传感器毕业论文（精选6篇）
篇1：传感器毕业论文
摘 要
本文从光纤和光纤传感器以及光纤温度传感器的发展历程开始详细分析国内外主要光纤温度测温方法的原理及特点，比较了不同方法的温度测量范围和性能指标以及各自的优缺点。通过研究发现了当前的光纤温度传感器的种类和特点，详细介绍了光纤温度传感器的原理，种类和各自的特点和优缺点。可以根据这些传感器各自特点将各种传感器应用到不同的领域，本文也简要分析了各种光纤温度传感器的运用范围和领域。
本文还通过图文并茂的方式比较详细地分析了介绍了空调器的基本结构，工作电气原理和基本的热力学过程。
本文对毕业设计主要内容和拟采用的研究方案也做出了详细地介绍分析。
关键词：光纤，光纤传感器，光纤温度传感器，运用领域，空调器，空调器原理
Abstract 引言：
光纤温度传感器是一种新型的温度传感器．它具有抗电磁干扰、耐高压、耐腐蚀、防爆防燃、体积小、重量轻等优点，其中几种主要的光纤温度传感器：分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器和基于弯曲损耗的光纤温度传感器更有着自己独特的优点。与传统的传感器相比具有一下优点:灵敏度高;是无源器件，对被测对象不产生影响;光纤耐高压，耐腐蚀，在易燃、易爆环境下安全可靠;频带宽，动态范围大;几何形状具有多方面的适应性;可以与光纤遥测技术相配合，实现远距离测量和控制;体积小，重量轻等。它将在航空航天、远程控制、化学、生物化学、医疗、安全保险、电力工业等特殊环境下测温有着广阔的应用前景。
在本论文中将详细分析当前光纤温度传感器的主要种类和各自的原理，特点和应用范围。论文要求：
（1）详细分析国内外主要光纤温度测温方法的原理及特点，比较不同方法的温度测量范围和性能指标。
（2）掌握空调器的工作电气原理和基本的热力学过程。毕业论文综述：
70年代中期，人们开始意识到光纤不仅具有传光特性，且其本身就可以构成一种新的直接交换信息的基础，无需任何中间级就能把待测的量与光纤内的导光联系起来。1977年，美国海军研究所开始执行光纤传感器系统计划，这被认为是光纤传感器问世的日子。从这以后，光纤传感器在全世界的许多实验室里出现。从70年代中期到80年代中期近十年的时间，光纤传感器己达近百种，它在国防军事部门、科研部门以及制造工业、能源工业、医学、化学和日常消费部门都得到实际应用。从目前的情况看，己有一些形成产品投入市场，但大量的是处在实验室研究阶段。光纤传感器与传统的传感器相比具有一下优点:灵敏度高;是无源器件，对被测对象不产生影响;光纤耐高压，耐腐蚀，在易燃、易爆环境 下安全可靠;频带宽，动态范围大;几何形状具有多方面的适应性;可以与光纤 遥测技术相配合，实现远距离测量和控制;体积小，重量轻等。
目前，世界各国都对光纤传感器展开了广泛，深入的研究，几个研究工作开展早的国家情况如下:美国对光纤传感器研究共有六个方面:这些项目分别是:光纤传感系统;现代数字光纤控制系统;光纤陀螺;核辐射监控;飞机发动机监控;民用研究计划。以上计划仅在1983年就投资12-14亿美元。美国从事光纤传感器研究的有美国海军研究所、美国宇航局、西屋电器公司、斯坦福大学等28个主要单位。美国光纤传感器开始研制最早，投资最大，己有许多成果申请了专利。
英国政府特别是贸易工业部十分重视光纤传感器技术，早在1982年有该部为首成立了英国光纤传感器合作协会，到1985年为止，共有26个成员，其中包括中央电器研究所、Delta控制公司、帝国化学工业公司、英国煤气公司、1 Taylor仪器公司、标准电信研究所及几所主要大学。
德国的光纤陀螺的研究规模和水平仅次与美国居世界第二位，西门子公司在1980年就制成了高压光纤电流互感器的实验样机。
日本制定了1979-1986年“光应用计划控制系统”的七年规划，投资达70亿美金。有松下、三菱、东京大学等24家著名的公司和大学从事光纤传感器研究。从1980年7月到1983年6月，申请光纤传感器的专利464件，涉及11个领域。主要应用于大型工厂，以解决强电磁千扰和易燃、易爆等恶劣环境中信息测量、传输和生产全过程的控制问题。
我国光纤传感器的研究工作于80年代初开始，在“七五”规划中提出15 项光纤传感器项目，其中有光纤放射线探测仪、光纤温度传感器及温度测量系统、光纤陀螺、光纤磁场传感器、光纤电流、电压传感器、医用光纤传感器、分析用 传感器、集成光学传感器等。预计“七五”期间的研制成果可达到美、日等国 80年代初、中期水平。
半导体吸收型光纤温度传感器基本上是80年代兴起的，其中以日本的研究最为广泛。在1981年，Kazuo Kyuma等四人在日本三菱电机中心实验室，首次研制成功采用GaA、和Care半导体材料的吸收型光纤温度传感器。由于人们对半导体材料认识的不断深入，以及半导体制造和加工工艺水平的不断提高，使人们对采用半导体材料来制作各种传感器的前景十分看好。在90年代前后，出现了研究以硅材料作为温度敏感材料的光纤温度传感器。在1988年，Roorkee 大学R.P.Agarwal等人，采用CIrD(化学气象淀积)技术，在光纤端面上淀积多 晶硅薄膜，试制了硅吸收型光纤温度传感器。同年，Isko Kajanto等人采用SOI结构，以光纤反射的方式，制作了单晶硅吸收型温度传感器。目前，以GaAs 和CdTe直接带隙半导体材料的吸收型光纤温度传感器，已接近实用化。
国内对半导体吸收型光纤温度传感器的研究起步较晚，兴起于90年代后期。主要集中在清华大学，华中理工大学，东南大学等高校。他们对该种类型的传感 器结构，特性和系统结构进行了详细的分析和实践。但大量的研究只集中在GaAs半导体作为感温材料的传感器上，与国外在该领域的研究水平仍有较大差别。光纤温度传感器的特点：
光纤温度传感器与传统的温度传感器相比具有很多优点：光波不产生电磁干扰，也不怕电磁干扰，易被各种光探测器件接收．可方便地进行光电或电光转换．易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配．光纤工作频率宽．动态范围大，是一种低损耗传输线，光纤本身不带电．体积小质量轻，易弯曲，抗辐射性能好，特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。国外一些发达国家对光纤温度传感技术的应用研究已取得丰富成果．不少光纤温度传感器系统已实用化．成为替代传统温度传感器的商品。所有与温度相关的光学现象或特性．本质上都可以用于温度测量．基于此．用于温度测量的现有光学 技术相当丰富。对于光纤温度传感器的研究占到将近所有光纤传感器研究的20％。光纤温度传感器的研究．除对现有器件进行外场验证、完善和提高外，目前有以下几个发展动向：大力发展测量温度分布的测量技术．即由对单个点的温度测量到对光纤沿线上温度分布．以及大面积表面温度分布的测量：开发包括测量温度在内的多功能的传感器：研制大型传感器阵列．实现全光学遥测。光纤测温传感器是用光纤来测量温度的。有两种方法可实现。一是利用被测表面辐射能随温度的变化而变化的特点；利用光纤将辐射能量传输到热敏元件上，经
过转换再变成可供纪录和显示的电信号。这种方法独特之处就是可以远距离测量；另外一种方法是利用光在光导纤维内传输的相位随温度参数的改变而改变的特点，光信号的相位随温度的变化是由于光纤材料的尺寸和折射率都随温度改变而引起的。光纤传感器的基本原理
在光纤中传输的单色光波可用如下形式的方程表示E=
式中，、频是光波的振幅：w是角频率；为初相角。该式包含五个参数，即强度率w、波长、相位（wt+）和偏振态。光纤传感器的工作原理就是用被测量的变化调制传输光光波的某一参数，使其随之变化，然后对已知调制的光信号进行检测，从而得到被测量。当被测物理量作用于光纤传感头内传输的光波时，使的强度发生变化，就称为强度调制光纤传感器；当作用的结果使传输光的波长、相位或偏振态发生变化时，就相应的称为波长、相位或偏振调制型光纤传感器。
5.1强度调制
5.1.1 发光强度调制传感器的调制原理
光纤传感器中发光强度的调制的基本原理可简述为，以被测量所引起的发光强度变化，来实现对被测对象的检测和控制。其基本原理如图所示。光源S发出的发光强度为的光柱入传感头，在传感头内，光在被测物理量的作用下强度发生变化，即受到了外场的调制，使得输出发光强度产生与被测量有确定对应关系的变化。由光电探测器检测出发光强度的信号，经信号处理解调就得到了被测信号。
5.1.2 发光强度调制的方式 利用光纤微弯效应；
利用被测量改变光纤或者传感头对光波的吸收特性来实现发光强度调制； 通过与光纤接触的介质折射率的改变来实现发光强度调制； 在两根光纤间通过倏逝波的耦合实现发光强度调制；
利用发送光纤和接收光纤作相对横向或纵向运动实现发光强度调制，这是当被测物理量引起接收光纤位移时，改变接收发光强度，从而达到发光强度调制的目的。这种位移式发光强度调制的光纤传感器是一种结构简单，技术较为成熟的光纤传感器。
5.1.3 发光强度调制型传感器分类
根据其调制环节在光纤内部还是在光纤外部可以分为功能型和非功能型两种。强度调制式光纤传感器的特点 解调方法简单、响应快、运行可靠、造价低。缺点是测量精度较低，容易产生偏移，需要采取一些自补偿措施。
5.2相位调制 光纤传感器的基本原理
通过被测量的作用，使光纤内传播的光相位发生变化，再利用干涉测量技术把相位转换为光强变化，从而检测出待测的物理量。如图5-40其中图a、b、c分别为迈克尔逊、马赫-泽得和法布里-珀罗式的全光纤干涉仪结构。
5.3 波长调制光纤传感器的基本原理
波长调制传感器的基本结构如图5-41。光纤温度传感器
6.1几种光纤温度传感器的原理和研究现状
光纤温度传感器按其工作原理可分为功能型和传输型两种。功能型光纤温度传感器是利用光纤的各种特性f相位、偏振、强度等)随温度变换的特点，进行温度测定。这类传感器尽管具有”传”、”感”合一的特点．但也增加了增敏和去敏的困难。传输型光纤温度传感器的光纤只是起到光信号传输的作用．以避开测温区域复杂的环境．对待测对象的调制功能是靠其他物理性质的敏感元件来实现的。这类传感器由于存在光纤与传感头的光耦合问题．增加了系统的复杂性，且对机械振动之类的干扰较敏感．下面介绍几种主要的光纤温度传感器的原理和研究现状。
6.1.1分布式光纤温度传感器
分布式光纤测温系统是一种用于实时测量空间温度场分布的传感器系统。分布光纤传感器系统最早是在1981年由英国南安普敦大学提出的．1983年英国的Hartog用液体光纤的拉曼光谱效应进行了分布式光纤温度传感器原理性实验．1985年英国的Dakin在实验
室用氩离子激光器作为光源进行了用石英光纤的拉曼光谱效应的分布光纤温度传感器测温实验．同年Hartog和Dakin分别独立地用半导体激光器作为光源，研制了分布光纤温度传感器实验装置：此后。分布光纤温度传感器得到了很大的发展．研究出了多种传感机理．有的还使用了特种光纤。分布式光纤温度传感器是基于瑞利散射、布里渊散射、喇曼散射三种分布式温度传感器。分布式光纤传感器从最初提出的基于光时域散射fOTDRl的瑞利散射系统开始．经历了基于0TDR的喇曼散射系统和基于0TDR的布里渊散射系统．使得测温精度和范围大幅提高。光频域散射fOFDR)的提出也很早，但只有到了近期．伴随着喇曼散射和布里渊散射研究的深入．使OFDR和它们结合才显示出了它的优越性。基于0TDR和OFDR的分布式温度光纤传感器已经显示出了很大的优越性．所以基于OTDR0FDR的分布式温度光纤传感器仍将是研究的热点．尤其是基于OFDR的新的分布式光纤传感器将是一个重要的发展方向。土耳其Gunes Yilmaz研制出10km、温度分辨率为1℃、空间分辨率为1．22m的分布式光纤温度传感器。在国内，中国计量学院、重庆大学、浙江大学等单位根据应用的需要．先后开展了分布式光纤温度传感器的研究。中国计量学院1997年研制了一种用于煤矿、隧道温度自动报警的分布式光纤温度传感器系统，该系统光纤长为2km．测温范围为一50℃～150℃．测温精度为2℃．温度分辨率为O．1℃：2005年设计制造出31km远程分布式光纤温度传感器．测温范围0℃～100℃，温度测量不确定度为2℃．温度分辨率为0．1℃，测量时间为432s．空间分辨率为4m。6.1.2 光纤光栅温度传感器
光纤光栅温度传感技术主要研究Bmgg光纤传感技术。根据Bragg光纤光栅反射波长会随温度的变化而产生”波长移位”的原理制成光纤光栅温度传感器。1978年．加拿大渥太华通信研究中心的K．O．HiU等人首先发现掺锗石英光纤的光敏效应．采用注入法制成世界上第一只光纤光栅(FBG)，1989年，Morev首次报导将其用于传感。英国T．A1lsoD利用椭圆纤芯突变型光纤研制出温度分辨率为O．9℃、曲率分辨率为0．05的长周期光纤光栅曲率温度传感器。意大利A．Iadicicco利用非均匀的稀疏布拉格光纤光栅fThFBGsl同时测量折射率和温度．该传感器的温度分辨率为0．1℃．在折射率1．
45、1．33附近的折射率分辨率分别为10-s、104。中科院上海光机所利用光纤光栅的金属槽封装技术将光纤光栅温度传感器的灵敏度提高到O．02℃：哈尔滨工业大学把光纤光栅粘贴在金属半管上．使其分辨率达到0．04℃：黑龙江大学光纤技术研究所提出了一种光纤光栅fFBGl的Ti合金片封装工艺，使温度灵敏度达到0．05℃。6.1.3 光纤荧光温度传感器
光纤荧光温度传感器是目前研究比较活跃的新型温度传感器。荧光测温的工作机理是建立在光致发光这一基本物理现象上。所谓光致发光是一种光发射现象．就是当材料由于受紫外、可见光或红外区的光激发．所产生的发光现象。出射的荧光参数与温度有一一对应关系．通过检测其荧光强度或荧光寿命来得到所需的温度的。强度型荧光光纤传感器受光纤的微弯曲、耦合、散射、背反射影响，造成强度扰动，很难达到高精度：荧光寿命型传感器可以避免上述缺点，因此是采用的主要模式．荧光寿命的测量是测温系统的关键。美国密西西比州立大学用一种商用的环氧胶做温度指示f含有多环芳烃化合物：PAHs)。PAHs在用紫外光激发时发荧光．荧光的强度随环氧胶周围温度的升高而减小．该传感器可监测20℃～100℃范围内的温度。日本东洋大学根据Tb：Si0，和Tb：YAG的光致发光(PL)谱与温度有关．将其制成光纤温度传感器。在300～1200K的温度下．Tb：Si0，5 的PL峰值在540nm时的光强随温度的升高单调减小．Tb：YAG晶体的PL谱的形状随温度变化。韩国汉城大学发现lOcm长的Ybn、E一双掺杂光纤在915nm处．两荧光强度的比值在20℃～300℃间与温度成指数关系．这种双掺杂系统对于测量苛刻环境的温度非常有用。清华大学电子工程系利用半导体GaAs材料对光的吸收随温度变化的原理。研制出测温范围：O℃～150℃；分辨率：0．5℃的光纤温度传感器。燕山大学设计了一种利用荧光波分和时分多路传输技术．通过检测红宝石晶体的荧光强度实现温度测量的系统．该系统的测温范围：30℃～160℃：分辨率：0．5℃。海南大学用激光加热基座法生长出端部掺Cr的蓝宝石荧光光纤传感头．该传感器的测温范围：20℃～450℃：分辨率：1℃。中北大学用一种镀有陶瓷薄膜的蓝宝石光纤作为传感器的瞬态高温测试系统．该系统的测温范围：1200℃～2000℃。分辨率：1℃。6.1.4 干涉型光纤温度传感器
干涉型光纤温度传感器是一种相位调制型光纤传感器。它是利用温度改变Mach—Zehnder干涉仪、Fabry—Perot干涉仪、Sagnac干涉仪等一些干涉仪的干涉条纹来外界测量温度。英国的Samer K．Abi Kaed Bev用长周期光纤光栅做成Mach—Zehnder干涉型光纤温度传感器．其温度分辨率为O．7℃。燕山大学研制出基于白光干涉的Fabrv—Perot光纤温度传感器．其测温范围为一40℃～100℃．分辨率为0．01℃。哈尔滨工程大学研制出数字式Mach—Zehnder干涉型光纤传感器．其测温范围为35cC～80℃，压力、温度、位移分辨率分别为0．03kPa、0．07℃、2．5斗m。
干涉式光纤温度传感器工作示意图
6.1.5 基于弯曲损耗的光纤温度传感器
基于弯曲损耗的光纤温度传感器利用硅纤芯和塑料包层折射率差随温度变化引起光纤孔径的变化、光纤的突然弯曲引起的局部孔径的变化的原理测量温度。乌克兰采用EBOC伍ngIish—Bickford Optics Com—pany)生产的多模阶跃塑料包层硅纤芯光纤HCN～H，已做出基于弯曲损耗的光纤温度传感器．其测温范围一30℃～70℃．灵敏度达到O．5℃。法国研究出测温范围一20℃～60℃。灵敏度为0。2℃的基于弯曲损耗的光纤温度传感器。国内主要是对光纤的弯曲损耗与入射波长、弯曲半径、弯曲角度、弯曲长度、光纤参量和温度等的关系做了一些研究。实验装置图如图1所示。
6.2 几种光纤温度传感器的特点及各自的研究方向
分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器和基于弯曲损耗的光纤温度传感器分别具有独特的优点和一定的不足，因此它们的研究方向不同。6.2.1 分布式光纤温传感器
分布式光纤温传感器具有其他温度传感器不可比拟的优点。它能够连续测量光纤沿线所在处的温度．测量距离在几千米范围．空间定位精度达到米的数量级。能够进行不问断的自动测量．特别适用于需要大范围多点测量的直用场合。目前对分布式光纤温度传感器研究的重点：实现单根光纤上多个物理参数或化学参数的同时测量：提高信号接收和处理系统的检测能力．提高系统的空间分辨率和测量不确定度：提高测量系统的测量范围．减少测量时间：基于二维或多维的分布式光纤温度传感器网络。6.2.2 光纤光栅温度传感器
光纤光栅温度传感器除了具有普通光纤温度传感器的许多优点外．还有一些明显优于其它光纤温度传感器的方面。其中最重要的就是它的传感信号为波长调制。这一传感机制的好处在于：测量信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响：避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要：能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个布喇格光栅进行分布式测量：很容易埋人材料中对其内部的温度进行高分辨率和大范围地测量。尽管光纤光栅温度传感器有很多优点．但在应用中还需考虑很多因素：波长微小位移的检测；宽光谱、高功率光源的获得；光检测器波长分辨率的提高；交叉敏感的消除；光纤光栅的封装；光纤光栅的可靠性；光纤光栅的寿命。6.2.3 光纤荧光温度传感器
光纤荧光温度传感器于其它光纤温度传感器相比有自己独特的优点：由于荧光寿命与温度的关系从本质上讲是内在的．与光的强度无关．这样就可以制成自较准的光纤温度传感器．而一般的基于光强度检测的光纤温度传感器f如辐射型1则因为系统的光传输特性往往与传输光纤和光纤耦合器等相关而需经常校准：测量范围广，特别在高温情况下多用光纤荧光温度传感器。目前国外的研究主要围绕着荧光源的选择．主要为下面几个方面：蓝宝石和红宝石发光、稀土发光及半导体吸收。
6.2.4 干涉型光纤温度传感器
干涉型光纤温度传感器的温度分辨率高：动态响应宽：结构灵巧。研究干涉型光纤温度传感器的主要工作放在减小噪声干扰和信号解调上。6.2.5 基于弯曲损耗的光纤温度传感器
基于弯曲损耗的光纤温度传感器具有结构简单、体积小、成本低、测量方便不需要解调等优点。但是它还存在着很多的不足：测量精度低；由于它是强度调制型光纤传感器，光源的稳定性对其影响很大；使用寿命短等缺点。在今后的研究中主要从光纤的选择、测量条件的提高等方面开展工作。光纤温度传感器的应用
光纤温度传感自问世以来．主要应用于电力系统、建筑、化工、航空航天、医疗以至海洋开发等领域，并已取得了大量可靠的应用实绩。7.1.1 光纤温度传感器在电力系统有着重要的应用 电力电缆的表面温度及电缆密集区域的温度监测监控；高压配电装置内易发热部位的监测；发电厂、变电站的环境温度检测及火灾报警系统；各种大、中型发电机、变压器、电动机的温度分布测量、热动保护以及故障诊断；火力发电厂的加热系统、蒸汽管道、输油管
道的温度和故障点检测：地热电站和户内封闭式变电站的设备温度监测等等。7.1.2 光纤温度传感应用于建筑、桥梁上
光纤光栅温度传感器很容易埋人材料中对其内部的温度进行高分辨率和大范围地测量．因而被广泛的应用于建筑、桥梁上。美国、英国、日本、加拿大和德国等一些发达国家早就开展了桥梁安全监测的研究．并在主要大桥上都安装了桥梁安全监测预警系统。用来监测桥梁的应变、温度、加速度、位移等关键安全指标。1999年夏，美国新墨西哥Las Cmces lO号州际高速公路的一座钢结构桥梁上安装了120个光纤光栅温度传感器．创造了单座桥梁上使用该类传感器最多的记录。
7.1.3 光纤温度传感在航空航天业的应用
航空航天业是一个使用传感器密集的地方．一架飞行器为了监测压力、温度、振动、燃料液位、起落架状态、机翼和方向舵的位置等，所需要使用的传感器超过100个．因此传感器的尺寸和重量变得非常重要。光纤传感器从尺寸小和重量轻的优点来讲．几乎没有其他传感器可以与之相比。7.1.4 传感器的小尺寸在医学应用中是非常有意义的 光纤光栅传感器是现今能够做到最小的传感器。光纤光栅传感器能够通过最小限度的侵害方式对人体组织功能进行内部测量。提供有关温度、压力和声波场的精确局部信息。光纤光栅传感器对人体组织的岗厂阴，等：光纤温度传感器的研究和应州损害非常小．足以避免对正常医疗过程的干扰。7.1.5 光纤光栅传感器永久井下测量的应用
因其抗电磁干扰、耐高温、长期稳定并且抗高辐射非常适合用于井下传感．挪威的Optoplan正在开发用于永久井下测量的光纤光栅温度和压力传感器。空调器的工作电气原理和基本的热力学过程
8.1 空调器基本结构
是由制冷（热)、空气循环、电气控制三大系统组成。制冷系统: 用于制冷剂循环及气/ 液态变换。制冷剂系统的工作与否受控于电气系统。空气循环系统: 用于驱动空气进行循环，过滤室内空气，以及对制冷系统中蒸发器、冷凝器提供空气热交换条件，调节室内的温度等。电气控制系统: 用于控制冷系统与空气循环系统的工作与否。
8.1.1 制冷系统的结构和工作过程制冷系统的结构
由压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管、蒸发器等首尾连接组成。其中，制冷剂的循环流通由压缩机负责，制冷剂气态转换由蒸发器负责，制冷剂液态转换由冷凝器负责，制冷剂压力变换由压缩机和毛细管负责，过滤器负责滤除制冷剂中微量脏物。对于制冷而言，其工
作过程以图1 所示窗式空调器为例说明如下：当接通电源后，压缩机及风扇开始运转，蒸发器内的低压气态制冷剂，通过管路被压缩机吸入，并压缩为高压、高温气态，再经过排气管排入冷凝器对室外空气放热自身降温变成液态。液态制冷剂经过滤器、毛细管节流后进入蒸发器，由蒸发器蒸发为气态，并在蒸发过程中自身吸热对室内空气降温，冷却后的空气由离心风扇吹向室内，室内的空气又由风扇的吸气端吸回。这样，空气不断循环，周而复始，室内的空气就得到了降温并维持在一定温度内，实现制冷目的。
8.1.2 制热系统的结构和工作过程制热系统的结构
对于制热而言，其工作过程可用图2 所示的冷暖空调制冷（热）系统来说明。它是
在单冷空调制冷系统的基础上增加了单换阀和辅助毛细管。制热时除制冷剂走向（箭头）与制冷时相反外，且室外侧热交换器作蒸发器用于吸热，室内侧热交换器作为冷凝器用于放热。
8.1.3 制冷（热）系统各器件的功能与作用 现说明如下：
(1)压缩机: 压缩机运转后，产生吸排气功能，并由低压管口（粗）吸气、高压管口（细）排气，推动制冷剂在制冷管路中循环流通。同时对低压管吸入的制冷剂进行压缩变为高压高温后由高压管口排出。
(2)冷凝器: 对压缩机排出的高压、高温气态进行制冷，在流经冷凝器的过程中，逐步散热降温而冷凝为液态／中温／高压制冷剂，实现制冷剂从气态到 液态的转换，以把制冷剂携带的热量散发到空气中，实现热量的转移。
(3)毛细管;是一根直径4 mm、长l m左右的细铜管，接于过滤器（或冷暖机单向阀）与蒸发器之间，对冷凝器流出的中温高压液态制冷剂进行节流降压，使蒸发器中形成低压环境。
(4)过滤器: 滤除制冷剂中微量脏物，保证制冷剂在制冷管路中的循环流通。(5)蒸发器: 经毛细管降压节流输出的制冷剂，在流经经蒸发器管路过程中逐步沸腾蒸发为气体，并在蒸发过程吸收外界空气的热量，使周围空气降温。
8.2 空气循环系统的结构和工作过程
图3 是窗机空气循环系统示意图。它由室内侧、室外侧空气循环两部位组成。两者的核心器件均是多绕组风扇电机。风扇电机的转速受控于功能开关（又称主令开关），风速设置不同，功能开关对风扇电机调速绕组抽头供电不同，调速绕组线圈匝数不同，它与运转绕组串联后的匝数不同，从而使风扇转速不同。
8.3 电气控制系统的结构和工作过程
电气控制系统的核心器件是压缩机和风扇电机，如图4 所示。这两个器件的CR 运行绕组在得到交流220 V 电源后，CS 启动绕组瞬间有启动电流流过就开始运转，把电能变换为机械能。压缩机运转产生的机械能带动制冷系统工作以实施制冷（热）；风扇电机运转产生的机械能，带动扇叶旋转以实现空气循环。
(1)压缩机工作控制
这里，以图4(a)所示的窗机置于高冷状态为例说明。由图可见，这时功能开关1 端
分别与4 端、8 端接通，对压缩机、风扇电机提供供电回路。其中压缩机供电回路如下：交流220 V 电源插头L 端→功能开关1端、8 端→温控器开关的C 端、L 端→F1 过载保护器的1 端、2 端→压缩机的C 端。此时分为两路：一路经R 端→C 启动电容的1 端（运转电流）；另一路径S 端子→C 启动电容2 端、1 端（启
动电流），最后至电源插头的N 端。这样，在压缩机接通电源后，就启动运转，空调开始制冷。当制冷达到设置温度时，温控器断开压缩机供电电路，压缩机停止运转，终止制冷。当室内温度上升到高于设置温度时，温控器再次自动接通压缩机供给回路，压缩机再次运转制冷，以后重复上述过程。至于过载保护器，它紧贴在压缩机外壳上以感知压缩机温度。在压缩机启动或运转中，电流过大或压缩机过热时过载保护器会呈现高阻（相当于断开），从而切断压缩机供电回路，达到保护压缩机的目的。毕业设计主要内容和拟采用的研究方案
9.1 光纤温度传感器的设计
根据光纤弯曲损耗的理论分析，光纤温度传感器结构由三大部分组成：温度敏感头、传输与信号处理部分，具体结构示意图如图3 所示。9.1.1 温度敏感头
温度敏感头是温度传感器中最主要的部件，是将所测量温度转换成直接能够测量的参数，在这里，是转换成光纤的损耗大小，同等状态下，损耗大，探测器接收到的光功率小，反之，接收到功率就大。传感头主要由多模光纤与金属构件组成，如图3 所示，将光纤施加一定的张力后直接加载在多边形金属构件上，固定好后将光纤两端头引出，在引出光纤的两端制作连接器，外加光纤保护措施，传感头主要工序就已经完成了。金属零件随温度高低不同产生形变也不一样，加载在 13 零件上光纤弯曲损耗大小随之改变金属件受到温度越高，形变越大，在光源输出光功率稳定情况下，光纤弯曲损耗增加时，探测器接收到的光功率就会减小，反之，接收到的光功率增大。当传感头处的温度场发生变化时，通过探测器将接收到的不同光信号转换成电信号，进一步处理、计算，输出外界的温度值大小。金属零件在热变形时，其变形量不仅与零件尺寸、组成该形体的材料线膨胀系数α、环境温度t 有关，而且与形体结构因子(取决于几何参数)有关，计算比较复杂，在这里采用传统的公式模拟来计算：
Lt=L[1+α(t-20°C)](5)式中，Lt—温度t 时的尺寸；L—20℃时的尺寸；α—线膨胀系数，其数学表达式比较复杂，可选用平均线膨胀系数，经过查表可知。为了提高传感器的灵敏度，温度敏感头金属材料需选用膨胀系数较大的，且膨胀系数在整个温度测量区间要较稳定，有较好重复性；温度敏感头的结构形状也是要考虑的另一个因素，不同的形状，对灵敏度影响很大。要提高传感头对温度的响应时间，需要选用导热系数较高的材料，比热越小越好，在温度突变时，能快速响应。经过课题组反复计算与试验，选用成本较低、加工容易、导热较快，并且满足使用范围的金属材料铝。通过试验，传感器在-40°C～＋80°C温度范围内均可精确工作。9.1.2 传输部分
光纤在这里不仅要作为转换器件使用，同时也作为光信号传输载体，选用对弯曲损耗更敏感的多模光纤，一般地采用62.5/125μm 标准的多模光纤。由于加载光纤时要施加一定的张力控制，使得光纤缠绕在金属零件上，光纤本身就比较容易损坏，敏感头处光纤长时间受到一定内应力作用，必须对光纤的涂层进行加固耐磨处理，增加传感器使用的可靠性。9.1.3 信号处理部分信号处理部分
主要由发光管、探测器的驱动电路与数字电路处理两部分组成，发光管、探测器的驱动电路技术已经非常成熟。数字电路处理主要使用价廉物美的单片机，CPU使用美国ATMEL 公司生产的AT89C52 单片机，是一块具有低电压、高性能CMOS 8 位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes 的随机存取数据存储器（RAM），全部采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS－51 指令系统及8052 产品引脚兼容，片内置通用8 位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。A/D 转换采用AD 公司生产的12 位D574A 芯片，转换时间位25μs，数字位数可设定为12 位，也可设为8 位，内部集成有转换时钟、参考电压和三态输出锁存，可以与微机直接接口。为了方便在现场使用，光纤温度传感器扩展了LCD 显示接口，同时还扩展了一个RS-232 通信口，用于同上位机进行通信，将现场采集的数据传送到上位机，进一步分析处理。整个监控程序采用模块化设计，主要的功能模块有：系统初始化，A/D 采样周期设定，数字滤波，数据处理，串行通信，中断保护与处理，显示与键盘扫描程序等。程序采用单片机汇编语言来编写，使用广泛、运算的速度快等特点，有效的利用单片机上有限的RAM 空间，其中，由于温度的变化引起光强的变化不是线性的，因此我们采用查表法对其测量值进行线性补偿。
9.2 试验检验与数据处理
已经制作好的温度敏感头通过试验测试。第一步，在温度敏感头的一端光纤连接器上加载稳定的短波长的光源，另一端接
相匹配的光功率计，将温度敏感头置入恒温槽中； 第二步，设置恒温槽温度，观察光功率计值的变化情况，要满足在测量的整个工作区间光功率都有变化；
第三步，定点测量，设定几个或更多温度点，记录下，温度与光功率对应值，反复多次试验，观察温度敏感头的重复性。光纤温度传感头通过试验测试，将温度与光功率相对应数据制成表格，具体见表1 所示，曲线图见图4。
通过上述试验表明，传感头满足使用要求，重复性非常好，加载发光管与探测器驱动电路以及信号处理电路，整体调试传感器，观察温度与传感器输出的电压值关系，重复操作上述试验第二、第三步，具体的温度与电压相对应值见表2，曲线图见图5。
通过观察上述两个曲线，形状基本一致，重复性较好，表明传感器整体性能满足要求。将几个特殊点电压值送到单片机进行处理，采用直线插值拟合或者最小二乘法曲线拟合，输出温度值。通过实测检验，与标准温度值误差最大值为±1°C，基于金属热膨胀式的光纤温度传感器设计是成功的，传感器整体测试精度较高。
9.3 设计方案
系统原理如图1 所示,采用可见光将光束直接射入2根经端面处理且并排放置的光纤中,同时为使2 根光纤输出的光强近似相等且最大,采用2 个不同焦距的透镜来增强光的耦合程度。根据马赫2曾德干涉原理,在出口处2 路光纤并排紧密放置,发生干涉。随后由CCD 传感器接收,并 在监视器上观测温度变化时条纹的变化规律。一方面通过温度标定得到温度与条纹数的对应关系, 另一方面使用MATLAB 对采集到的干涉图像进行处理,通过程序自动判别条纹数。从而得到温度的变化值,实现光纤温度传感测量。
马赫2泽德干涉型光纤温度传感器装置
9.3.1 实现方法与现象(1)平台的搭建
为了得到较好的效果,实现中应注意以下问题: ①耦合问题:在光纤传感系统中,各部件采用耦合效率较高的凸透镜耦合,如图2 所示。将激光器放在凸透镜的焦点上,使其为平行光,然后再用另一个凸透镜将平行光聚集到光纤端面上。整个耦合系统调整组装较容易,使用方便。
图2 光路耦合示意图
②光路准直:搭建实验平台时要注意使整个光路平行于平台,这就需要利用光屏十字法来校准光路。首先确定激光束与实验平台平行;其次在光路上分别加上透镜,调整光具座使透镜前后的光斑落在十字的中心位置。并且依据透镜焦距,使光纤的端面尽量位于透镜的焦点上。如 图3 所示。
图3 光路准直示意图
(2)产生的现象
根据前面论述的方案,通过光路调整等一系列过程,得到干涉图像如图4 所示。通过使光纤的感温部分受热,可以在监视器上观察到条纹的变化。当温度升高时,条纹几近匀速地向右移动;当温度降低时,条纹向相反的方向移动。这样的变化较为规律,但是对于温度检测电路来说,要求温度变化可测,从而得到定量的关系;对于图像检测而言,条纹要尽量清晰,明暗对比强烈,才能在图像处理时减少不必
要的误差。
图4 干涉条纹图像
9.3.2 信号检测及处理 1 温度标定
(1)方案: 为使感温部分的光纤均匀受热,选择2 个5 cm的薄铜片将光纤夹入其中。使用电烙铁为其加热,使其温度变化范围加大,条纹移动明显。对于其他不感温光纤,将其固定在绝热平台上,减小热源的影响。
(2)电路设计:本文使用热敏电阻标定温度与干涉条纹数之间关系,由于热敏电阻随温度变化呈指数规律,即其非线性是十分严重的。当进行温度测量时,应考虑将其进行线性化处理。测温电路如图5 所示。
图5 测温电路
本系统中所用的热敏电阻为负温度系数。其特性可
以表示为:Rt = Rt0 exp B1T-1T0(1)式中: Rt、Rt0分别为温度T 和T0 时的电阻值。根据式(1)以及压阻变换关系可以得到下面这个最终的根据电压的变化从而测得温度变化的表达式:1T=1BlnUtUt0+1T0(2)(3)数据处理
在测量过程中,为找到合适的电压测量点,选择时间为参考因素,以60 s 为一个阶段,测量一次热敏电阻两端电压,记录电压值,并根据公式得对应的温度,求得Δt。同时记录在这些点间的条纹移动数量,记为Δn。根据Δt 和Δn 可得到温度与条纹之间的函数关系。(4)结果分析
设条纹变化数为Δy ,温度变化数为Δx ,则根据实验数据可以得到这样一个近似线性的函数关系式:Δy = 8.30Δx。即温度升高1 ℃,条纹移动8.30 个。如果标定起始温度,根据这一关系,即可得到变化后的温度值。9.3.3 干涉条纹图像采集与处理
采用MVPCI 专业图像采集卡采集干涉条纹图像,采集程序如图6 所示。并对图像做如下处理(见图7): 对CCD 采集下来的图像(见7(a))需调用imfilter 函数进行图像滤波(滤波结果见图7(b))。并使用阈值操作将图像转换为二值图像(见图7(c)),从而很好地将对象从背景中分离出来。通常温度的判断基于处理后的条纹图像,因此需采用边缘检测来提取图像的特征。在MATLAB 中使用专门的边缘检测edge 函数,调用Sobel 算子进行检测。结果如图7(d)所示。
采集流程图
图7 干涉条纹图像采集与处理
9.3.4 条纹记数程序设计
(1)设计思路:根据边缘检测后条纹的图像质量,提取图像质量较好的横坐标为80 的一行元素的像素值,对其进行扫描,得到像素值为1 的位置,即条纹边缘的位置;由于边缘提取得到的条纹是原来条纹的轮廓,所以2 个边缘构成一个亮或暗条纹。因此需要将提取出来的边缘位置与原图像进行对比,从而对条纹精确定位;判定离标定位置最近的亮条纹的分布情况,找到条纹移动规律;计算条纹移动周期,借鉴光学测量中的相位展开原理,将图像变换为近似线性的曲线,从而得到条纹移动过总的像素值,除以周期,即得条纹移动个数。程序模块流程图如图8 所示。
(2)结果分析：通过上面的程序计算,得到距离标志位32 最近的亮条纹位置R 的变化情况(见图9)。可看出, R 的值是有规律地在变化,表明R 存在周期性。通过程序中得到的r(条纹边缘像素)计算周期,即T = 22。根据相位展开的相关原
图8 条纹记数程序流程图
理,把像素值小于32 ,且与其前相邻一个像素的差大于某一值时,将其加上一个周期,转换为类似线性的函数,如图10 所示。由图(10)可以得到移动条纹总的像素值M = 820 ,除以展开周期T = 22 , 即可以判别移动条纹个数N =M/ T = 37。由于确定的判别像素间距,程序在条纹小范围左右徘徊的状态时难以判别,会产生误差。因此,程序计算得到的数据与前面测温时数出来的条纹个数41～46(120 s)近似,说明此程序的处理较为正确。此时,根据前面温度检测得到的结果,即条纹数与温度变化的关系Δy = 8.30Δx ,得到温度变化值Δx =Δy/ 8.30 = N/ 8.30 = 4.46 ℃,对照前面热敏电阻计算的温度变化值5.27 ℃,结果较为一致。说明此程序可以用来判定条纹个数,对应温度变化与条纹数的关系,就可以得到温度变化值,从而实现光纤温度传感测量。
图9 距标定位最近的亮条纹分布图
图10 展开后的图像 结束语 毕业设计（论文）参考文献
[1]张志鹏, W A.Gambling，著，光纤传感器原理，中国计量出版社，1991 [2]王玉田.光电子学与光纤传感器技术[M].北京: 国防工业出版社, 2003.[5]廖延彪.光纤光学[M].北京:清华大学出版社,2000.[6]许忠保, 叶虎年, 叶 梅.半导体吸收式光纤温度传感器[J ].半导体光电, 2004 , 25(1): 62264.[7]赵仲刚, 杜柏林, 逢永秀, 等.光纤通信与光纤传感[M].上海: 上海科学技术文献出版社, 1993.[8]张福学，传感器应用及其电路精选.电子工业出版社，1991 [9]强锡富，传感器，哈尔滨工业大学，2001.5 [11]关荣峰，等，半导体光纤温度传感器特性研究，光电工程，V61240997 [13]王廷云，罗承沐，申烛，半导体吸收式光纤温度传感器，清华大学学 报(自然科学版)，2001 [14]黄玲.无线传感器网络简述 [J] [15]传感器世界.2005.11（10）
[16]UDD E , SEIM J.Fiber optic sensor for inf rast ructure applications [ Z ].Final Report SPR 374 , February 1998 ,Oregon Department of Transportation :53286.21
篇2：传感器毕业论文
青岛农业大学
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基于51单片机的温湿度传感器的设计与制作 王涛 理学与信息科学学院 电子信息科学与技术 1001 2905 霍文晓
年 5 月10 日
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基于51单片机的温湿度传感器的设计与制作 王涛 理学与信息科学学院 电子信息科学与技术 1001 20102905 霍文晓 2014 年 5 月10 日
摘要：温湿度使我们生产生活中很重要的参数，本设计为基于51单片机的温湿度检测与控制系统，采用模块化、层次化设计。如今采纳新技术，使用新式智能的温湿度传感器DHT11来实现对温度、湿度的监测，运用DHT11来完成湿度信号的收集并将其转换为数字式信号，接着使用单片机AT89C52分析、处置数据，提供信号给报警及显示电路，从而完成对温湿度的检测与监控。依据设定的报警高低限值来体现报警体系的报警功效，采纳LCD1602液晶显示所测得的温湿度值。优点是系统的电路简单、集成度高、运行稳定、调试方便、检测精度很高，有一定的实用价值。
关键词：单片机;DHT11温湿度传感器;LCD1602显示
Abstract：Temperature and humidity that we are important parameters in production and living, this design is based on 51 single chip microcomputer temperature and humidity detection and control system, adopts the modular, hierarchical design. Now adopt new technology, the use of new intelligent temperature and humidity sensor DHT11 to realize the monitoring of temperature, humidity, using DHT11 to humidity signal collection and convert them into digital signals, then using microcontroller AT89C52 analysis and treatment of data, provides the signal to alarm and display circuit, so as to complete the detection and monitoring of temperature and humidity. According to set the alarm of high and low limit to reflect the alarm function of the alarm system, adopt LCD1602 LCD display the measured temperature and humidity values. Advantage is simple circuit, high integration, stable running, convenient debugging and testing precision is high, has certain practical value.
Key words: Single chip microcomputer; DHT11 temperature and humidity; LCD1602 display
目 录
第一章 引言 ..................................................................................................................................... 7
1.1课题的研究背景 ................................................................................................................. 7
1.2课题的研究内容及目标 ........................................................................................ 7
1.3本文的组织结构 ................................................................................................................. 7
第二章 设计要求及目的 ................................................................................................................. 7
1.1 设计目的 ............................................................................................................................ 7
1.2 设计要求 ............................................................................................................................ 7
第三章 系统方案设计及论证 ......................................................................................................... 7
3.1总体方案设计 ..................................................................................................................... 8
3.2方案比较与论证 ................................................................................................................. 8
3.2.1温湿度检测 .............................................................................................................. 8
3.2.2主从机通信 .............................................................................................................. 9
3.2.3显示部分 .................................................................................................................. 9
第四章 系统的硬件设计与实现 ..................................................................................................... 9
4.1 单片机介绍 ........................................................................................................................ 9
4.1.1 单片机主要性能 ..................................................................................................... 9
4.1.2 单片机各引脚功能介绍 ....................................................................................... 10
4.1.3 单片机特殊功能寄存器介绍 ............................................................................... 10
4.2 DHT11数字温湿度传感器介绍 ...................................................................................... 14
4.2.1 DHT11产品概述 ................................................................................................... 10
4.2.2 串行接口 ............................................................................................................... 10
4.3 红外发射电路 .................................................................................................................. 14
4.4红外接收电路 ................................................................................................................... 16
第五章 软件设计 ........................................................................................................................... 17
5.1主机程序 ........................................................................................................................... 17
5.2从机程序 ........................................................................................................................... 18
总 结 ............................................................................................................................................ 20
致 谢 ............................................................................................................................................ 21
参考文献......................................................................................................................................... 22
附录一 主机电路图 ....................................................................................................................... 23
附录二 从机电路图 ....................................................................................................................... 24
附录三 程序代码 ........................................................................................................................... 25
第一章 引言
1.1 课题的研究背景
温度与湿度与人们的生活息息相关。尤其是在工农业生产、气象、国防、科研等部门，必须经常、精确的对环境温度进行监测和控制。此外，在制药，造纸准及温湿度测量，食品加工和其他行业是必要的。比较传统的温度计使用水银制作显示，构造简单、价格低廉，缺憾是精确度不高，不宜读数。传统的干湿球温度计的显示方法，不仅复杂，测量精度不高。而选用单片机对温湿度实施监控和测量，不单单具有节制便利，单一灵活的特点，而且可以大大提高温度控制的灵活性的优点。用LED数码管显示温度和湿度值，看起来更直观。
测量温度和湿度最重要的就是传感器。温度和湿度的测量过去是分离的。传感器的成长历经了三个阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，从模拟到数字温度传感器的模型的方向，从集成化向智能化，网络化的发展。温度传感器也经历过这样的阶段走向数字化、智能化。
1.2 课题的研究内容及目标
温度和湿度探测器是以AT89C52单片机为核心控制芯片，该芯片具有良好的抗干扰能力，快速响应。使用此单片机构成的温湿度检测仪能够定时、无误的监测周围的温度和相对湿度。
使用高灵敏度收集湿敏电阻阻值变化，然后经由单片机从而得到相应湿度，这就是本检测仪的硬件部份的设计;DHT11数字温度传感器对温度的实时采集和直接控制监测。另外，新增的语音报警装置，让用户自己来设定自己需要的上下限值，只要超出便会自动报警。并用LCD显示屏作为显示设备的硬件设计方案。软件部分选用模块化的方式分成几个个体，一个个进行程序设计，最后连接各部分一起协调工作，从而实现实时监测周围温湿度的目的。
1.3 本文的结构组织
本文的组织结构安排如下：
第一章引言，扼要阐明本课题的研究背景、研究目的、研究意义，以及要实现的目标。
第二章设计的要求及目的，阐述要实现的功能，以及主要的参数。
第三章系统设计方案及论证，通过分析论证，选出最合适的设计方案，详细的.介绍总体方案。
第四章主要讲述整个体系硬件的设计及实现，包括单片机的选择、温湿度传感器的选择以及红外发射电路、红外接收电路、语音播报电路的设计。
第五章是软件设计，基于前面的硬件系统，设计合适的主机程序和从机程序。
第二章 设计要求及目的
2.1 设计目的
温度、湿度是工业和农业生产的主要环境参数。是否能够及时、准确地测量很重要。如果单片机来对温度进行控制，利用高精度的温度，湿度控制，强湿功能，体积小，价格低，简单灵活，很好的满足工艺要求。
2.2 设计要求
1、实现温度和湿度的测量;
2、按电源键进行测量;
3、湿度的测量范围： 0%～100%RH;温度的测量范围：-40～+85℃;
4、湿度测量精度：±2.0%RH;温度测量精度：±0.2℃;
5、在LCD显示屏上显示数据和结果;
6、超出或低于预设定的值，蜂鸣器自动报警。
第三章 系统方案设计及论证
3.1总体方案设计
根据课题要求实现，该系统由主机系统和两个部分从系统，以AT89C52单片机为核心，设计。图1-1和1-2为主机、从机框图：
图 1-1 主机系统图 图 1-2 从机系统图
3.2方案比较与论证
3.2.1温湿度检测
方案一：使用AM2301数字温湿度传感器。该型温湿度传感器，采用3.3-6V直流电源供电，它的各部分参数：湿度测量的范围为20%～90%RH;温度测量的范围为0～+50℃;湿度测量精度为±5.0%RH;温度测量精度为±2.0℃。虽然它的价格比较便宜，但测温的范围和测湿的范围太小，温度的精度和湿度的精度太低，不符合设计的要求。
方案二：使用AM2302电容式数字温湿度传感器。它的各部分参数如下：由于传感器参数：湿度0% ~ 100%相对湿度的测量范围;温度测量范围为40 ~ + 80℃;湿度的测量精度为±3.0%RH温度的测量精度：±0.5℃。价格也比较适合，基本可以满足设计要求。
方案三：使用数字温湿度传感器DHT11。湿度测量范围： 0%～100%RH;温度测量范围：40 ~ + 85℃;湿度测量精度：±2%相对湿度±0.2℃温度测量精度。该传感器价格很便宜。温度和湿度都达到或超过了标题的精度要求，属于低功率传感器。
经过比较，从系统技术参数要求和低功耗方面考虑，选用方案三。
3.2.2主从机通信
方案一：采用RF905SE无线发射模块。可以进行最远达1000米的远距离无线通信，工作很稳定，比较简单，但是成本较高。
方案二：采用无线蓝牙串口模块。该模块的传输距离为5 ~ 10米，可串行通讯，通讯便捷，但成本高。
方案三：用自制的红外通信电路，可以实现超过5米距离的通信，低功耗，低成本，并能满足题目要求发挥的一部分。
通过对比，方案三的红外通信电路的机能完全能够符合题目的各个部分和发挥部分的设计，故选用方案三。
3.2.3 显示部分
方案一：采用LED数码管，其操作简单，显示直观。不仅程序的设计简易，而且对周围的环境要求很低，方便维护。但是数码管只可以显示阿拉伯数字，不能显示汉字。而且硬件设计也相当繁复。不适用于本设计。
方案二：使用LCD液晶，它具有体积小、低功耗、显示丰富等优点。电路连接简单，价格也便宜。
总的来说，LCD液晶显示更多的内容，所以本设计选用LCD液晶显示程序。
第四章 系统的硬件设计与实现
4.1 单片机介绍
4.1.1 单片机主要性能
AT89C52是由ATMEL公司生产的51单片机的一个型号。它具有高性能CMOS8位、低电压的优点，使用了该公司的高密度、非易失性存储技术生产，完美兼容MCS-51指令系统，包括8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52功能强大、试用范围非常广。
主要功能特性：
● 引脚完全兼容MCS-51产品
● 具有8K字节的可重擦写Flash闪存
● 1000次擦写周期
● 2个读写中断口线
● 全静态操作：0Hz-24MHz
● 三级加密程序存储器
● 256*8字节内部RAM
● 32可编程双向I/O线
● 3个16位定时器/计数器
● 2个外部中断源，共6个中断源
● 可编程串行UART通道
● 低功耗的空间和掉电模式
● 软件设置睡眠和唤醒功能
4.1.2 单片机各引脚功能介绍
AT89C52由40 脚双列直插包装的8 位通用微处理器组成，使用常用的C51内核，它主要用于会聚调整功能的控制。功能主要有对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。
・P0 口：P0 口是8 位的漏极开路型双向的I/O 口，即为地址/数据总线复用口。如果被当作输出口，每位可以吸收电流的形式驱动8 个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，起作用变为高阻抗输入。当需要访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址(低8 位)和数据总线复用，期间可以激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0 口负责接受指令字节，但是在程序校验的时候，需要输出指令字节，校验时需要外接上拉电阻。
・P1 口：P1 是一个带在内部上拉电阻的8 位的双向I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动(吸取或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，经过里面 的上拉电阻把端口拉至高电平，就可作输入口使用。作输入口用时，因为里面存在上拉电阻，某引脚被外部的信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51 不
同之处是，P1.0 和P1.1 还有作为定时/计数器2 的外部计数输入(P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX)的功能，Flash 编程和程序校验的时候，P1 接收低8 位地址。
・P2 口：P2 是一个带有上拉电阻的8 位双向的I/O 口，P2
的输出缓冲级能够驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。将端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻来港的高水平，此时，可作为输入，作为输入使用时，因为内部上拉电阻，如果某个引脚被外部信号拉低的时候就会输出一个电流(IIL)。当访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器时，P2 口送出高8 位的地址数据。当访问8 位地址的外部数据存储器时，P2 口输出P2 锁存器的内容。编程或检查，P2也获得了很高的地址和控制信号。
・P3 口：P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流(IIL)。P3 口除了作为一般的I/O 口线外，此外，它的第二功能P3 口还接收一些可以用于Flash 闪速存储器编程与程序校验的控制信号才是最重要的。
4.1.3 单片机特殊功能寄存器介绍
・数据存储器：AT89C52 有256 个字节内部RAM，80H-FFH 高128 个字节与特殊功能寄存器(SFR)地址是重复的，虽然物理上分开，但是高128字节的RAM 与特殊功能寄存器的地址相同。当一条指令访问7FH 以上地址单元的时候，指令中使用不同的寻址方式，即为究竟是访问高128 字节RAM 还是访问特殊功能寄存器是由寻址方式决定的。直接寻址方式对应的是访问特殊功能寄存器。
・定时器0和定时器1：AT89C52的定时器0和定时器1 的工作方式与AT89C51 相同。
・2定时器：定时器2是一个16位定时器/计数器。不仅仅可以当定时器用，而且可用作外部事件计数器，特殊功能的寄存器T2CON的C/T2 位负责选择它的工作方式。定时器2一共有三种工作方式：捕获方式，向上或向下计数方式以及波特率发生器方式，T2CON 的控制位来决定其工作方式。
4.2 DHT11数字温湿度传感器介绍
4.2.1 DHT11产品概述
DHT11数字温湿度传感器是一种复合传感器，它包含已校准数字信号输出。通过特殊的数字模块采集技术和温湿度传感技术，以确保产品拥有相当高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器由一个电阻式感湿元件与一个NTC测温元件组成，跟一个高性能的8位单片机相连接。因此，产品品质优良，响应速度快，抗干扰能力强，性价比很高。而且它的每次校准都在及其标准的温湿度实验室中进行。将所测的校准系数用程序存储在OTP内存中，当需要处理检测到的信号时，传感器会自动调用这些标准系数。单线串行接口，很容易和快速的系统集成。它的优点是体积小、低功耗、最高20米以上的远距离信号传递，使它能够在最为严格的场合使用。
4.2.2 串行接口
微处理器与 DHT11之间的联系与同步通过DATA来实现,它选用单总线的数据格式,一次通话时间大约在4ms左右,数据包括小数部分和整数部分,具体格式会在下文中详细介绍, 如果有扩张的小数部分，我们读作零。操作流程如下:
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式: bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和
数据传递精确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据
+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”其结果末8位。
当用户MCU传送一次开始的信号后,DHT11就会自动从低功耗模式变换成高速模式,然后等待主机开始信号结束后,DHT11就会传送响应信号,送出40bit的数据, 触发信号的采集，用户可以选择读数据。在从模式下,当DHT11接收到开始信号就会自动触发一次温湿度收集,当接收到主机发送开始信号的时候,他就不会主动进行温湿度的收集.完成收集数据后会自动转换到低速模式。
1.通讯过程如图2-1所示：
图 2-1 通讯过程图
总线空闲时候的状态为高电平,主机会把总线降低然后等着DHT11响应,主机把总线拉低要大于18毫秒,以确保DHT11可以检测到起始的信号。当DHT11收到主机的开始的信号后,就会等待主机的开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换至输入模式,或者是输出高电平, 总线由上拉电阻拉高。
总线如果为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都会以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式如图2-2所示.收到高电平响应信号,则DHT11不会响应,检查一下电路连接是否正常.当最后一bit数据传送结束后，DHT11拉低总线50us,
然后总线由上拉电阻拉高转为空闲状态。
图 2-2
0数字信号表示，如图2-3所示：
图 2-3
方法1数字信号表示。如图2-4
所示：
图 2-4
4.3红外发射电路 经常使用的红外遥控器的输出，几乎全部是由编码后串行数据对38～40kHz的方波进行脉冲幅度调制而成的。每次按下发射器，就会发出遥控码，不同的按键则对应不同的遥控码。远程控制代码具有以下特点：
采用脉宽调制的串行码：
以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”; 以脉宽0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。
38kHz的载频对上述“0”和“1”组成的32
位二进制码进行二次调制，最后由红外发射二极管产生红外线向空间发射。红外遥控器编码的格式为连续的32位二进制码组，前16位为用户识别码，能区分不一样的红外遥控设备，防止不同机种之间遥控码会互相干扰。16到8位的操作码和8位操作完成后，用于检查数据接收的准确性。
根据红外编码格式，需要发送9ms的起始码和4.5ms的结果代码才能发送数据。
遥控串行数据编码波形如图3-1所示：
图 3-1串行数据波形编码
红外发射电路，通过单片机控制三极管的导通和最终实现红外发射管的数据传输，红外发射电路图如图3-2所示：
图3-2红外发射电路
4.4红外接收电路
接收方运用TL0038一体化的红外线接收器来接收解码，每次TL0038收到38kHz红外信号，输出端就会输出低电平，否则输出高电平。因此，红外信号发射电路发射，参照以上远程串行数据编码波形，在低水平送38KHZ的红外信号，高电平不发送红外信号。
红外接收电路，从外部接收到的信号发送给接受管，然后用P口送给单片机，红外接收电路图如图3-3所示：
图3-3
第五章 软件设计
5.1主机程序
主机程序包括主程序和中断服务程序。图4-1显示主程序流程，实现了温湿度数据的显示与接收，并通过LCD液晶显示屏显示所测的的温湿度。
图4-1 主机主程序流程图
5.2从机程序
从机程序主要是一个主程序。主程序的流程图如图4-2所示。目的是实现数据的接发以及温湿度数据的采集。
4-2从机主程序流程图
图
总 结
通过不懈的努力，终于完成了我的毕业设计。在我开始做毕业设计之前，我一直片面的觉得毕业设计只是对大学这几年来所学的专业知识的简单的总结，但是在实践的过程中我发现我错了，因为毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的以一种提高。
通过毕业设计使我明白了我学到的知识只是知识宝库中的冰山一角，还有许多要学习的地方。原来我总是感觉到已经把所有的东西都学到手了，什么都明白了，有些眼高手低。通过我在毕业设计的实践过程，我懂得了活到老学到老这句名言的真正意义，学习是一个循序渐进的过程，不可能一蹴而就，不管是在以后的工作中、或者生活中都不能停止学习，不断的用知识武装自己，让自己全面发展，更能适应这个科技文化高速发展的世界。
毕业设计的过程，让我养成了独立思考的习惯，培养了我实在实际操作中动手的能力，我领悟到了在实践过程中摸索的困难与最终成功时的喜悦，这些对于我的信心或者是工作能力来说都是极大的鼓励与肯定，相信这些会对未来的工作和生活中有非常重要的影响。虽然我的毕业设计是有些缺陷的，但我觉得在此过程中我收获了很多，最大的收获就是在毕业设计的设计过程中所学到的财富，他会是我终身受益。
在毕业设计实践的过程中，我还深深体会到交流和相互讨论的重要性。向老师请教，就能够时刻确保在大的方向上我是朝对的方向走;与同学讨论，可以集思广益、可以迸发灵感，收获新方法。思想和信息的传递，确保了我的毕业设计得以顺利完成。另外，我还总结出一个结论：知识要想实现其价值，必须由实践来完成!
致 谢
本论文是在我的导师霍文晓老师精心指导下完成的，在我的毕业设计和撰写论文的工作中倾注了霍老师的汗水和心血。在我遇到困难的时候，我的导师给我了无私的帮助。霍老师治学的态度非常的严谨，拥有渊博的专业知识，她无私的奉献精神一直感动着我、支撑着我从困难中爬起来，给了我很大的信心。从我最尊敬的霍老师身上，学到的不仅仅是全面的专业知识，最重要的是做人的道理，让即将走向社会的我懂得如何处理各种人际关系。在此向霍老师表达我最诚挚的敬意和感谢!同时还要感谢在百忙之中抽出宝贵的时间给我提供帮助的各位老师、同学以及朋友们!
感谢在百忙之中参与评阅论文和参加我们毕业生答辩的各位领导和老师，这是我第一次做温湿度传感器，一定会有些地方有错误或者不当。麻烦各位老师给我指出来让我明白自己的不足，我一定努力改正，让我的毕业设计更完美。
最后感谢家人给予我学业上和生活上的支持与照顾，感谢母校给与本人
深造的机会。
参考文献
[1] 谢光忠、蒋亚东等. 温湿度智能数据采集控制系统的研制:传感器技术 4.
[2] 丁元杰.单片微机原理及应用.北京:机械工业出版社.1993. [3] 喻评，郭文川.单片机原理与接口技术.北京：化学工业出版社，.
[4] 李刚.51系列单片机系统设计与应用技巧.北京：北京航空航天大学出版社..
[5] 余永权.MCS-51系列单片机应用技术.北京：北京航空航天出版社..
[6] 刘勇.数字电路.北京电:子工业出版社.2004.
[7] 王法能.单片机原理及应用(简明修订版). 北京:科学出版社..
[8] 赵伟军.PROTEL 99 SE 教程.北京:人民邮电出版社.2004. [9] 黄 强.模拟电子技术》北京:科学出版社..
[10] 徐正惠,胡海影.单片机原理与应用实训教程.北京：京科学出版社.2004.
[11] 陈晓文.电子电路课程设计.北京:北京电子工业出版社. 2004.
篇3：传感器毕业论文
近几年, 无线传感器网络在军事和工业领域得到广泛应用[1]。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。
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[2,4]提出了条件后验克拉美-罗下界 (CPCRLB) 。CPCRLB以当前时刻的所有真实量测为条件, 给出了目标状态估计的实际均方误差下界, 得出CPCRLB更适合在线自适应传感器管理。
利用CPCRLB作为判断选择的传感器性能的标准, 对于目标跟踪的准确度有很大的提高, 但是在每个时刻选择传感器组合时用穷举法, 其计算量呈指数增长。文献[3]用PSO对传感器进行选择, 提出一种BPSO (Binary Particle Swarm Optimization) 将被选择的传感器记为1, 未被选择的记为0, 通过迭代寻找最优解。并对BPSO进一步优化, 得出更好的结果。
2 问题描述
其中:
ku是零均值高斯白噪声, 协方差矩阵为:
本文采用了一个各向同行的信号强度衰减模型, 在k时刻, 传感器n接收到的目标信号强度 (RRS) 为
在实际中, 由于噪声和建模误差影响, 传感器节点n实际接收到的被噪声污染的RSS量测为
其中:观测噪声为零均值i.i.d加性高斯白噪声, 即vn, k~N (0, σv2) 。
3 CPCRLB
对目标运动模型 (1) 和量测模型 (4) , 基于RRS量测数据的条件Fisher信息矩阵可以迭代逼近计算如下:
矩阵kB22, b的元素如下:
4 PSO
4.1 算法原理
PSO的基本概念源于对鸟群捕食行为的研究, 从鸟群捕食模型当中得到启示, 并用于解决优化问题。在PSO中, 每个优化问题的解都是搜索空间中的一只鸟, 称之为粒子 (Particle) 。所有的粒子都有一个由被优化的函数决定的适应度值 (Fitness Value) , 每个粒子还有一个速度 (Velocity) 决定它们飞翔的方向和距离。PSO初始化为一群随机粒子 (随机解) 。然后, 粒子就追随当前的最优粒子在解空间中搜索找到最优解。在每一次迭代中, 粒子通过跟踪两个“极值”来更新自己。一个就是粒子本身找到的最优解, 称个体极值 (Personal Best) ;另一个极值是整个粒子群目前找到的最优解, 称全局极值 (Global Best) 。
其中, ω为惯性权重, random () 是介于 (0, 1) 之间的随机数, c1, c2, 是学习因子。
4.2 基本PSO实现步骤
PSO主要有6个基本实现步骤
⑴初始化每个粒子的起始位置和速度;⑵计算每一个粒子的适应度值;⑶对于每一个粒子, 如其适应度值优于其本身经历过的最好位置, 则用当前的适应度值作为其新的最好位置;⑷对于整个粒子群, 如果存在这样的个体, 其适应度值优于整个粒子群的历史最优位置, 则用整个粒子群中适应度值最好的个体作为新的整体最优位置;⑸对于每一个微粒, 先根根据 (1) 重新计算微粒的速度, 然后根根据 (2) 重新计算粒子的位置;⑹如果达到最大迭代次数或者最小准则, 终止程序;否则, 跳转到步骤2) 。
利用PSO对多个传感器进行选择, 式 (5) 为粒子群适应度函数, 利用适应度函数每次迭代的适应度值, 通过比较每个粒子在每次迭代的适应度值选出个体极值, 通过比较全部粒子的每次迭代的个体极值选出全局极值, 从而得到最优的一组传感的选择。
5 仿真结果
本节基于WSN获得的RSS量测数据, 对WSN下的传感器管理和目标跟踪问题进行计算机仿真, WSN包含100个传感器节点, 随机部署在300m*300m的区域内。目标衰减指数α=2, 目标辐射的信号d能0量d10=1处=12。00假0定所有传感器节点的量测噪声具有相同的方差v20.1。运动过程噪声参数q=1, 采样周期T=1s。目标状态的先验分布为高斯分布, 均值x0= (30, 30, 10, 10) , 协方差矩阵为diag{20, 20, 5, , }.利用粒子滤波器进行100次Monte Carlo仿真, 粒子个数取S=3000。在仿真中, 利用粒子滤波器计算CPCRLB, 每个时刻利用PSO从100个可用的传感器中选择激活A=2个传感器。
图1是利用PSO和穷举算法对目标跟踪的比较, 图2、图3分别是两种算法在X、Y方向上的均方根误差
6 总结
本文对WSN下得目标跟踪问题, 基于CPCRLB和传感器接收到的信号强度观测数据, 提出利用PSO对传感器选择。利用此算法其算法比穷举算法要节省很多时间, 其计算量也减少, 但是对目标的跟踪效果与穷举法相差不多。
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, 7:1282-1291.
[2]L.Zuo, R.Niu, and P.K.Varshney, Conditional Posterior Cramer-Rao Lower Bounds for Nonlinear Sequential Bayesian Estimation[J].IEEE Transactions On Signal Processing, 2011, 59 (1) :1-14.
[3]M.Naeem, U.Pareek, and D.C.Lee, Swarm Intelligence for Sensor Selection Problems[J].IEEE Sensor Journal, 2012, 12 (8) :2577~2585.
篇4：柔性传感器
这就是我们两个目标，我们会用到高速电脑和超薄的硅性原材料。如果要让器件非常柔软，原材料的厚度要最多只能有300纳米，有了这样的超薄产品，就可以让我们生产这种柔性的电路板。
对于一些潜在的应用来说，我们需要的不光是柔性材料，我们还需要有折叠性或是延展性、拉伸性的材料。比如我们跟诺基亚做了一个项目，我们看到手机可以很小，但可以拉伸开变成小型电影播放屏幕。怎样实现呢？我们在元器件上添加一些皱纹样的表面，不拉伸的时候可以很容易地进行折叠，有压力的时候就可以拉伸，这些元器件的大小都可以变化。
今天由于时间有限，我主要讲讲植入身体的一些应用。首先我们来看心脏病，这是给人们带来很大威胁的疾病，我们用硅做成非常柔软的器件，非常薄，延展性也很好，不会影响心脏的跳动，也不会因为心脏的跳动影响成像的效果。把器件植入以后可以实时看到高清晰的成像效果。可以监测心脏的功能，通过颜色的变化找到病灶，然后进行处理。
第二个是在大脑的应用，脑科医生做手术时很难在大脑中进行高清晰度的监测，因为我们知道人脑中神经非常多，而且大脑神经之间的距离非常小，所以我们通过器件植入帮助脑科医生实现很好的视觉效果，密切监测大脑。我们将信号区分成6种不同的区域。当区域色彩的形状有变化，或是跟标准大脑成像不一样的话，医生就能判断病人大脑的神经异常状况。所以这是帮助医生在手术室里进行诊断和识别病灶的工具。如果我们在手术过程中植入了设备，手术后还需要开颅取出来，会给病人带来很大的负担。我们也希望能将探测设备像手术线那样被人体自己吸收，在器件植入到脑部或是身体的其他部位以后，可以经过身体的代谢吸收消化。
我们再看一下表皮的医疗系统，在很长一段时间里，对病人的表皮进行监测是很繁复的事情，可能要经过长达半年的上表皮的监测。如果没有这样的植入器件，医生的操作就变成了很繁复的过程。我们把器件植入到病人的上表皮当中，通过植入器件的监测，将数据传输到我们的数据库和系统中。这个植入器件的质量必须非常轻，还要具有延展性，对病人的活动不产生影响。这样，就可以通过监测数据得知病人的状态。在器件植入以后，我们也能看到心电图（ECG）和肌电图（EMG）的记录。从颈部或是腿部可以进行EMG的数据监测。另外，我们还可以监测颈部的肌肉运动，因为有的病人经过了手术以后，需要对他的颈部肌肉变化进行监测，看看手术是否影响了他的语言或其他方面的能力，通过肌肉监测可以观察手术是否影响了病人相关能力。
篇5：传感器毕业论文
毕业论文
温度传感器检测与维修
系 别: 汽车工程系 专 业: 汽车检测与维修 班 级: 汽检09373 学 号: 姓 名: 指导教师:
2011年12月23日 吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
摘要
发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的心，种类很多，包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、空气流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些流量传感器向发动机的电子控制单元（ECO）提供发动机的工作状况信息，供 ECU 对发动机工作状况进行精确控制，以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和惊醒故障检测。
关键词： 发动机、温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器 吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
目录
第一章 绪论.............................................................................................................3 第一章 温度传感器工作原理..................................................................................4
2.1 温度传感器简介.......................................................................................4 第三章 温度传感器常见故障分析与检测（或者：典型温度传感器故障分析与排除）.......................................................................................................................6 第四章 总结.............................................................................................................7 致
谢.......................................................................................................................8 参考文献...................................................................................................................9 吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
第一章 绪论
随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，传统的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，因而将逐步被电子控制系统代替。传感器作为汽车电控系统的关键部件，其优劣直接影响到系统的性能。目前，普通汽车上大约装有几十到近百只传感器，豪华轿车上则更多，这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。下面我们主要分析一下各个传感器的控制。
绪论是对要写内容及相关内容的论述，包含发展历史、现状、发展前景等。吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
第一章 温度传感器工作原理
2.1 温度传感器简介
主要检测发动机温度，吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度、催化温度等，将它们转变成电信号，从而控制喷油嘴针阀开启时刻和持续时间，以保证供给发动机最佳混合气并达到排气净化效果等。实际应用的温度传感器主要有线绕电阻式、热敏电阻式和热电偶式。线绕电阻式温度传感器的精度较高，但响应特性差；热敏式传感器灵敏度高，响应特性较好，但线性差，适用温度较低；热电偶式传 感器的精度高，测温范围宽，但需考虑放大器和冷端处理问题。温度传感器又分为 接触式度传感器和非接触式温度传感器。如图2-1
图2-1温度传感器 吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
2.1.1、温度传感器功用
温度传感器的功用包含 1.2.3.2.1.2、温度传感器分类
温度传感器分为三类 2.1.3、温度传感器结构
2.1.4温度传感器工作原理
吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
第三章 温度传感器常见故障分析与检测（或者：典型温度传感器故障分析与排除）
吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
第四章 总结
对所写内容进行总结。
吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
致
谢
本论文是在某某老师的指导下完成的。我熟知老师专业知识的渊博，不管是理论课还是实训课，我们都是在一种心情愉悦的状态下去接受，不能不说是老师那种略带幽默的讲课方式带来的，可以说，老师或多或少都对我造成一些影响，至少改变了我对那些课程的学习态度，让我学习到了一些专业知识，并且学到很多处事道理，很感激老师谢谢我论文导师王贵荣老师，老师在我写论文的过程中为我提出许多宝贵意见，指正了我论文中的许多不足，使我的论文得以顺利完成，在此对导师的细心指导表示衷心感谢！吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
参考文献
[1] 王刚．汽车构造．北京：人民交通出版社，1997（五号字，宋体）
吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
Summary
Introduction With the development of electronic technology, automotive-increasingly, traditional mechanical systems have been difficult to solve some issues related to the functional requirements with cars, which will be gradually replaced by electronic control system.。Sensor as a key component of automotive electronic control system, its advantages and disadvantages of direct impact to system performance。At present, probably equipped with dozens of to nearly one hundred sensors on the ordinary car, luxury cars are more, these sensors are mainly distributed in engine control system, chassis control system and automobile body control system.Next, we focused on the control of each sensor.吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
篇6：传感器-习题
第一章 引言
1.国家标准的传感器定义是什么。它一般有哪两种元件组成。各举两个有和中间环节的传感器的例子。
2.概述传感器的发展趋势。
3.概述传感器的分类。
4.什么是传感器的灵敏度和线性度。5.什么是传感器的静态和动态响应
6.给出零阶，一阶，二阶系统的传递函数及响应的公式，并指出基本特征参数。7.某位移传感器描述为0.03dxdt，y是压力（N/m），求3x15y，x是位移（m）其静态灵敏度和时间常数。
d2xdxx800y，x是位移（m）8.某加速度传感器描述为42100040000，y是力
dtdt（N），求其静态灵敏度、固有频率和阻尼比。
第二章 应变式传感器
1.应变式传感器依据什么物理效应？推导单根导电丝的灵敏度。为什么半导体丝的灵敏度比金属丝的大，大多少？
2.用基长L=0.5mm应变计测量应变，应变丝用钢材料，其声速v=5000m/s，若要使测量应变波幅的相对误差e=1%，求其允许测量的最高工作频率。3.应变式传感器的转换元件是什么？导出它的（1）平衡条件；（2）电压灵敏度 4.简述应用电桥作温度补偿的方法的基本思想。5.概述（1）柱式传感器；（2）筒式压力传感器；（3）应变式加速度传感器的基本原理。（各画结构图说明）6.什么是（1）薄膜技术；（2）微细加工技术；（3）各有哪几种基本加工方法。
第三章：光电式传感器
1．光电式传感器根据哪些物理效应或光的性质，分别概述其原理，并各举两个应用的例子。
2．书中图3.7是什么曲线。它对传感器设计有何意义？
3．概述光电池的工作原理。最受重视的是何种光电池，它有何优点？ 4．概述光电耦合器件的基本结构和工作原理。它有哪些突出的优点。
第四章 光纤传感器
1.概述光纤传感器的分类，并各举两例。2.光纤的结构及其特点（画结构图说明）。
3.光纤所用材料的折射率是如何设计的？数值孔径是如何定义的，其意义是什么？ 阶跃型折射率光纤的V值如何定义的，其意义是什么？ 4.光纤的衰减率是如何定义的。3dB/km的意义是什么？ 5.概述弯曲损耗的类型。
6.概述微弯光纤压力传感器的原理（画结构图说明）。7.概述迈克尔干涉仪原理（画结构图说明）。
8.概述马赫—泽德干涉仪基本原理（画结构图说明）。9.概述萨格奈克干涉仪的原理。为什么萨格奈克干涉仪中激光器和光检测器必需与光学系统一起旋转（画结构图说明）。10.概述法布里—珀罗干涉仪的原理。推导法布里—珀罗干涉仪中下一个输出光束的强度时上一个的多少倍（画结构图说明）。
第五章 变磁阻式传感器
1．概述电动式传感器测量位移、压力的基本原理（画结构图说明）
第六章 压电传感器
1.什么叫压电效应？为什么说压电效应是可逆的？ 2.主要的压电材料。
3.概述压电加速度传感器的工作原理，推导出它的电荷灵敏度和电压灵敏度公式，以及传感器的固有频率公式。
4.讨论压电加速度传感器的两种等效电路，为什么这种传感器要用电荷放大器？ 5.概述SAW传感器的基本结构和原理（画叉指结构图说明）。6.概述SAW气敏传感器的基本结构和原理（画结构图说明）。
第七章 压电声传感器
1.概述圆柱形压电水听器的基本结构和原理（画结构图说明）。
2.概述压电陶瓷双叠片弯曲振动换能器的基本结构和原理（画结构图说明）。3.概述压电陶瓷双叠片弯曲振动空气超生换能器的基本结构（各部件的作用）和原理（画结构图说明）。
第八章 半导体传感器
1.晶体二级管PN结热敏器件的温度灵敏度是如何导出的？给出数值的结果。2.根据黑体辐射的维恩位移定律，求出人体红外辐射的峰值波长。红外辐射传感器分为哪两大类型，各期基本原理是什么？
3.提高半导体气敏传感器的气敏选择性有哪些方法？ 4.什么是纳米技术？纳米技术的两大效应。