电磁发射器原理论文范文

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 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。 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。 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～。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。 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。 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 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。 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，电阻值要增加到。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.

2010年，我已经是交警大队的总队长啦！一个普通而又具特殊意义的清晨，我走进值班室，打开监控系统，立体交叉的交通线路马上展现在我的面前，由我设计的黄线网络醒目漂亮，它以优质的服务和超常的功能迅速赢得了市民的喜爱……可别小看这黄色交通线，它可是一种神奇的线。它会发出悦耳动听的音乐声，会像最优秀最有经验的交警一样辨别每辆车的违规情况，它也会像最公正的法官那样对违规车辆毫不留情……8点10分，监控系统发出警报，只见屏幕上出现一辆可能是醉酒的司机开的车，摇摇晃晃。两旁的黄色交通线通过气味感应器感受到酒后驾车的情况，马上变得通体透明，并不停地闪烁，同时传出迷人的劝阻音乐，音乐之后，黄色的交通线立即用优美的声音提醒这位司机：“对不起，您酒后驾车，违反交通规则，请立即停车。”可是这位司机把黄色交通线的警告当成耳旁风，脚踩油门想直冲过去，这时会说话的黄色交通线立即发出强大的磁性，把汽车牢牢吸住。机器人警察走过去，轻轻一提，就把违规的汽车和司机送到空中专用线路，让他到交警队接受批评和培训。9时15分，一辆满载客人的客车，从东向西疾驰而来，黄色线的数量感应器立即发出清脆的声音：“对不起，您的车超载10人，请立即停车。”司机一听黄色交通线知道得这么清楚，只好乖乖地停下了车。机器人交警又迅即找来另一辆客车，将超载的客人送上了车。黄色交通线在交通线路上大展神威，有了它，我这个交警总队长可轻松多了，交通事故已经成了历史，过马路已经成为人们工作之余的一种享受……我希望将来发明一种能够溶解垃圾的机器。当垃圾成堆时，它会根据垃圾的多少和种类，发射出相应的溶解弹，垃圾便会慢慢溶解，最后渗入地下。这种垃圾融解器还能把垃圾中的一些铁质元素吸进自己的体内，给自己做能量。这种机器的形状跟目前的迷你BP机差不多，它的机体前面还有一个发射管，可以随身携带，如果发现自己工作、学习的地方有了垃圾，只要对准了，轻轻一按，垃圾马上就会消失得无影无踪。另外，这种机器还有大型号的，是专门用来处理垃圾场里的成堆垃圾。愿这种垃圾溶解器能早日走进我们的生活，为我们创造出一个清洁而美丽的环境。我相信，在不久的将来，我会用我的智慧，使这个愿望成真！注：此机器决不会溶解非垃圾的物品，请放心！现在的汽车正在大量增加，时常可以看见许多黑色气体从汽车尾部排放出来，不但污染大气层，还在危害着人类的健康。我想：要是能发明一种不用油，质量又好的汽车那多好呀！太阳是我们地球上可以获得的最大能源库。集聚太阳能的技术已经可以用来取暖，做饭，洗澡了，太阳能具有方便，经济，无污染等优点。所以用它当汽车的能源是再好不过了！这种汽车的形状很特别，有点象收音机的机身，顶部有一个漂亮的硅板，用来吸收太阳能，在现在汽车油箱的位置，有一个能量转换器，可以把吸收到的太阳能转化为电能储存起来，用作听音乐、开空调、照明等车厢内部设施的能源。这就是我想发明的汽车——太阳能汽车，你喜欢吗？我希望将来能发明一种能使理发后的小头发消失得无影无踪的机器——吸发机。当你刚刚理完发后，头上、衣服之间会有许多小头发。如果你洗头的话，既不方便，又不能完全洗掉。使用我发明的吸发机，只需要在你感觉痒的地方吸几下，就行了。这种吸发机和吸尘机的构造差不多，它既小又方便，只需要装上一节五号电池，便可使用。在它的尾部有一个小盒子，这个小盒子是放被吸进来的小头发的。吸完后，只要把小盒子拿出来，将里面的小头发倒掉就好了。这就是我想发明的吸发机，你喜欢它吗？这就是我想要发明的温控自动床。这种床冬暖夏凉，使人们的生活更加舒适，而且也给妈妈减少了不少麻烦。同我们现在床有许多缺点，例如夏天天气热，妈妈要把厚厚的垫子拿掉，晒一晒收起来，换上凉席。冬天天气冷了，妈妈又要把凉席收起来，换上厚厚的垫子和被子。我想要发明一种温控自动床，（这种床）人们能让它随着气候的变化自动调节温度。当夏天，外界的温度高是，只要打开床头的开关，床就会自动地把温度控制在二十度左右，人睡在上面就觉得特别凉爽。冬天，外界温度很低的时候，也只要打开床头的开关，就能自动地把温度控制在二十五度左右，睡在上面，能使你在寒冷的冬天感到春天的温暖。学们，你们喜欢吗？面对日趋严重的垃圾污染问题，我希望将来发明一种自动分检并把垃圾逐一消化的垃圾箱——自动消化垃圾箱。当人们把自己用过了而废弃的生活垃圾放进这个垃圾箱里时，这个垃圾箱会把塑料处理成像大米一样的颗粒，废纸压缩成饼干样的纸饼；玻璃制品集中在一起融化成液体，菜叶等生活垃圾发酵成肥料，清洁工人每天只要把桶里消化的垃圾归类收装然后卖给需要这些肥料的厂家，再次利用这些垃圾。这种垃圾箱的形状跟现在的果壳箱差不多，由那些回收的塑料，玻璃制成，它的底座有一个微型电脑，负责分检，处理人们放进的垃圾。这就是我要发明的自动消化垃圾箱，希望它能给我们带来一个清洁又美丽的环境！我想发明一种多功能宇航衣。穿上它，就可直接从地球飞到外太空。这种宇航衣是用一种耐高温、高压，可以吸取天然气，把它转换成能量的特殊塑料制成的。这种宇航衣的构造是这样的：后背有两个小型火箭，它是整件衣服的动力装置，*它人类就可以在茫茫宇宙中遨游了。宇航衣上有一个三角形头盔，它可以减少飞行中的阻力。宇航衣的腰间有一个方向盘，它是和小型火箭配套的。在太空中的星球上行走是比较困难的，因为有的星球（比如月球）没有引力，很容易掉入这无极限空间——宇宙。而我发明的宇航衣的鞋底各有四个吸盘，吸盘可以牢牢地吸住鞋底接触面，这样人类便能在太空中的星球上迈步了。衣服上还有工具格、方位显示仪、无线电呼叫机和等离子火炮枪。这就是我发明的宇航衣，你喜欢吗？以往大家常用“硝烟弥漫”“火光四起”来形容战场，因为化学推进剂或发射药燃烧才能推动弹丸到高速度。未来的战争可没有硝烟，那时我们所用的电炮及一些新型武器几乎都不用化学能。我一直希望能发明一种超新型电炮，捍卫祖国神圣领土。这种电炮是用电磁力推进弹丸到超高速状态的发射装置，它可将弹丸加速到每秒3-5公里，而常规火炮则望尘莫及。作为超高速动能武器，它的弹丸射程远、穿甲深，射击提前量小，因此命中率特别高。用火炮发射质量大于是100公斤的弹丸是很困难，而用电炮不仅可发射克级质量的小弹丸，也可发射吨级质量的射弹或航天器，将它们推进到每秒几公里到几十公里的速度，它的速度快、动能大，故可用在坦克、舰船或飞机上。电炮是利用电磁力或电力工作，它仅用电厂的电力就可正常运行，它的成本仅是普通火炮的1％，效率很高。电炮是用电流变化来精确控制发射速度和改变射程的，因此性能优良、工作稳定、可控性好。此外电炮发射时由于少烟雾、火光和冲击波，因此隐蔽性好，很适合未来现代化战争。电炮可作为战区导弹防御和国家导弹防御武器，也可用于地对空的定向发射火箭和纯有效载荷，还可用于天基推动航天器进行轨道转移，电炮的用处可大啦！怎么样？这就是我想发明的电炮，威力很大吧！我希望将来发明一种多功能墙纸。它可以按照个人的喜好变化颜色，还有时间显示。最神奇的是，人们只要有“墙纸遥控器”，就可以随心所欲地让墙纸变成超大屏幕电视机和环绕立体声音箱，或变成各种不同风格的风景画。当你躺在了夏威夷海边的沙滩上；当你坐在沙发上，就好像坐在黄山顶上。但最令人满意的就是它的温控功能，它可以使家中保持你想要的温度，可以使春天永远留在家中！这种墙纸外表看起来没什么特别的，其实内部极其复杂，仪器精密，能量完全是从二氧化碳中获取的，同时它也会吐出新鲜的空气。这就是我想发明的墙纸，你们一定会喜欢的！参考资料：

在观察大自然的过程中我偶然发现，树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?为了探索这些问题，我进行了更深入的观察、分析研究。 在辅导老师的帮助下，我查阅了有关资料，了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。接着，我们围绕树干横截面面积一定，假设树干横截面长成不同形状，设计试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。 经过实验，我们发现：(1)横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支持力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；(2)等质量不同形状的树干，矮个圆锥体形树干承受风力最大；(3)风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；(4)树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。 以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示：(1)横截面呈三角形的柱状物体，具有最大纵向支持力，其形态可用于建筑方面，例如角钢等；(2)横截面是圆形的圆状物体，具有最大的横向承受力，类似形态的建筑材料随处可见，如电视塔、电线杆等。 在我的观察、试验和分析过程中，逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘，增长了知识，把学到的知识联系实际加以应用，既巩固了学到的知识，又提高了学习的兴趣，还初步学会了科学观察和分析方法。