论文范文光电论文
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传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。这是我为大家整理的传感器技术论文 范文 ,仅供参考!
传感器技术论文范文篇一
传感器及其概述
摘 要
传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。
【关键词】传感器 种类 新型
1 前言
传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。
2 传感器的分类
按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。
3 常见传感器介绍
3.1 电阻应变式传感器
电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为:金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。它们的主要区别在于:金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化,而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。
3.2 电容式传感器
电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置,它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比,与正对面积和介质成正比,因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量,对被测系统的影响小,灵敏度高,适用于较小位移的测量,但这种传感器有非线性特性,因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极距型传感器相比,灵敏度较低,适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。
3.3 电感式传感器
电感式传感器是将被测物理量,如力、位移等,转换为电感量变换的一种装置,其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。
电感式传感器具有以下特点:结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高,能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达0.05%~0.1%。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。
3.4 磁电式传感器
磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器,又称电磁感应式或电动力式传感器。其工作原理是一个匝数为N的线圈,当穿过它的磁通量变化时,线圈产生了感应电动势。磁通量的变化可通过多种方式来实现,如磁铁与线圈做切割磁力线运动、磁路的磁阻变化、恒定磁场中线圈面积的变化,因此可制造出不同类型的传感器用于测量速度、扭矩等。
3.5 压电式传感器
压电式传感器是一种可逆传感器,是利用某些物质的压电效应进行工作的器件。最简单的压电式传感器是在压电晶片的两个工作面上进行金属蒸镀,形成金属膜,构成两个电极。当晶片受压力时,两个极板上聚集数量相等而极性相反的电荷,形成电场。因此压电传感器可以看成是电荷发生器,又可以看作电容器。
4 新型传感器
4.1 生物传感器
生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测 方法 与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理:待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别,发生生物学反应,产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号,再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。
4.2 激光传感器
激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器原理:激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。
5 结束语
随着科技的飞速发展,人们不断提高着自身认知世界的能力。传感器在获取自然和生产领域中发挥着巨大上的作用。目前,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面起到重要的推动作用。相信未来,传感器技术将会出现一个飞跃。
作者简介
杨天娟(1991-),女,河北省邯郸市人。现为郑州大学本科生,主要研究方向为机械工程及自动化。
作者单位
郑州大学机械工程学院 河南省郑州市 450001
传感器技术论文范文篇二
温度传感器
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
中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章 编号:1674-7712 (2014) 02-0000-01
温度传感器(temperature transducer),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.
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基于P2N 结的太阳能电池伏安特性的分析与模拟
摘 要 通过分析实际P2N 结与理想模型之间的差别,建立了P2N 结二极管及太阳能电池的数学
模型;利用Matlab 中的系统仿真模块库建立仿真模型,设置参量,求解模型方程并绘制了图形1 对
太阳能电池在一定光照下旁路电阻及串联电阻取不同数值时对其开路电压、短路电流及填充因子
的影响做了模拟,并与实际测得的硅太阳能电池伏安特性进行了比较1 模型分析与实验测量的结
果表明:等效的旁路电阻和串联电阻分别影响电池的开路电压和短路电流1 仿真结果与实验测量
结果一致1
关键词 P2N 结;伏安特性;等效电路模型;太阳能电池
中图分类号 O475 文献标识码 A
0 引言
P2N结是许多微电子和光电子器件的核心部分1
这些半导体器件的电学特性及光电特性由P2N 结
的性质所决定,掌握P2N 结的性质是分析这些器件
特性的基础1 半导体导电是通过两种载流子的漂
移、扩散及产生与复合实现的[1 ]1 由于P2N 结的非
线性特性,其电流电压关系无法通过一个简单的解
析模型来确定1 虽然肖克莱方程给出了理想P2N
结的电流电压关系,但与实际器件的性质差别很大1
在实际器件中,由于表面效应、势垒区载流子的产生
及复合、电阻效应等因素的影响,其电流电压特性只
在很小的范围内接近理想值1 正向电压增大时, I2V
曲线由指数关系转变为线性关系1 反向电压增大
时,在一定范围内也是线性关系,反向电压过大还会
发生P2N 结的击穿1
本文通过一个简单的电路模型模拟了实际的
P2N 结,讨论了各实际参量对伏安特性的影响1 并
针对太阳能电池在一定光照下其实际参量如旁路电
阻和串联电阻对其开路电压、短路电流及填充因子
的影响,利用计算机对其伏安特性进行建模分析,以
获得接近实际器件的特性1
1 P2N结的伏安特性分析及等效电路
理想P2N 结模型满足小注入、突变耗尽层及玻
耳兹曼边界条件,且不考虑耗尽层中载流子的产生
和复合作用[2 ]1 其电流电压关系可由肖克莱方程给
出,即
J = J s exp
qV
k T
- 1 (1)
式中,V 为P2N 结两端的电压, J 为通过P2N 结的
电流密度, J s 为反向饱和电流1 当正向偏压较大
时,括号中的指数项远大于1 ,因而第二项可以忽
略,电流密度与电压呈指数增加关系1 反向偏压时,
当q| V | m k T 时, 指数项趋于0 , 电流不随电压改
变,趋于饱和值J s
1
实验测量发现,肖克莱方程与实际P2N 结的伏
安特性偏离较大,主要表现在两个方面:1) 正向电压
较小时,理论值比实验值小,正向电压较大时,J2V
关系变为线性关系;2) 反向偏压时,反向电流比理论
值大许多,反向电流不饱和,随反向偏压的增大略有
增加1 这说明理想模型不能真实反映实际器件的特
性,需要建立更为完善的P2N 结模型[3 ]1 在实际器
件中,载流子的产生、传输和复合会对P2N 结中的
空间电荷场产生影响[4 ] ,从而导致P2N 结电流电压
特性偏离理想方程1
正向偏压时,注入势垒区的载流子有一部分形
成复合电流,其大小与exp ( qV/ 2 k T) 成正比, 总电
流密度为扩散电流密度与复合电流密度之和1 对于
硅,在较低正向偏压下, 复合电流占主要地位, 因而
总电流大于理想条件下的电流,正向偏压较高时,复
合电流可以忽略
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vr技术浅析论文2000字范文(2)
vr技术2000字论文篇二
【摘 要】VR技术是现今计算机技术领域中一项包含多种学科的一门综合科学技术,该技术已经被应用在现实中许多的领域中。
【关键词】VR技术;虚拟现实技术
1.虚拟现实技术的概念
VR技术就是虚拟现实技术,它是一种能够让现实中的人在计算机所创造的虚拟信息世界中体验与现实世界同样的事和物。它所具有多感知性、沉浸性、交互性和构想性的基本特征。这种虚拟技术集合了计算机图形图像技术、现实仿真技术、多媒体技术等等的多种科学技术。它能够模拟出人的视觉,听觉,触觉等的感官功能。使人在计算机所创造的虚拟世界中通过语言、动作等等的方式进行实时交流,可以说这种技术的发展前景是非常的广阔的。
2.虚拟现实技术的特征介绍
①多感知性的特征,是指视、力、触、运动、味、嗅等感知系统,从人类理想的虚拟现实技术的发展来说,是希望能够给完全的模拟出现实中所有的感知,但因目前的技术掌握和传感技术的限制,仅仅只能模拟出以上视、力、触、运动、味、嗅等感知系统的。
②沉浸性又称浸没感或临场感,存在感等,具体是指人以第一人称存在在虚拟世界中的真实体验。当然,以目前技术还没有达到最理想的程度。
③交互性就是指人在虚拟世界中,能够像在现实当中一样,可以通过对一些物体的抓取、使用等动作,感觉到所触碰的物体的重量,形状,色泽等一些人与物体之间的互动信息。
④构想性,即在虚拟的世界里面,将所想的物件所做的事情在虚拟世界呈现出来,这样做能达到什么样的效果,那样做又能达到什么样的效果,甚至还可以把在现实世界不可能存在的事和物都可以在虚拟世界中构想出来。
3. VR技术的应用范围
VR技术由诞生到现今已经历了几个年代,其应用范围也越来越广,如医学方面,可以提供给医生进行模拟手术,这样大大提供了现实中手术的成功几率,还有军事,科技,商业,建筑,娱乐,生活等等。
4. VR技术中涉及的相关技术
①立体视觉现实技术:人通过视觉所获取到的信息是人本身所有感觉中最多的一种感官,所以虚拟现实技术中立体显示技术占有不可或缺的重要地位。
②环境构建技术:在虚拟世界中,构件环境是一个重要的环节,要营造一个区域的环境,首先就要创造环境或建筑模块,然后在这个基础上再进行实时描绘、立体显示,从而形成一个虚拟的区域环境。
③真实感实时描绘技术:要在虚拟世界中实现与现实世界相同的事物,仅靠立体显示技术还是远远不够的,虚拟世界中必须存在真实感和实时感,简单来说就是实现一个物体的重量,质量,色泽,相对位置,遮挡关系等的技术。
④虚拟世界声音的实现技术:在虚拟世界中虽然视觉是获取信息的重要途径之一,除了视觉还有很多感官系统可以获取到周围的信息。如听觉,这种技术就是在虚拟世界中实现声音,这样人在虚拟世界里不仅能够看得到也能听得到。
5. VR技术中所涉及的硬件设备
①输入设备
与虚拟现实技术相关的硬件输入设备分成两大类:一是基于自然的交互设备,用于虚拟世界的信息输入;另一种是三维定位跟踪设备,主要用于输入设备在虚拟世界中的位置进行判定,并输送到虚拟世界当中。
虚拟世界与人实现自然交互的形式有很多,例如有数据手套,数据衣服,三维控制器,三维扫描仪等。
数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件,通过软件编程,可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作,也可以利用它的多模式性,用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现,为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段,目前的产品已经能够检测手指的弯曲,并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”,可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。
数据衣是为了让VR系统识别全身运动而设计的输入装置。数据衣对人体大约50多个不同的关节进行测量,包括膝盖、手臂、躯干和脚。通过光电转换,身体的运动信息被计算机识别。通过BOOM 显示器 和数据手套与虚拟现实交互数据衣。
②输出设备
人在虚拟世界中要体现沉浸的感觉,就必须实现现实世界中的多种感受,如是视、听、触、力、嗅、味等感官感觉,只不过以目前的虚拟技术只实现了视觉,听觉和触觉罢了。
③VR构成设备
虚拟现实世界的构成,主要的设备就是计算机本身了,虚拟世界的所有景象都是靠一个个模型造成的,而这些模型则是由计算机制作出来的。一般计算机被划分成四个部分,第一:高配置的个人计算机,专门用于普通的图形配置加速卡,实现于VR技术中的桌面式特征;第二:高性能图形工作站,就是一台高配置的图形处理计算机;第三:高度并行系统计算机;第四:分布式虚拟实现计算机等四个分类。
6. VR技术上的难点探讨
随着计算机的不断发展,人与计算机的互动性得到了非常好的提现。而这种技术则成为了VR技术建立的主要手段。但是实时现实始终一直阻挡这VR技术前进的一大难点之一,即时在理论上能够分析得到高度逼真、实时漫游的虚拟世界,但至少以目前的状况来说还达不到理论上的要求。这种理论性的技术是需要强大的硬件配置要求支撑的,比如说速度极快的图形工作计算机和三维图形加速卡等等设备,但以目前的设备来看即时最快的图形处理计算机也不能达到十分逼真的同事又是实时互动的虚拟世界。根本的原因就在于,因为引入了人与虚拟世界的互动,需要即时生成新的动态模型时,就不能达到实时的效果了,所以就不得不降低图形模块的清晰度来减少处理的时间,这样直接导致了虚拟世界的逼真在某程度上的减少,这就是所谓的景物复杂度的问题了。
图形模块的生成是虚拟世界中的重要瓶颈,虚拟世界的重要特性随着人的位置、方向的不断变更状态下感受虚拟世界的动态特性,简单来说,就是你移动一下位置和方向后所看到的即时生成的图形模块景象。有两种指标可以衡量用户沉浸在虚拟世界中的效果和程度。其一就是之前所说的动态特性;其二就是互动的延迟特性。自然动态图形的形成的帧数是30帧,至少也不能低于10帧,否则整体画面就会出现严重的不连续和调动的感觉。互动延迟是影响用户的另一个重要指标,如人在飞机上飞行时,位置的变换和方向的控制,这时系统应当即时产生相对的图形画面,期间的时间延迟应不大于0.1秒,最多也不能大于1/4秒。否则在长期的工作中,人会容易产生疲劳、烦躁或者恶心的感觉,严重地影响了“真实”的感觉。以上两种指标都以来计算机图形处理的速度。对于动态的模块图形生成而言,每帧的图形生成时间在30~50毫秒之间为较好;而对于互动性的延迟,除互动式输入及其处理时间外,其图形的生成速度也是重要的因素。而以上所叙述的因素都与图形处理的硬件组成有直接的相互关系,除此之外还有赖于应用技术的因素,如虚拟场景的复杂程度和图形模块生成所需的真实感等等。 7. VR技术在各国的研究情况
①VR技术在美国的研究现状
美国是虚拟现实技术研究的发源地,虚拟现实技术的诞生可以追溯到上世纪40年代。最初研究的虚拟现实技术只是用于美国军方对飞行驾驶员和宇航员的模拟训练。然而,随着冷战结束后美国军费大大的削减,虚拟现实技术就逐渐转为民用,目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。
上个世纪80年代,美国宇航局及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果,美国宇航局Ames实验室致力于一个叫“虚拟行星探索”的实验计划。现在美国宇航局已经建立了航空、卫星维护的模拟训练系统,空间站的模拟训练系统,并且已经建立了可供全国使用的模拟 教育 系统。北卡罗来纳大学的计算机专业就是进行虚拟显示技术研究最早最著名的大学。他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。施乐公司研究中心在模拟现实技术领域中主要从事利用VRT建立未来办公室的研究,并努力设计一项基于模拟现实技术使得数据存取更容易的窗口系统。波音公司的波音777运输机采用全无纸化设计,利用所开发的虚拟现实系统将虚拟环境叠加于真实环境之上,把虚拟的模板显示在正在加工的工件上,工人根据此模板控制待加工尺寸,从而简化加工过程。
图形图像处理技术和传感器技术是以上VR项目的主要技术。就目前看,空间的动态性和时间的实时性是这项技术的最主要焦点。
②VR技术在欧洲的研究现状
在欧洲,英国在VR开发的某些方面,特别是在分布并行处理、辅助设备(包括触觉反馈)设计和应用研究方面。在欧洲来说是领先的。英国Bristol公司发现,VR应用的交点应集中在整体综合技术上,他们在软件和硬件的某些领域处于领先地位。英国ARRL公司关于远地呈现的研究实验,主要包括VR重构问题。他们的产品还包括建筑和科学可视化计算。
欧洲其它一些较发达的国家如:荷兰、德国、瑞典等也积极进行了VR的研究与应用。
瑞典的DIVE分布式虚拟交互环境,是一个基于Unix的,不同节点上的多个进程可以在同一世界中工作的异质分布式系统。
荷兰海牙TNO研究所的物理电子实验室(TNO- PEL)开发的训练和模拟系统,通过改进人机界面来改善现有模拟系统,以使用户完全介入模拟环境。
德国在VR的应用方面取得了出乎意料的成果。在改造传统产业方面,一是用于产品设计、降低成本,避免新产品开发的风险;二是产品演示,吸引客户争取定单;三是用于培训,在新生产设备投入使用前用虚拟工厂来提高工人的操作水平。2008年10月27-29日在法国举行的ACM Symposi- um on Virtual Reality Software and Technoogy大会,整体上促进了虚拟现实技术的深入发展。
③VR技术在日本的研究现状
日本的虚拟现实技术的发展在世界相关领域的研究中同样具有举足轻重的地位,它在建立大规模VR知识库和虚拟现实的游戏方面作出了很大的成就。
在东京技术学院精密和智能实验室研究了一个用于建立三维模型的人性化界面,称为SpmAR NEC公司开发了一种虚拟现实系统,用代用手来处理CAD中的三维形体模型。通过数据手套把对模型的处理与操作者的手联系起来;日本国际工业和商业部产品科学研究院开发了一种采用x、Y记录器的受力反馈装置;东京大学的高级科学研究中心的研究重点主要集中在远程控制方面,他们最近的研究项目是可以使用户控制远程摄像系统和一个模拟人手的随动机械人手臂的主从系统;东京大学广濑研究室重点研究虚拟现实的可视化问题。他们正在开发一种虚拟全息系统,用于克服当前显示和交互作用技术的局限性;日本奈良尖端技术研究生院大学教授千原国宏领导的研究小组于2004年开发出一种嗅觉模拟器,只要把虚拟空间里的水果放到鼻尖上一闻,装置就会在鼻尖处放出水果的香味,这是虚拟现实技术在嗅觉研究领域的一项突破。
④国内虚拟现实技术研究现状
在我国虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距离,随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展,虚拟现实技术已经得到了相当的重视,引起我国各界人士的兴趣和关注,研究与应用VR,建立虚拟环境、虚拟场景模型分布式VR系统的开发正朝着深度和广度发展。国家科委国防科工委部已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目,国内许多研究机构和高校也都在进行虚拟现实的研究和应用并取得了一些不错的研究成果。
北京航空航天大学计算机系也是国内最早进行VR研究、最有权威的单位之一,其虚拟实现与可视化新技术研究室集成了分布式虚拟环境,可以提供实时三维动态数据库、虚拟现实演示环境、用于飞行员训练的虚拟现实系统、虚拟现实应用系统的开发平台等,并在以下方面取得进展:着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理;在虚拟现实中的视觉接口方面开发出部分硬件,并提出有关算法及实现方法。
清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫”,采用了QuickTime技术,实现大全景VR制;浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统;哈尔滨工业大学计算机系已经成功地合成了人的高级行为中的特定人脸图像,解决了表情的合成和唇动合成技术问题,并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等。
8.学习小结和心得
虚拟现实技术是一个极具潜力的研究项目,是未来的重要技术之一。它不论在理论,软件或者硬件的领域上都依赖着很多技术,当然其中也有较多的技术只实现了理论,硬件方面还是有待完善的。不过可以遇见,在未来虚拟现实技术绝对会被广泛应用。
本论文讲述了虚拟现实技术的概念,特征,应用范围,相关的技术,涉及的设备,技术上实现的难点,各国的研究现状等。最重要的就是,我们通过对这门技术项目的学习,了解到计算机更加多方面的知识,亦同时得知了更加多与计算机之间的硬件设备知识,让我们对虚拟现实技术产生了浓厚的兴趣,日后我们会继续留意虚拟现实技术的发展状况,如有机会定必会该项技术奉献绵薄之力。
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电气工程毕业论文范文
毕业 设计是大学生综合运用所学知识进行的最后一次教学实践环节,对培养学生工程实践素质和提高学生创新能力具有十分重要的作用。下面是我为大家推荐的电气工程毕业论文,供大家参考。
电气工程毕业论文 范文 一:高速公路机电工程运行管理和维护分析
摘要
随着我国经济社会的发展,我国的高速公路建设成为交通工程的重要组成部分,在我国经济发展中占有重要的地位,作为交通过程管理设施的重要组成部分,高速公路的机电工程的建设和发展也取得很大进步,并且,有效的保证了高速公路的建设质量。就高速工程机电工程系统来讲,通信、监控、收费是相互协调发展的三个系统,是同步进行的。所以,机电工程的管理与维护贯穿整个过程,起到了重要的作用。因此,本文着重分析了高速公路机电工程的运行管理和维护,以期能够在该过程中的运行具有参考作用。
关键词 高速公路;机电;管理;维护
我国高速公路机电设施在我国高速公路的迅速发展中也有了日新月异的发展,高速公路想要短时间内快速发展,和这些设施的维护和管理也是分不开的,另一方面看来,人员的成本没有那么高,高速公路建设管理和维护的效率也大大增加,逐渐走向了另一个全新形式的工作模式。我国科技水平不断提升,我国公路建设逐渐增加了新型的通讯技术,也逐渐完善了公路建设和机电设备的维护,但是,随着现代社会不断进步,我们对机电设备的要求也越来越高,机电设备的维护和建设也是一项沉重的挑战。
1当前高速公路机电工程建设进度和维护模式的形式
1.1高速公路上使用的机电设备良莠不齐
当前我国公路施工所用的机电设备花样繁多,各种类型的都有,但是我国高速公路建设中所需的机电设备必须是统一整体的配套设施,高速公路上因为有不同款型,各个型号的机电设备在使用,它们从各个方面都存在不同。另外施工单位也不一样,一系列的原因造成工作量加大,检修效率大大降低,人工和资金的成本很大程度上浪费,各项施工和维护的项目遭到延误。
1.2施工及维护人员技术水平参差不齐
我国高速公路的各个路段都有可能是不同的施工单位去进行道路施工和维护,由于每个施工单位负责的位置不同,建筑和维护水平也不一样,因此,没有一个统一的模式去进行维护,从而延误了施工的进度,使得工程的质量在很大程度上遭到降低,工程项目无法正常的去验收,依据我国的国情来看,由于我国机电设备没有较早的起步,完整的评价体系和质量标准尚没有完全形成,人员的素质参差不齐,普遍低下,从而在养护方面更加困难,无法用一个公平的标准去衡量具有专业素养的养护人员。不容易发现某一段工程施工和维护所存在的问题,公路建设要配备专业的维修人员,要具体极高的专业知识和素养,而在一些施工队伍中,有一些水平不够的施工人员,鱼目混珠,使我国高速公路的畅通运行遭到严重影响。
1.3缺乏正规的管理条例,没有明确的衡量标准
高速公路维修人员素质普遍低下,水平不统一,衡量和管理条例也没有一个明确的标准,这就造成高速公路在维护和维修方面有一定的困难,施工和维护的过程也变的比较困难,高速公路在建设上由于受到不定期护理的因素,造成影响进度,各项工作受到制约,接下来的工作再继续开展就受到很多困难。
2改善我国高速公路机电工程建设与维护模式的有效 措施
在高速公路机电工程的管理维护过程中需要遵循以下几点原则。一是要坚持定期维护和例行维护的原则。机电工程的维护工作很重要,在设备故障高发期除了应当做好定期维护工作还以应当做好预防的措施。例如在春夏季,应当做好防雷维护、防雨防潮以及设备牢固等管理维护工作,从而保证设备的有效运行。在冬季应当技术做好设备低温加热系统的可用性。外场供电和通讯设备的密封性,防止冰冻而影响设备的运行。二是机电系统维护的及时性。要求对于突发事件能够及时有效的进行处理,做到最短时间内恢复系统的正常工作。三是,安全管理,做到维护管理工作过程中的安全性。通常我们可以从以下几个方面,来加强高速公路机电工程的维护管理工作。
1)建立健全高速公路机电工程管理模式。机电设备设计制造中容易存在各式各样的问题,在建立全面的高速公路机电工程管理模式中,要加强对机电设备的监管,在监管的过程中,结合机电设备的整体设计,准备好全面实现系统化的维护,第二,由于高速公路机电设备类型不同,型号不同,需要应用很多不同类型的设备,对质量和要求也不一样,在管理上要更加强。将不同品牌和款型的设备进行分离管理,实行科学和系统化的管理。
2)提升道路维护人员素质水平维护机电设备需要一批业务水平高,素质高的技术人才,由于我国高速公路尚且处在发展中的状态,高速公路机电设备还没有进行统一,质量情况也各不相同,使得故障容易产生,如果不能及时去修复高速公路上的故障设施,会造成高速公路阻塞,所以,高速公路的建设和机电维护人员的素质息息相关。
3)完善 规章制度 ,加强监管,指定明确的标准要保持高速公路机电系统的畅快运行,不能盲目的追求先进科技,跟风引进新的技术,要先建立完整的规章制度,对几点设备的可行性管理进一步加强,所以,要结合实际情况去引进合适自己情况的设施,促进设备的可行。另一方面,对相关工作人员进行培训,提高其工作能力,和处事能力,排除故障的水平,不仅如此,还要加强监督,对高速公路上的设备严密监管,由于几点设备维护非常复杂,在维护的过程中容易造成问题出现,所以保障几点工程顺利运行的另一重要问题是加强维护过程中的监督管理。综合来说,我国高速公路机电工程建设道路上还会遇到很多问题,我国机电工作者在解决这些问题上不断探索,用自己不懈的努力和自己的专业知识一点一点去开发。采取不同的 方法 ,不断提升自身专业水平,建立起完善的维护模式,利用现有的设备,不断创新,实现高速公路机电设备的全程监管,这样做,相信不久的将来,我国高速公路的前景是非常大,我国的经济发展也会得以迅速提高。
参考文献
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电气工程毕业论文范文二:机电工程施工质量的方法创新
摘要:
随着建筑工程的不断发展,机电工程的施工质量与方法的创新在机电工程建设中越来越重要。机电工程的施工质量严重影响着工程竣工的总工程效果。机电工程发展要想取得理想的经济效益,必须对机电工程的施工方法进行合理创新,进一步使工程的质量得到保证。 文章 对机电工程的施工方法进行了创新探究,使施工的质量得以提高。
关键词:机电工程;施工质量;风力发电;建筑工程;建筑材料
随着建筑业的快速发展,工程的建筑项目在不断增加,随着数量的不断增长,工程质量问题在建筑中的重要性也更为突出。要想在机电工程施工中使工程的质量与安全得到保证,就必须对工程的施工情况进行分析与探索,对工程项目进行合理的监工,使机电工程的发展逐渐加快。
1机电工程进展中存在的问题
随着风力发电市场的壮大,如今的市场环境下,质量问题逐渐成为机电企业发展限制的主要因素。工程进展中由于风电施工的环境因素、设备因素、人为因素、工艺因素等的影响,使风电工程经常存在风机承台裂缝、二次浇灌发生开拓、风机桩基断桩、风机基础环不平整、承台蜂窝等问题,给风电工程的进展造成了一定影响,主要表现为以下六个方面:
1.1施工人员的影响
在风电工程中施工过程中,工程承包单位往往将风机基础部分进行劳务分包,承包单位人员作为管理方对现场进行管理,由于分包单位风电施工人员的综合素质参差不齐、知识水平有限、工作 经验 多少不一、质量意识较差、道德素养等各方面的影响,不能对自己的工作进行正确的认识,施工人员较多关心的是自己的收入,施工时存在侥幸心理,影响工程中进行正常的交接工作,不能按照工程的要求开展工作,不能对风电工程进展进行自检交接。工程建设期间,管理人员不能按照工作进展要求进行任务的合理分配,不能对工程的各个环节进行妥善管理,协调不到位,不能对工程人员的水平进行合理要求,不能提高员工对工程质量的重视等问题,制约了风电工程的健康发展。
1.2建筑材料的不合理使用
对于工程进展来说,材料质量的合格是工程顺利进展的前提。在风电工程实际施工过程中,我们通过对工程材料进行抽样发现,工程附近材料工厂中的混凝土、砂石料、硅酸盐、粉煤灰等均存在不能达到国家标准的隐患,材料质量上的不合格严重制约了工程的进展。在工程中,施工使用的钢筋、风机基础环和螺栓的尺寸、平整度、定位的尺寸、长度和质量都存在与规定标准的误差。
1.3在工程的进展中,工程的施工方案得不到完善
在风电工程的实施中,本应在工程的起步阶段就针对工程制定合适的方案,但是在工程方案的制定上,由于受工程时间限制,工程的管理负责人员对方案的完成也是草草了事,没有实际考证环境因素、图纸尺寸、大小规模的标示,对方案没有反复进行审核与修改,容易造成工程进展中裂纹、蜂窝等质量问题的出现。
1.4没有进行有效的管理措施
在进行风电技术浇灌的时候,监管单位监督和检查工作并不到位,使得浇灌的顺序发生了变化,厚度也没有达到标准,混凝土的搅拌过程不能根据具体的环境温度和温度的变化情况进行混凝土的浇筑调整,不能合理按照工程的浇筑时间进行浇筑,浇筑时也不能根据外围的圆长与周长逐渐进行增加,导致在风电工程进展中存在很多的缺陷。
1.5机电工程操作不能按照规范进行
在进行机电的作业中,很多的单位都没有详细地将操作的规范和方法教给工人。在施工的时候,如果工人不能合理地按照具体的要求进行就会使施工造成一定的损失,造成运输等各种问题出现。例如,在风电工程的实施中,不仅要将设备的吊装考虑在内,还要使其他应用的功能充分地发挥作用。在很多的机械操作中,由于机电施工人员不能合理地按照工程进展的规范进行,经常造成一些不必要的困难,使工程不能顺利有效地进展下去。
1.6图纸的标准不明确
在风电工程的进展中必须要有图纸作为工程建设的支撑。在工程进展的时候经常会将图纸作为施工进展的参考,但是在实际的工程图纸设计中,很多的详细细节都被设计人员忽略了,在施工的图纸上本应该详细地将工程的尺寸、项目符号进行严格的撰写,但是在实际的图纸上却没有进行明确的表示,倒是施工过程中,施工人员经常性地根据自己的丈量情况进行施工的进展,没有比较规范的图纸给施工人员参考,难免会造成一些施工方面的欠缺。
2工程质量方法的创新
由于工程中存在众多影响因素,导致工程质量受到了很大的影响,存在众多问题。针对这些问题,应该及时进行改革与创新,不断使机电工程质量得到提升。
2.1对施工人员的素质与知识水平进行合理控制
质量控制的主要部分在于人的因素,在进行施工的时候可以对工程中人的质量意识、技术素质、实践经验和控制能力进行控制,对员工的知识水平进行严格筛选,认真做好员工质量的把关,对于工作中的新人必须进行风电知识的规范性讲解,使风电的质量技术与安全技术不断提升,严格进行工程中的自检与互检工作。加强对管理人员的要求:首先,管理人员的选择,人员资质必须满足国家规定要求,还应该从员工的责任心、态度出发,形成统一的管理机构,使管理体系得到落实,充分发挥工作人员的积极性,真正让管理给工程带来发展与进步;其次,对工程中的不合理工程和人员要严格惩罚,在工作中努力做到“一丝不苟”,消除人为因素的影响,促进工程的顺利进展。施工前认真进行施工方案交底,做好交底记录,确保每位施工工人了解掌握施工关键点。
2.2创新材料管理,保证材料安全
优质的材料是工程顺利进展的保证。在进行建筑材料的管理时,严格建立专门的质检员、材料员,对材料进行验收,不定期地与业主进行质量的调查配合;不定期地进行检查,排除材料对工程进展造成的损坏,及时进行现场的登记和记录工作,保证质量的百分百合格,避免违规材料的使用。在进行施工的时候要对施工器材进行监管,合理按照工程需要的基础环、垫片、螺母等尺寸大小进行设置,把握好材料的质量安全,杜绝不良材料对工程质量的损坏。
2.3认真进行方案和措施的编制与调理
方案的设置是工程精湛的主要依据,是项目进展的关键步骤,要认真进行方案设计和编制、风机的技术设施处理,不断进行优化方案的设计。在进行方案设计时,应该充分对工程环境加强考虑,及时进行方案的调整,期间要尽量选用高强度的水泥渣,进行粉煤灰的掺和,对于严寒地区要采用大面积的温度裂纹与基础设备开展工作,合理进行防冻防渗等季节性的要求。在作业前,还应该与有关专业人士进行合理探讨,对方案的贯彻落实情况进行合理考察,使风机的基础混凝土质量、施工工艺在工程施工中得到保证。
2.4认真进行施工管理
施工质量的保证是工程最基本的要求。为了加强施工人员的素质控制,更应该对现场的情况进行监管,对工程进展中存在的问题及时采取补救措施。
2.4.1在工程中对基础环安装引起重视,施工中细心地进行施工,对工程质量进行重视,逐级进行检验与把关,从而使基础环的安装得到保证。在安装完成的时候进行自检,由专业队技术人员、质检人员和项目工程负责人、监理公司、总监等进行检验。在进行方案的平整度调整时,采用多方位控制、重点监控等方式实现多方位把关。
2.4.2对工程的基础设施进行管理。只有将基础打好,才能使工程在后来的进展中稳定进行。对于风机的基础浇筑主要利用基础环进行分圆、分层进展,浇筑时应该从中心进行浇筑,浇筑的顺序可以是由外分圆、分层浇筑,合理使用振捣棒,及时根据工程进展情况进行调整,随着外圆作业的逐渐开展,使工程建设的展开面逐渐减少,减少因工作的过度开展引起的供应不足,使混凝土在工程中造成质量问题的出现。
2.4.3进行混凝土的养护。在养护过程中,需要对混凝土的温度进行及时的监测,保证温度控制在20℃之内。在技术的浇灌完成时,应该进行合理防护,利用薄膜等进行防风、保温的处理,合理进行养护时间的控制工作。
2.5创新施工质量检测
在风电工程的施工中,施工的器材和设备的质量是施工进展最关键的影响因素,设备的损坏会对工程进展造成严重影响。在施工的时候应该选取比较好的风电器材进行作业,良好的施工设备和技术不仅可以保证工程进展的质量,还能让工期得到缩短,减少不必要事故的产生。在对设备进行检测的时候,应该选择比较好的监测仪器,这样才能保证设备检测的有效到位,将施工中出现的质量问题和人员伤亡的情况扼杀在摇篮里。在工程的进展中及时有效地对消防设备进行检测,尽可能及时地解决工程中遇到的问题,最大程度地保证资源的合理利用,提升风电建设施工的质量安全。
2.6改善图纸的规范
图纸是工程进展中比较重要的依据。对于图纸而言必须具有规范性和准确性。设计人员在进行图纸设计的时候应该向设计人员进行详细说明,禁止在施工期间进行图纸的改动,将图纸作为工程进展的重要依据,对图纸进行符合实际情况的标准,如果在必要的情况下,必须进行图纸的改动和调整,应该与专业的设计团队进行联系,仔细地进行改动项目的确认,合理地进行图纸的改动,保证施工的质量。由此可见,工程图纸的规范性对于工程的进展具有至关重要的影响,是工程进展中不可缺少的一部分。
3结语
本文主要通过对机电工程施工质量的方法创新进行分析,对机电工程中的施工质量问题进行了阐述,针对问题对施工人员的素质与知识水平进行合理控制、创新材料管理,保证材料安全、认真进行方案的编制与调理、认真进行方案的编制与调理等具体措施,希望机电工程施工质量取得到比较好的发展。
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