以实现各个会议室之间以及会议室与远端的音频切换。其它设备控制:各个会议室都有设备间,配备标准19寸机柜,为解决设备开关问题,各个会议室机柜内部都配备针对220v强电的远程控制开关。中央控制室配备一台可远程控制的电源时序器,通过控制软件就可以控制各个会议室设备以及灯光的开关。按照设定的不同模式,根据会场是否是主会场或者分会场来一键开启会场,设定好灯光效果,所使用的摄像机,是否开启显示设备。通过该会议集中控制系统实现了一键开会,一键闭会,5个会议室任意一个为主会场,其他会议室都可作为分会场参加会议。5个会议室也可以同时召开主会场会议互不影响。其它会议集中控制系统可以参考该方案,根据实际情况灵活配置音频和视频矩阵等设备,实现会议的集中控制。
物理传感器论文(模板13篇)篇十
摘要:温度传感器是最早开发、也是应用最广泛的一种传感器。据调查,早在1990年,温度传感器的市场份额就大大超出了其它传感器。从17世纪初,伽利略发明温度计开始,人们便开始了温度测量。而真正把温度转换成电信号的传感器,是1821年德国物理学家赛贝发明的,也就是我们现在使用的热电偶传感器。随后,铂电阻温度传感器、半导体热电偶温度传感器、pn结温度传感器、集成温度传感器相继而生。也使得温度传感器更加广泛的应用到我们的生产和生活中。本文主要介绍了温度传感器的分类、工作原理及应用。
关键词:温度传感器;温度;摄氏度。
温度传感器(temperaturetransducer),利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。
一、温度的相关知识。
温度是用来表征物体冷热程度的物理量。温度的高低要用数字来量化,温标就是温度的数值表示方法。常用温标有摄氏温标和热力学温标。
摄氏温标是把标准大气压下,沸水的温度定为100摄氏度,冰水混合物的温度定为0摄氏度,在100摄氏度和0摄氏度之间进行100等份,每一等份为1摄氏度。热力学温标是威廉汤姆提出的,以热力学第二定律为基础,建立温度仅与热量有关而与物质无关的热力学温标。由于是开尔文总结出来的,所以又称为开尔文温标。
二、温度传感器的分类。
根据测量方式不同,温度传感器分为接触式和非接触式两大类。接触式温度传感器是指传感器直接与被测物体接触,从而进行温度测量。这也是温度测量的基本形式。其中接触式温度传感器又分为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、半导体热敏电阻温度传感器等。
非接触式温度传感器是测量物体热辐射发出的红外线,从而测量物体的温度,可以进行遥测。
三、温度传感器的工作原理。
(一)热电偶温度传感器。热电偶温度传感器结构简单,仅由两根不同材料的导体或半导体焊接而成,是应用最广泛的温度传感器。
热电偶温度传感器是根据热电效应原理制成的:把两种不同的金属a、b组成闭合回路,两接点温度分别为t1和t2,则在回路中产生一个电动势。
热电偶也是由两种不同材料的导体或半导体a、b焊接而成,焊接的一端称为工作端或热端。与导线连接的一端称为自由端或冷端,导体a、b称为热电极,总称热电偶。测量时,工作端与被测物相接触,测量仪表为电位差计,用来测出热电偶的热电动势,连接导线为补偿导线及铜导线。
从测量仪表上,我们观测到的便是热电动势,而要想知道物体的温度,还需要查看热电偶的分度表。
为了保证温度测量结果足够精确,在热电极材料的选择方面也有严格的要求:物理、化学稳定性要高;电阻温度系数小;导电率高;热电动势要大;热电动势与温度要有线性或简单的函数关系;复现性好;便于加工等。根据我们常用的热电极材料,热电偶温度传感器可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。铂铑-铂热电偶是常用的标准化热电偶,熔点高,可用于测量高温,误差小,但价格昂贵,一般适用于较为精密的温度测量。铁-康铜为常用的非标准化热电偶,测温上限为600摄氏度,易生锈,但温度与热电动势线性关系好,灵敏度高。
(二)电阻式温度传感器。热电偶温度传感器虽然结构简单,测量准确,但仅适用于测量500摄氏度以上的高温。而要测量-200摄氏度到500摄氏度的中低温物体,就要用到电阻式温度传感器。
电阻式温度传感器是利用导体或者半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。大多数金属在温度升高1摄氏度时,电阻值要增加0.4%到0.6%。电阻式温度传感器就是要将温度的变化转化为电阻值的变化,再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表。
(三)半导体热敏电阻。半导体热敏电阻的特点是灵敏度高,体积小,反应快,它是利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成的。可分为三种类型:(1)ntc热敏电阻,主要是mn,co,ni,fe等金属的氧化物烧结而成,具有负温度系数。(2)ctr热敏电阻,用v,ge,w,p等元素的氧化物在弱还原气氛中形成烧结体,它也是具有负温度系数的。(3)ptc热敏电阻,以钛酸钡掺和稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件,具有正温度系数。也正是因为ptc热敏电阻具有正温度系数,也制作成温度控制开关。
(四)非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的测温元件与被测物体互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。这种测温方法的主要特点是:可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可用来测量温度场的温度分布,但受环境温度影响比较大。
四、温度传感器的应用举例。
(一)温度传感器在汽车上的应用。温度传感器的作用是测量发动机的进气,冷却水,燃油等的温度,并把测量结果转换为电信号输送给ecu.对于所有的汽油机电控系统,进气温度和冷却水温度是ecu进行控制所必须的两个温度参数,而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。进气温度传感器通常安装在空气流量计或从空气滤清器到节气门体之间的进气道或空气流量计中,水温传感器则布置在发动机冷却水路,汽缸盖或机体上上的适当位置。可以用来测量温度的传感器有绕线电阻式,扩散电阻式,半导体晶体管式,金属芯式,热电偶式和半导体热敏电阻式等多种类型,目前用在进气温度和冷却水温度测量中应用最广泛的是热敏电阻式温度传感器。
(二)利用温度传感器调节卫生间的温度。温度传感器还能调节卫生间内的温度,尤其是在洗澡的时候,能自动调节卫生间内的温度是很有必要的。通过温湿度传感器和气体传感器就能很好的控制卫生间内的环境从而使我们能够拥有一个舒适的生活。现在大部分旅馆和一些公共场所都实现了自动调节,而普通家庭的卫生间都还是人工操作,尚未实现自动调节这主要是一般客户不知道能够利用传感器实现自动化,随着未来人们的进一步了解,普通家庭的卫生间也能实现自动调节。
参考文献:
[1]周琦。集成温度传感器的设计[d]。西安电子科技大学,2007.
物理传感器论文(模板13篇)篇十一
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。
物理传感器论文(模板13篇)篇十二
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。
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。
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。
[1].刘鸿文主编,《材料力学》,高等教育出版社,1979年。
物理传感器论文(模板13篇)篇十三
姓名:安班级:学号:滨。
2013级本科三班。
201315110101。
论文分析:
意义:光纤传感技术是一门新兴的应用物理技术,它在石油、通信、化工检测以及各种参量测量方面具有许多独特的优点,有广阔的应用前景。近年来,光纤技术已逐渐渗透到各研究领域,其应用范围日渐广泛。随着光纤传感系统在国防军事、航空航天、工矿企业、土木建筑、能源环保、生物医学、计算测量、自动控制等各领域的应用,对光纤传感系统的性能也不断提出新的要求。光纤温度传感器特别适用于易燃易爆的工作环境,从而弥补了传统的点温度传感器的不足。主要内容及研究思路:本文从光纤的基础入手,首先介绍了光纤的基础知识,然后结合传感器引入了光纤温度传感器的定义,分类及工作原理。本课题研究的是一种非功能性光纤温度传感器,它是利用高度敏感的双金属片作为感温元件,金属片的变化改变了光纤的通光强度。
目标:光纤温度传感器可以达到不但测温对象广,从监测相对低温的生物过程到监测高温的发动机零件,而且测量准确度、灵敏度高,抗电磁能力强,传输距离远,使用寿命长,价格相对低廉,使用更加经济。今后光纤温度传感器研究方向将会进一步提高传感器的精度、可靠性;提高抗干扰能力、稳定性,并简化器件结构,降低成本。
目录。
第1章前言。
2.4纤端光场的光强分布函数选取。
3.2实验主要设备和材料3.3实验搭建与调试第4章实验结果分析。
5.1实验结论。
5.2光纤温度传感器存在的不足和展望参考文献致谢。
第1章前言。
1.1选题背景及研究意义。
1.2光纤传感器国内外研究现状。
1.2.1国外研究现状。
1.2.2国内研究现状。
1.3光纤传感器及其组成与分类。
1.4本论文的主要内容。
本文所采用的温度变换器为u型双金属片,依据双金属片的位置随温度的变化而变化的原理,利用双金属片的纵向位置改变来调制光纤探头接收到的光强,从而实现温度对光强的间接调制。与传统的指针式双金属片温度计相比,本传感器具有快速、灵敏、便于实现与计算机接口连接等优点。研究从基本的概念入手。
第2章光纤温度传感器理论。
2.1光纤基础知识介绍。
2.1.1光纤的结构和分类。
2.1.2光纤的传输原理。
2.2热敏元件双金属片工作原理。
2.2.1双金属片弯曲机理及其选取。
2.2.2双金属片得到选取及其补偿和调制机理。
2.2.3双金属片温度变换对位移的补偿机理及其位移的计算。
2.3光纤探头的原理。
2.3.1光纤反射式调制原理及与光强分布的关系。
2.3.2光纤传输信号准共路理论。
2.4纤端光场的光强分布函数选取。
第3章光纤温度传感器系统组成与实验步骤。
3.1实验原理。
3.2实验主要设备和材料。
3.3实验搭建与调试。
3.3.1led光源i-p特性曲线测试。
3.3.2反射式光纤位移传感实验。
3.3.3光纤温度传感器实验。
第4章实验结果分析。
4.1位移光强曲线的测定及其与理论曲线的对比。
4.2温度光强曲线的测定及出现的问题和解决办法。
4.3测温曲线的选取及传感器测温范围的确定。
第5章结论与展望。
5.1实验结论。
5.2光纤温度传感器存在的不足和展望。
参考文献。
致谢。