第一篇：新型傳感器總結與展望 結課論文

長沙學院期末論文

完

成 新型傳感器總結與展望

學生所在系（院）電信系 專

業(yè)（方向）電氣 年

級 14級 姓

名 于佳妮

學

號 B20140601326 任課教師姓名 汪之又

間：

2017

年

5月

時

目

錄

一、傳感器的定義..............................................................................4

二、傳感器的發(fā)展歷史......................................................................5

三、新型傳感器如今的發(fā)展..............................................................7

四、傳感器發(fā)展方向..........................................................................8 五．新型傳感器分類........................................................................10 1.智能傳感器...............................................................................10 2.模糊傳感器...............................................................................10 3.微傳感器...................................................................................10 4.網(wǎng)絡傳感器...............................................................................10 六．未來中國傳感器產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展趨勢展望................................11 七． 參考文獻..................................................................................11

[摘 要]：傳感技術作為當今世界迅猛發(fā)展起來的技術之一，已經(jīng)成為一個國家科學技術水平發(fā)展的重要標志。傳感器朝著靈敏、精巧、適應性強、智能化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。全球的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。有關專家指出，傳感器領域的主要技術將在現(xiàn)有基礎上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭也將日益激烈。新技術的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場，比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與市場份額的擴大。[關鍵詞]: 新型傳感器，發(fā)展趨勢，研究現(xiàn)狀

一、傳感器的定義

現(xiàn)如今，信息處理技術取得的進展以及微處理器和計算機技術的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應的進展。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測量和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。隨著這些系統(tǒng)能力的增強，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動化系統(tǒng)和機器人技術中的關鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個結構組成，其重要性變得越來越明顯。最廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學量轉變成便于利用的電信號的器件。國際電工委員會(IEC:InternationalElectrotechnical Committee)的定義為：“傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的傳感器”。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個組成部分，它是被測量信號輸入的第一道關口。進入傳感器的信號幅度是很小的，而且混雜有干擾信號和噪聲。為了方便隨后的處理過程，首先要將信號整形成具有最佳特性的波形，有時還需要將信號線性化，該工作是由放大器、濾波器以及其他一些模擬電路完成的。在某些情況下，這些電路的一部分是和傳感器部件直接相鄰的。成形后的信號隨后轉換成數(shù)字信號，并輸入到微處理器。傳感器系統(tǒng)的性能主要取決于傳感器，傳感器把某種形式的能量轉換成另一種形式的能量。有兩類傳感器：有源的和無源的。有源傳感器能將一種能量形式直接轉變成另一種，不需要外接的能源或激勵源。.無源傳感器不能直接轉換能量形式，但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵能傳感器承擔將某個對象或過程的特定特性轉換成數(shù)量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體，而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的，也可以是動態(tài)(即過程)的。對象特性被轉換量化后可以通過多種方式檢測。對象的特性可以是物理性質的，也可以是化學性質的。按照其工作原理，傳感器將對象特性或狀態(tài)參數(shù)轉換成可測定的電學量，然后將此電信號分離出來，送入傳感器系統(tǒng)加以評測或標示。各種物理效應和工作機理被用于制作不同功能的傳感器。傳感器可以直接接觸被測量對象，也可以不接觸。用于傳感器的工作機制和效應類型不斷增加，其包含的處理過程日益完善。因此常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬：光敏傳感器——視覺；聲敏傳感器——聽覺；氣敏傳感器——嗅覺；化學傳感器——味覺；壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺。雖然與當代的傳感器相比，人類的感覺能力好得多，但也有一些傳感器比人的感覺功能優(yōu)越，例如人類沒有能力感知紫外或紅外線輻射，感覺不到電磁場、無色無味的氣體等。無一例外的，人們對傳感器設定了許多技術要求，有一些是對所有類型傳感器都適用的，也有只對特定類型傳感器適用的特殊要求。針對傳感器的工作原理和結構在不同場合均需要的基本要求是：高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性(對噪聲不敏感)、線性以及容易調(diào)節(jié)(校準簡易)；高精度、高可靠性、無遲滯性、工作壽命長(耐用性)；可重復性、抗老化、高響應速率、抗環(huán)境影響(熱、振動、酸、堿、空氣、水、塵埃)的能力；選擇性、安全性(傳感器應是無污染的)、互換性低成本；寬測量范圍、小尺寸、重量輕和高強度、寬工作溫度范圍。

二、傳感器的發(fā)展歷史

國外發(fā)展傳感器枝術有兩條不同途徑,一條是以美國為代表的走先軍工后民用、先提高后普及的路子。另一條是以日本為代表的側重實用化和商品化,先普及后提高,由引進、消化、仿制到自行改進設計創(chuàng)新的路子。前者花錢多,后者花錢少,速度快。據(jù)國內(nèi)專家評估,我國傳感器技術與國外先進國家相比,在科研開發(fā)上要落后10年,在生產(chǎn)技術上則要落后15年。國外傳感器技術發(fā)展較快,主要有以下幾方面原因：

1、非常重視傳感器功能材料研究。2．對傳感器技術開發(fā)十分重視。3．重視工藝研究。4．重視質量管理與市場分析。當今傳感器技術發(fā)展大體經(jīng)歷了以下四個階段：(1)結構型傳感器例如應變式位移計。(2)物性型傳感器例如固態(tài)壓阻式壓力傳感器。(3)智能性傳感器例如美國霍尼威爾公司的ST--3000型智能壓力傳感器,它帶有微處理器,具有檢測和信息處理功能。自診斷、自適應功能。(4)分子型傳感器,它是利用竹子的構形和構象以及由此而表現(xiàn)出電磁現(xiàn)象為理論基而制作的。顯著特點：尺寸小到竹子級,并由一個大分子或幾個分子器件所構成。

人體是各類傳感器會集之處,而且絕大部分生物體內(nèi)的傳感器都是分子傳感器。到目前為止,真正的傳感器,只有在生物體內(nèi)能夠找到、這就提示我們,可以借助基因工程、生物合成分子傳感器系統(tǒng)。而在我國傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀卻仍舊令人擔憂。雖然我國早在20世紀60年代就開始涉足傳感器制造業(yè)，那時在上海、四川、重慶等地成立的一些企業(yè)現(xiàn)在仍然存在。但是今天活躍在國際市場上的仍然是德國、日本、美國、俄國等老牌工業(yè)國家。在這些國家里，傳感器的應用范圍很廣，許多廠家的生產(chǎn)都實現(xiàn)了規(guī)?；行┢髽I(yè)的年生產(chǎn)能力能達到幾千萬只甚至幾億只。相比之下，中國傳感器的應用范圍較窄，更多的仍然停留在航天航空以及工業(yè)測量與控制上。據(jù)有關資料顯示，我國最大的傳感器公司的年產(chǎn)值也僅有55000只。而且，高、精、尖傳感器和新型傳感器的市場，幾乎全被國外品牌或合資企業(yè)壟斷了。

談及國內(nèi)傳感器發(fā)展水平與國外相差甚遠的原因，中國自動化學會的彭瑜先生認為“主要是技術基礎薄弱，研究水平不高，缺乏自主知識產(chǎn)權?！蔽覈鴱氖旅舾性c傳感器研制生產(chǎn)的企業(yè)、單位有1688家，但研制、生產(chǎn)綜合實力較強的骨干企業(yè)較少，僅占總數(shù)的10%左右。我國目前很多企業(yè)都是引用國外的芯片加工，自主研發(fā)的產(chǎn)品少之甚少，自主創(chuàng)新能力非常薄弱。甚至許多企業(yè)僅停留在代理國外產(chǎn)品的水平上，發(fā)展空間捉襟見肘。國產(chǎn)傳感器企業(yè)按照長期依賴國外技術的慣性發(fā)展至今，在技術上形成了“外強中干”的局面，不僅失去了中高檔產(chǎn)品市場，而且也直接導致自己能生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一，同質化十分嚴重。甚至有相當一部分國產(chǎn)產(chǎn)品只能模仿別人的外形，即使這樣，由于技術水平低，模仿產(chǎn)品的靈敏度、精度和可靠性也差強人意。除此以外，我國傳感器行業(yè)分布上還不均衡，在第十屆中國國際傳感器、測試測量展覽會上，中國傳感器協(xié)會副理事長谷榮祥提供了以下情況：國內(nèi)傳感器企業(yè)主要集中在陜西省以及東部、沿海地區(qū)，西部其他地區(qū)以及內(nèi)陸地區(qū)相對較少。但是隨著傳感器向產(chǎn)業(yè)化更積極地邁進，包括通用傳感器在內(nèi)的傳感器應用領域和范圍的進一步擴大，隨著市場化程度的深入和客戶采購制度的完善，谷榮祥先生說“未來國內(nèi)傳感器廠商的數(shù)量會先增后減”，從而使中國傳感器產(chǎn)業(yè)走向規(guī)范化發(fā)展的軌道。在第十屆中國國際傳感器、測試測量展覽會上，我們也看到了國內(nèi)傳感器企業(yè)發(fā)展可喜的一面。沈陽傳感器中心和青鳥元芯在壓力芯片制造中取得了突破，我國很多國家級的航天、電子研究所的芯片制造技術相互組合，如果再有市場因素推動，規(guī)模生產(chǎn)指日可待。而昆山雙橋傳感器測控技術有限公司、西安中星測控有限公司、寶雞麥克傳感器有限公司等開始集中力量考慮專項技術問題，并取得了一些成績。國內(nèi)也已經(jīng)有企業(yè)跟蹤高端傳感器的發(fā)展，比如MEMS技術，而MEMS已成為全球增長最快的產(chǎn)品之一。

現(xiàn)在我國傳感器面臨著歷史上的最好時刻，市場需求量大，國家政策支持，一方面許多國內(nèi)企業(yè)在努力開發(fā)自己的新技術，企業(yè)管理模式大大改進，另一方面來自國際的AMA德國傳感器協(xié)會還參會進行支持。范茂軍所長說：“傳感器的質量、價格、功能都是將來國內(nèi)企業(yè)要重點提高的方面。

將來國內(nèi)傳感器還要走好從工業(yè)過程檢測向功能獨立的設備儀器轉化的過程，比如日常用血壓計就屬于此類。”大家也都相信國內(nèi)企業(yè)會在取長補短上更有作為，從而爭取早日與外企站在同一起跑線上，向傳感器微型化、網(wǎng)絡化、專業(yè)化進軍。我們期待未來的中國傳感器取得不菲的成績，而中國傳感器企業(yè)仍然任重而道遠。

三、新型傳感器如今的發(fā)展

蘋果新一代手機iPhone 6和智能手表的亮相，讓全球眾多蘋果手機的追隨者又有了一次徹夜排隊的理由。賦予蘋果手機越來越強大功能的，不僅是越來越強大的芯片，更重要的是手機上越來越多、越來越精良的傳感器。數(shù)年前，當喬布斯拿著蘋果手機“晃一晃”就可以讓它有所反應的時候，手機的智能化時代真正開始了。幾年后，手機從一種通訊工具變成了一個人們離不開的伙伴。讓手機具備這樣“魔力”的，是觸摸屏、陀螺儀、加速度計等各式各樣的傳感器。

然而不僅僅是手機，在汽車、家用電器、可穿戴設備上，以及工業(yè)自動化領域，越來越多的傳感器成為機器的“耳目”。普通公眾了解甚少的是，即將給人們生活方式帶來更大變化的物聯(lián)網(wǎng)，其最核心的基礎技術也是傳感器。有科學家預言，傳感器將像“人體的五官”一樣，在未來充滿各個領域和空間。當下，隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的開啟，各式各樣的傳感器正成為無處不在的神經(jīng)元，全球對于傳感器的需求也開始呈現(xiàn)爆發(fā)性的增長。

“傳感器就好像是人的五官?！敝锌圃何⑾到y(tǒng)所傳感技術聯(lián)合國家重點實驗室主任李昕欣對財新記者說，人類在計算機的時代，解決了大腦的模擬問題，相當于用0和1實現(xiàn)了信息的數(shù)字化，利用布爾邏輯解決問題;現(xiàn)在是后計算機時代，開始模擬五官。

傳感器(transducer、sensor)往往又被稱為換能器，功用是把其他信息轉換為電信號。它通常由敏感元件和轉換元件組成，能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求?？梢哉f，是傳感器讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。

隨著人們對自然認識的深化，會不斷發(fā)現(xiàn)一些新的物理效應、化學效應、生物效應等。利用這些新的效應可開發(fā)出相應的新型傳感器，從而為提高傳感器性能和拓展傳感器的應用范圍提供新的可能?！?/p>

如檢測金屬產(chǎn)品位置的電感式接近開關，它利用金屬物體接近能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應頭時在被測金屬上形成的渦流效應來檢測金屬產(chǎn)品的位置。由于不同金屬渦流效應的效果不同，因此不同金屬的檢測距離是不一樣的。面對各類合金時，普通的電感式接近開關就顯得力不從心。由于電感式接近開關其內(nèi)部結構是在鐵氧體磁芯上繞制線圈作為電感線圈，而鐵氧體磁芯自身的限制使得電感式傳感器不可能在已有的設計理念下發(fā)展，那么只能在技術上開發(fā)出可以替代鐵氧體線圈的產(chǎn)品來提高產(chǎn)品的性能。好消息是，國外的一家公司的電感式接近開關就摒棄了鐵氧體磁芯，從而去掉了磁芯的限制。這樣在檢測不同金屬時可以通過電路調(diào)節(jié)提高產(chǎn)品的檢測距離，并且全金屬檢測距離無衰減，抗干擾能力也有所提升。傳感器材料是傳感器技術的重要基礎，隨著材料科學的進步，人們可制造出各種新型傳感器。例如用高分子聚合物薄膜制成溫度傳感器，光導纖維能制成壓力、流量、溫度、位移等多種傳感器，用陶瓷制成壓力傳感器。

高分子聚合物能隨周圍環(huán)境的相對濕度大小成比例地吸附和釋放水分子。將高分子電介質做成電容器，測定電容容量的變化，即可得出相對濕度。利用這個原理制成的等離子聚合法聚苯乙烯薄膜溫度傳感器，具有測濕范圍寬、溫度范圍寬、響應速度快、尺寸小、可用于小空間測濕、溫度系數(shù)小等特點。陶瓷電容式壓力傳感器是一種無中介液的干式壓力傳感器。采用先進的陶瓷技術，厚膜電子技術，其技術性能穩(wěn)定，年漂移量的滿量程誤差不超過0.1%，溫漂小，抗過載更可達量程的數(shù)百倍。光導纖維的應用是傳感材料的重大突破，光纖傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比有許多特點：靈敏度高、結構簡單、體積小、耐腐蝕、電絕緣性好、光路可彎曲、便于實現(xiàn)遙測等。而光纖傳感器與集成光路技術的結合，加速了光纖傳感器技術的發(fā)展。將集成光路器件代替原有光學元件和無源光器件，光纖傳感器又具有了高帶寬、低信號處理電壓、可靠性高、成本低等特點。

四、傳感器發(fā)展方向

傳感器支持工藝是微加工技術,包括微電子和微機械加工技術,傳感器技術競爭將從芯片制造工藝轉化到封裝技術競爭。新的封裝工藝諸如陽極粘合、倒裝焊接,多芯片組裝等工藝將會有新的更大發(fā)展。應抓住信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和環(huán)保生態(tài)產(chǎn)業(yè)的興起,21世紀的傳感器市場將會有更大發(fā)展,抓住傳感器發(fā)展機遇,不失時機地開發(fā)新產(chǎn)品,逐步形成產(chǎn)業(yè),將會形成國民經(jīng)濟新的增長點。

傳感器在技術水平和功能上的迅速發(fā)展，一方面來自于計算機、檢測等技術的發(fā)展，另一方面則源于應用領域需求的驅動。在用戶需求催生出越來越多傳感器新品的同時，廠商也開始越發(fā)重視讓產(chǎn)品更適用于用戶的操作和需要。如何通過對多種智能傳感器的組合讓用戶更簡單的使用傳感器已經(jīng)成為公司發(fā)展的一個方向。如作為專用于傳感器和執(zhí)行器之間聯(lián)網(wǎng)通訊的國際標準的AS-I（EN50295），它摒棄了傳統(tǒng)接線中，電源必須連接到每只傳感器并且信號線必須連到I/O模塊中的限制。一個AS-I網(wǎng)絡中最多可包含124只簡單的傳感器或31個可編程的AS-I傳感器，用戶可組合使用。而MEMS技術正帶動傳感器的發(fā)展。

半導體技術中的加工方法有氧化、光刻、擴散、沉積、平面電子工藝、各向導性腐蝕及蒸鍍，濺射薄膜等，這些都已引進到傳感器制造。因而產(chǎn)生了各種新型傳感器，如利用半導體技術制造出硅微傳感器，利用薄膜工藝制造出快速響應的氣敏、濕敏傳感器，利用濺射薄膜工藝制造壓力傳感器等?；贛EMS硅微加工技術，傳感器具有體積小、低功耗等特點，易集成在各種模擬和數(shù)字電路中，廣泛應用于汽車碰撞實驗、測試儀器、設備振動監(jiān)測等領域。

MEMS技術是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的一環(huán)。首先微型化的同時降低功耗，將會出現(xiàn)微米甚至納米級別的微型器件，同時降低功耗;第二，微型化的同時提高精度，將MEMS加速度計做到石英加速度計的噪聲特性，保證MEMS陀螺儀小體積的同時獲得光纖陀螺儀的零偏穩(wěn)定性，且可提供遠優(yōu)于光纖陀螺儀的抗沖擊特性;第三，集成化及智能化趨勢，即MEMS與IC的集成制造技術及多參量MEMS傳感器的集成制造技術得到發(fā)展，以及在集成化基礎上使得信號檢測具有一定的自動化。這些趨勢要求半導體廠商提供更高精度、穩(wěn)定性更好、更智能的高集成度MEMS傳感器模塊。世界各國對微型電子機械系統(tǒng)(MEMS)給予極高重視,美國宇航局(NASA)很早就給予支持,美國國防部高級研究計劃局(APPA)等機構每年投資2000萬美元,德國每年投資7000萬美元,日本通商產(chǎn)業(yè)省MITI）則擬訂了一個十年內(nèi)投資2億美元的計劃,美國的硅谷已成為當今世界上MEMS研究中心。隨著傳感器技術、固態(tài)技術、微電子技術、計算技術等學科的飛速發(fā)展,一種高精度、低驅動、高可靠性、低功耗、占用空間小、重量輕和快速響應的嶄新的微型電子機械系統(tǒng)的傳感器即將在世界展現(xiàn)。

傳感器發(fā)展的另一大特點是向著集成化、智能化方向發(fā)展。集成傳感器的優(yōu)勢是傳統(tǒng)傳感器無法達到的，它不僅僅是一個簡單的傳感器，其將輔助電路中的元件與傳感元件同時集成在一塊芯片上，使之具有校準、補償、自診斷和網(wǎng)絡通信的功能，它可降低成本、增加產(chǎn)量。而智能化傳感器是一種帶微處理器的傳感器，是微型計算機和傳感器相結合的成果，它兼有檢測、判斷和信息處理功能，與傳統(tǒng)傳感器相比有很多特點，具有判斷和信息處理功能，可實現(xiàn)多傳感器多參數(shù)測量，有自診斷和自校準功能，測量數(shù)據(jù)可存取，且具有數(shù)據(jù)通信接口，能與微型計算機直接通信。把傳感器、信號調(diào)節(jié)電路、單片機集成在一個芯片上形成超大規(guī)模集成化的高級智能傳感器已經(jīng)成為一個新的發(fā)展趨勢。然后就要考慮數(shù)字化和模塊化了。

在一些控制領域的應用中，往往有很多不同的輸入以及多變量的處理，這些復雜的要求只有數(shù)字電路應付得過來。然而，在另一些應用中，模擬依舊占主導地位。模擬器件設計相對簡單，對應于簡單的電路，特別是面對成本控制等諸多因素，模擬都是首選。隨著傳感器技術的進一步發(fā)展，傳感器設備集成了越來越多的數(shù)字化電路和接口。有專家指出，MEMS與集成電路的結合，可以使工業(yè)解決方案的設計摒棄那些需要復雜信號處理的傳統(tǒng)技術。而傳感器提供了數(shù)字輸出信號，這需要內(nèi)部具備集成的電路，如ADC以及串行器。因為制造方式相同，所需材料相同，基于MEMS的傳感器就更加適合數(shù)字化。

恰似傳感器“模擬與數(shù)字”的問題，依據(jù)應用的場合不同而不同，對于未來傳感器的未來，會是數(shù)字化和模塊化共存的局面。

五．新型傳感器分類 1.智能傳感器

智能傳感器是基于人工智能、信息處理技術實現(xiàn)的具有分析、判斷，量程自動轉換，漂移、非線性和頻率響應等自動補償，對環(huán)境影響量的自適應，自學習以及超限報警、故障診斷等功能的傳感器。

與傳統(tǒng)的傳感器相比，智能傳感器將傳感器檢測信息的功能與微處理器的信息處理功能有機地結合在一起，充分利用微處理器進行數(shù)據(jù)分析和處理，并能對內(nèi)部工作過程進行調(diào)節(jié)和控制，從而具有了一定的人工智能，彌補了傳統(tǒng)傳感器性能的不足，使采集的數(shù)據(jù)質量得以提高。

“微處理器”包含兩種情況：一種是將傳感器與微處理器集成在一個芯片上構成所謂的“單片智能傳感器”；另一種是指傳感器能夠配微處理器。

2.模糊傳感器

模糊傳感器是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)檢測的基礎上，經(jīng)過模糊推理和知識合成，以模擬人類自然語言符號描述的形式輸出測量結果的一類智能傳感器。

模糊傳感器的核心部分就是模擬人類自然語言符號的產(chǎn)生及其處理。

3.微傳感器

完整的MEMS是由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)

其目標是把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起，組成具有多功能的微型系統(tǒng)，集成于大尺寸系統(tǒng)中，從而大幅度地提高系統(tǒng)的自動化、智能化和可靠性水平。

MEMS系統(tǒng)的突出特點是其微型化，涉及電子、機械、材料、制造、控制、物理、化學、生物等多學科技術，其中大量應用的各種材料的特性和加工制作方法在微米或納米尺度下具有特殊性

4.網(wǎng)絡傳感器

網(wǎng)絡傳感器是指傳感器在現(xiàn)場級實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議，使現(xiàn)場測控數(shù)據(jù)就近登陸網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)實時發(fā)布和共享。

簡單地說，網(wǎng)絡傳感器就是能與網(wǎng)絡連接或通過網(wǎng)絡使其與微處理器、計算機或儀器系統(tǒng)連接的傳感器。

六．未來中國傳感器產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展趨勢展望

2010-2014年中國傳感器技術發(fā)展整體將呈現(xiàn)高精度、微型化、集成化、數(shù)字化、聲表面波傳感器、微加工技術等特點。同時還將朝著加速開發(fā)新型材料、高可靠性、寬溫度范圍、微功耗及無源化的方向發(fā)展。多傳感器信息融合;MEMS技術進一步的發(fā)展;敏感材料與智能材料系統(tǒng)的應用;納米機械裝置和傳感器、化學傳感器等新傳感器的不斷涌現(xiàn)，未來傳感器產(chǎn)業(yè)將終將發(fā)成成為網(wǎng)絡化傳感器趨向。

傳感器技術的不斷成熟，應用的擴大，市場的競爭也會更加激烈，未來五年內(nèi)傳感產(chǎn)業(yè)分銷會成為主要銷售渠道，而環(huán)保、設施農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領域將成為新興市場。七．參考文獻

[1]南京航空學院，北京航空學院合編.感器原理.北京：國防工業(yè)出版社，１９８０

[2]張福學．光學纖維基礎．北京：人民郵電出版社，１９８０ [3]何圣靜，陳彪編．新型傳感器．北京：兵器工業(yè)出版社，１９９３

[4]劉廣玉主編．幾種新型傳感器－設計與應用．北京：國防工業(yè)出版社，２００８ [5]安迪生譯．生物傳感器的現(xiàn)狀與展望．國外傳感技術，Ｖ０１．１１ＮＯ．３ [6]高橋清，莊慶德．展望２１世紀新技術革命中的傳感器．傳感器技術，２００１第２０卷第一期

第二篇：傳感器原理及應用結課論文

《傳感器原理及應用》

結課論文

學院: 專業(yè): 姓名: 學號: 指導教師:

1.傳感器的地位和作用

傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。它是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。

在生活中人的五官分別產(chǎn)生視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺，但是在研究自然界的現(xiàn)象和規(guī)律及生產(chǎn)活動中，人的五官運動不夠，這就需要傳感器來檢測人們的器官所不能感知的現(xiàn)象。人們把與人的“五官”相似的部分稱為“電五官”。

現(xiàn)代科學技術使人類社會進入了信息時代，來自自然界的物質信息都需要通過傳感器進行采集才能獲取。如圖1-1所示，人們把電子計算機比作人的大腦，把傳感器比作人的五種感覺器官，執(zhí)行器比作人的四肢。盡管傳感器與人的感覺器官相比還有許多不完善的地方，但傳感器在諸如高溫、高濕、深井、高空等環(huán)境及高精度、高可靠性、遠距離、超細微等方面所表現(xiàn)出來的能力是人的感官所不能代替的。傳感器的作用包括信息的收集、信息數(shù)據(jù)的交換及控制信息的采集三大內(nèi)容

1.1傳感器的應用有以下幾個方面

1)傳感器在工業(yè)檢測和自動控制系統(tǒng)中的應用

在石油、化工、電力、鋼鐵、機械等工業(yè)生產(chǎn)中需要及時檢測各種工藝參數(shù)的信息，通過電子計算機或控制器對生產(chǎn)過程進行自動化控制，如下圖所示，傳感器是任何一個自動控制系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)。

2)傳感器在汽車中的應用



目前，傳感器在汽車上不只限于測量行駛速度、行駛距離、發(fā)動機旋轉速度以及燃料剩余量等有關參數(shù)，而且在一些新設施中，如汽車安全氣囊、防滑控制等系統(tǒng)，防盜、防抱死、排氣循環(huán)、電子變速控制、電子燃料噴射等裝置以及汽車“黑匣子”等都安裝了相應的傳感器。美國為實現(xiàn)汽車自動化，曾在一輛汽車上安裝了90多只傳感器去檢測不同的信息。

3)傳感器在家用電器中的應用



現(xiàn)代家庭中，用電廚具、空調(diào)器、電冰箱、洗衣機、電子熱水器、安全報警器、吸塵器、電熨斗、照相機、音像設備等都用到了傳感器。

4)傳感器在機器人中的應用



在生產(chǎn)用的單能機器人中，傳感器用來檢測臂的位置和角度； 在智能機器人中，傳感器用作視覺和觸覺感知器。在日本，機器人成本的二分之一是耗費在高性能傳感器上的。

5)傳感器在醫(yī)學中的應用

在醫(yī)療上，應用傳感器可以準確測量人體溫度、血壓、心腦電波，并幫助醫(yī)生對腫瘤等進行診斷

6)傳感器在環(huán)境保護中的應用

為了保護環(huán)境,研制用以監(jiān)測大氣、水質及噪聲污染的傳感器,已被世界各國所重視。

7)傳感器在航空航天中的應用



飛機、火箭等飛行器上，要使用傳感器對飛行速度、加速度、飛行距離及飛行方向、飛行姿態(tài)進行檢測。

8)傳感器在遙感技術中的應用



在飛機及衛(wèi)星等飛行器上，利用紫外、紅外光電傳感器及微波傳感器來探測氣象、地質等信息。在船舶上，利用超聲波傳感器進行水下探測。

9)傳感器在軍事方面的應用

利用紅外探測可以發(fā)現(xiàn)地形、地物及敵方各種軍事目標。紅外雷達具有搜索、跟蹤、測距等功能，可以搜索幾十到上千千米的目標。紅外探測器在紅外制導、紅外通信、紅外夜視、紅外對抗等方面也有廣泛的應用。

傳感器技術不僅對現(xiàn)代化科學技術、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)及工業(yè)自動化的發(fā)展起到基礎和支柱的作用，同時也被世界各國列為關鍵技術之一?？梢哉f“沒有傳感器就沒有現(xiàn)代化的科學技術，沒有傳感器也就沒有人類現(xiàn)代化的生活環(huán)境和條件”，傳感器技術已成為科學技術和國民經(jīng)濟發(fā)展水平的標志之一。

2.壓力傳感器及其應用

壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器。通常把壓力測量儀表中的電測式儀表稱為壓力傳感器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件(或應變計)組成。彈性敏感元件的作用是使被測壓力作用于某個面積上并轉換為位移或應變，然后由位移敏感元件或應變計轉換為與壓力成一定關系的電信號。有時把這兩種元件的功能集于一體。

壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器。一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號，模擬信號是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號?；蛟谝欢芜B續(xù)的時間間隔內(nèi)，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號。而通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。

壓力傳感器是使用最為廣泛的一種傳感器。傳統(tǒng)的壓力傳感器以機械結構型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結構尺寸大、質量重，不能提供電學輸出。隨著半導體技術的發(fā)展，半導體壓力傳感器也應運而生。其特點是體積小、質量輕、準確度高、溫度特性好。特別是隨著MEMS技術的發(fā)展，半導體傳感器向著微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高。壓力傳感器在安全控制系統(tǒng)中經(jīng)常應用，主要針對的領域是空壓機自身的安全管理系統(tǒng)。在安全控制領域有很多傳感器應用，壓力傳感器作為一種非常常見的傳感器，在安全控制系統(tǒng)中應用也不足為奇。

在安全控制領域應用一般從性能方面來考慮，從價格上的考慮，還有從實際操作的安全性方便性來考慮，實際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。壓力傳感器利用機械設備的加工技術將一些元件以及信號調(diào)節(jié)器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。所以體積小也是它的優(yōu)點之一，除此之外，價格便宜也是它的另一大優(yōu)點。在一定程度上它能夠提高系統(tǒng)測試的準確度。在安全控制系統(tǒng)中，通過在出氣口的管道設備中安裝壓力傳感器來在一定程度上控制壓縮機帶來的壓力，這算是一定的保護措施，也是非常有效的控制系統(tǒng)。當壓縮機正常啟動后，如果壓力值未達到上限，那么控制器就會打開進氣口通過調(diào)整來使得設備達到最大功率。

3.諧振式傳感器

諧振式傳感器是指利用諧振原理將被測量變化轉換成諧振頻率變化的傳感器?；谥C振技術的諧振式傳感器，自身為周期信號輸出（準數(shù)字信號），只用簡單的數(shù)字電路即可轉換為微處理器容易接受的數(shù)字信號。諧振式傳感器的重復性、分辨率和穩(wěn)定性等非常優(yōu)良，又便于和微處理器直接結合組成數(shù)字控制系統(tǒng)，是當今人們研究的重點。

3.1諧振式傳感器的優(yōu)點與應用

諧振式傳感器具有體積小、重量輕、結構緊湊、分辨率高、精度高以及便于數(shù)據(jù)傳輸、處理和存儲等優(yōu)點。主要用于測量壓力，也用于測量轉矩、密度、加速度和溫度等。

3.2諧振式傳感器的特征優(yōu)勢

相對其它類型的傳感器，諧振式傳感器的本質特征與獨特優(yōu)勢是：

① 輸出信號是周期的，被測量能夠通過檢測周期信號而解算出來。這一特征決定了諧振式傳感器便于與計算機連接，便于遠距離傳輸；

② 傳感器系統(tǒng)是一個閉環(huán)結構，處于諧振狀態(tài)。這一特征決定了傳感器系統(tǒng)的輸出自動跟蹤輸入；

③ 諧振式傳感器的敏感元件即諧振子固有的諧振特性，決定其具有高的靈敏度和分辨率；

④ 相對與諧振子的振動能量，系統(tǒng)的功耗是極小量。這一特征決定了傳感器系統(tǒng)的抗干擾性強，穩(wěn)定性好

3.3諧振式傳感器的種類

按諧振元件的不同，諧振式傳感器可分為振弦式、振筒式、振梁式、振膜式和壓電諧振式等。

（1）振弦式傳感器

以拉緊的金屬弦作為敏感元件的諧振式傳感器。當弦的長度確定之后，其固有振動頻率的變化量即可表征弦所受拉力的大小,通過相應的測量電路,就可得到與拉力成一定關系的電信號。振弦的固有振動頻率f與拉力T的關系為，式中l(wèi)為振弦的長度，ρ為單位弦長的質量。振弦的材料與質量直接影響傳感器的精度、靈敏度和穩(wěn)定性。鎢絲的性能穩(wěn)定、硬度、熔點和抗拉強度都很高,是常用的振弦材料。此外,還可用提琴弦、高強度鋼絲、鈦絲等作為振弦材料。振弦式傳感器由振弦、磁鐵、夾緊裝置和受力機構組成。振弦一端固定、一端連接在受力機構上。利用不同的受力機構可做成測壓力、扭矩或加速度等的各種振弦式傳感器。（2）振筒式傳感器

以振動的金屬薄圓筒為敏感元件的諧振式傳感器。振筒的固有振動頻率決定于筒的形狀、大小、材料的彈性模量、筒的應力和周圍介質的性質。被測參量的變化使得筒的某一物理特性被改變，從而改變了筒的固有振動頻率，通過測量筒的振動頻率即可達到測量被測參量的目的。振筒式傳感器已經(jīng)發(fā)展到較高水平，主要用于測量氣體壓力和密度等（3）振梁式傳感器

以彈性梁為敏感元件的諧振式傳感器。振梁的固有振動頻率隨它兩端所受的力而變化，通過相應的測量電路就可獲得與被測力成一定關系的頻率信號。振梁一般連接于彈性受力機構上以感受被測壓力。振梁式傳感器用于測量靜態(tài)或緩變壓力。（4）振膜式傳感器

以圓形恒彈性合金膜片為敏感元件的諧振式傳感器。膜片的固有振動頻率隨膜片上所受壓力的變化而變化，通過相應的測量電路就可獲得與被測壓力成一定關系的頻率信號。振膜式傳感器廣泛用于壓力測量，它由空腔、壓力膜片、振動膜片、激勵線圈、拾振線圈和放大振蕩電路組成。在空腔受壓力影響時,壓力膜片即發(fā)生變形,裝在壓力膜片支架上的振膜則因支架角度改變而發(fā)生剛度變化。膜片的振動頻率取決于振膜的剛度、壓力膜片和支架的剛度。在振膜的兩側分別放置激勵線圈和拾振線圈。工作時，激勵線圈接通交變電流而使膜片產(chǎn)生振動，拾振線圈則將所感應的振動信號送往放大振蕩電路，該信號經(jīng)放大后又正反饋給激勵線圈，使振膜保持它固有頻率的振動。激勵線圈和拾振線圈還可以用兩個壓電元件代替，其結構也可做成使振膜直接感受被測壓力。作為拾振器的壓電元件利用正壓電效應將振動信號送往放大器，該信號經(jīng)放大后又正反饋到作為激振器的壓電元件，利用逆壓電效應產(chǎn)生振動激勵以維持膜片的振動。為提高穩(wěn)定性，壓電元件的固有振蕩頻率應遠離振膜的固有振蕩頻率，并設置高頻衰減網(wǎng)絡抑制高頻振蕩。

3.4諧振式傳感器設計要點

（1）諧振子的選擇及其振動特性（即振動模態(tài)，包括諧振頻率和振型）的分析、計算，確定諧振子的實際結構、參數(shù)及所敏感的振動特征參數(shù)。這部分工作的核心是建立諧振式傳感器的模型，優(yōu)化出一個高Q值、高靈敏度的諧振子；

（2）檢測源、激勵源的選擇以及諧振子的配合問題。主要包括它們與諧振子的相對位置的選擇與激勵能量大小的確定；

（3）檢測信號的接收、處理、轉換及按幅相條件設計的。對于靈敏頻率的諧振式傳感器要在滿量程內(nèi)綜合考慮，而敏感幅值比、相位差的諧振式傳感器要合理設計出“雙閉環(huán)”系統(tǒng)，并選擇好參考位置。

（4）引入恰當?shù)难a償機制，解算檢測信號，給出被測量。

第三篇：中國傳感器行業(yè)總結與展望

中國傳感器行業(yè)總結與展望

? ? ? 富磊特打造雄厚技術實力 助力代理產(chǎn)品營銷 物聯(lián)傳感：智能家居引領時尚潮流 海創(chuàng)集成吊頂榮獲“2011浙江省家具

當前，傳感網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)技術的核心，各國政府和企業(yè)紛紛進入這一領域，隨之帶動了傳感器行業(yè)的而快速發(fā)展。尤其是2009年到2010年間，剛剛從金融危機中走出來的傳感器市場爆發(fā)性增長，全球3000多家傳感器制造商的總銷售額在2008年時為500億美元，而2010年的總銷售額將達到600億美元以上。2010年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達到2000億元。幾乎一夜之間所有人都知道了物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)的概念。

2009-2010年中國傳感器行業(yè)發(fā)展情況分析

2009-2010年中國傳感器行業(yè)發(fā)展總體規(guī)模逐漸擴大，有主要生產(chǎn)基地。顯著應用于汽車工業(yè)中包括汽車輪胎中的傳感器應用、安全氣囊中的傳感器應用、底盤系統(tǒng)中的傳感器應用、發(fā)動機運行管理系統(tǒng)中的傳感器應用、廢氣與空氣質量控制系統(tǒng)中的傳感器應用和需求、ABS中的傳感器應用和需求、車輛行駛安全系統(tǒng)中的傳感器應用和需求、汽車防盜系統(tǒng)中的傳感器應用和需求、發(fā)動機燃燒控制系統(tǒng)中的傳感器應用和需求、汽車定位系統(tǒng)中的傳感器應用和需求、汽車其他系統(tǒng)中的傳感器應用和需求。

除此以外，2009-2010年中國傳感器在其他領域也有新的應用，如工業(yè)控制領域、在環(huán)境保護領域、在設施農(nóng)業(yè)中、在多媒體圖像領域、其它有關傳感器的應用。

回顧 2009-2010年中國傳感器行業(yè)，雖然發(fā)展迅速，但是也存在一些不利的因素。如在產(chǎn)品技術上產(chǎn)業(yè)基礎薄弱、科技與生產(chǎn)脫節(jié)、產(chǎn)品技術水平偏低、產(chǎn)品種類欠缺、企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)能力弱。

但另一方面國家不斷制定有利傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略與政策，全年整機系統(tǒng)市場的快速發(fā)展，新興技術的不斷推動也都成為傳感網(wǎng)發(fā)展的利好因素。有賴于此，整個2009-2010年中國傳感器市場競爭十分激烈。

未來中國傳感器產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展趨勢展望

2010-2014年中國傳感器技術發(fā)展整體將呈現(xiàn)高精度、微型化、集成化、數(shù)字化、聲表面波傳感器、微加工技術等特點。同時還將朝著加速開發(fā)新型材料、高可靠性、寬溫度范圍、微功耗及無源化的方向發(fā)展。多傳感器信息融合;MEMS技術進一步的發(fā)展;敏感材料與智能材料系統(tǒng)的應用;納米機械裝置和傳感器、化學傳感器等新傳感器的不斷涌現(xiàn)，未來傳感器產(chǎn)業(yè)將終將發(fā)成成為網(wǎng)絡化傳感器趨向。

傳感器技術的不斷成熟，應用的擴大，市場的競爭也會更加激烈，未來五年內(nèi)傳感產(chǎn)業(yè)分銷會成為主要銷售渠道，而環(huán)保、設施農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領域將成為新興市場。

我國傳感器行業(yè)存在的七大弊病

發(fā)布時間：2010-11-19 09:21:59 互聯(lián)網(wǎng) 字體：大 中 小

經(jīng)過近十年對國外傳感器技術的引進、消化、吸收，現(xiàn)階段，我國已經(jīng)形成了一定規(guī)模的傳感器生產(chǎn)能力，研究開發(fā)領域由單一的品種擴展到光敏、熱敏、力敏、電壓敏、磁敏、氣敏、濕敏、聲敏、射線敏、離子敏、生物敏等傳感器類型，主要產(chǎn)品研制領域與國外已經(jīng)基本相當。其中，熱敏電阻器、ZnO壓敏電阻器、可燃性氣體傳感器、發(fā)光二極管等十幾個品種已經(jīng)形成了一定規(guī)模的生產(chǎn)能力。

在近日召開的“2010中國電子元器件市場峰會”上面，中國電子元件行業(yè)協(xié)會秘書長溫學禮透露，目前我國有1300多家企事業(yè)單位從事傳感器的研制和生產(chǎn)。2008年，我國敏感元件與傳感器銷售額達474億元，2009年為583億元，預計2010年可達718億元。

目前，我國敏感元器件與傳感器的生產(chǎn)能力已經(jīng)超過50億只；中電元協(xié)對我國154個規(guī)模以上的敏感元器件企事業(yè)單位進行了統(tǒng)計調(diào)查，共生產(chǎn)了46.58億只，銷售額144.19億元；利潤9.63億元，利潤同比增長12.25%。

同時，溫學禮也指出我國傳感器行業(yè)也存在以下問題，不容忽視。

一、本土企業(yè)規(guī)模偏小，受國外產(chǎn)品沖擊嚴重

我國從事敏感元件與傳感器研制生產(chǎn)的院校、研究所、企業(yè)有1300多家，但研制、生產(chǎn)綜合實力較強的骨干企業(yè)較少，僅占總數(shù)的10%左右。國內(nèi)市場受到國外產(chǎn)品的沖擊十分嚴重，上百家的國外傳感器產(chǎn)品的國內(nèi)代理商，使洋貨在國內(nèi)傳感器市場占有主要份額。

二、技術重復跟蹤，自主技術創(chuàng)新少

我國目前很多企業(yè)都是引用國外的元件進行加工，自主研發(fā)的產(chǎn)品少之甚少，自主創(chuàng)新能力非常薄弱。甚至許多企業(yè)僅停留在代理國外產(chǎn)品的水平上，發(fā)展空間捉襟見肘。國產(chǎn)傳感器企業(yè)按照長期依賴國外技術的慣性發(fā)展至今，在技術上形成了“外強中干”的局面，不僅失去了中高端產(chǎn)品市場，而且也直接導致自己能生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一，同質化十分嚴重。甚至有相當一部分國產(chǎn)產(chǎn)品只能模仿別人的外形，即使這樣，由于技術水平低，模仿產(chǎn)品的靈敏度、精度和可靠性也差強人意。

三、產(chǎn)業(yè)化技術水平低

我國對傳感器技術研究開發(fā)階段的資源投入相對比較重視，但卻相對忽略了產(chǎn)業(yè)化基礎性的開發(fā)，對產(chǎn)品化、商品化的基礎技術的開發(fā)嚴重滯后，材料、制造工藝和裝備、測試及儀器等相關和配套的共性基礎技術相互脫節(jié)，制約產(chǎn)業(yè)化的進程，與國際水平相比落后10-15年。

四、分布不均衡，小型民營資本巨多

國內(nèi)傳感器生產(chǎn)企業(yè)主要集中在陜西省以及東部、沿海地區(qū)，西部其他地區(qū)以及內(nèi)陸地區(qū)相對較少。在這些企業(yè)中，90%以上均屬于小型企業(yè)，很多還都是大專院校和研究所開辦的“校辦廠”。由于傳感器制造早期的投入無需很多，所以有很多民營等小資本介入。大量小企業(yè)的存在使得低端傳感器領域，國產(chǎn)傳感器的價格競爭進入了慘烈的狀態(tài)，而另一方面，在高、精、尖領域，國產(chǎn)傳感器經(jīng)營慘淡。

五、產(chǎn)品的性能價格比較低

六、科技成果轉化率，新技術實用化進程慢

七、缺乏專業(yè)人才

傳感器行業(yè)涉及物理、化學、生物、電子，甚至計算機網(wǎng)絡等多門學科，其應用領域之廣在整個電子行業(yè)可以說再無其他產(chǎn)品可以超過它，要掌握其基本原理并應用于生產(chǎn)實踐難度頗大。由此，雖然傳感器行業(yè)的發(fā)展前景極高，但相對于計算機、網(wǎng)絡、半導體集成電路設計、通信等專業(yè)來說，傳感器技術的專業(yè)人才極度缺乏。

第四篇：論文-總結與展望

論文-總結與展望

以互聯(lián)網(wǎng)為主要手段的現(xiàn)代遠程教育己成為當今教育發(fā)展的趨勢之一。在國內(nèi)外，遠程教育不斷蓬勃發(fā)展。而題庫系統(tǒng)更是遠程教育的一大重要組成部分，因此，基于Web的題庫系統(tǒng)的研究對于發(fā)展遠程技術教育尤為重要。

通過這段時間的設計與開發(fā)，總體上完成了以下幾項工作： 1.研究了題庫理論，參考了一些相關的文獻資料，并且使用了一些題庫系統(tǒng)，對題庫管理系統(tǒng)有了一定的認識和了解。

2.研究了ASP.NET技術，SQLSERVER數(shù)據(jù)庫技術，從而為系統(tǒng)原型的實現(xiàn)提供解決方案。

3.在研究設計的基礎之上對系統(tǒng)進行實現(xiàn)，該系統(tǒng)大體上實現(xiàn)了總體設計方案中所提到的題庫管理，系統(tǒng)管理，功能擴展等3個模塊的功能。

4.對系統(tǒng)進行測試，盡管在測試過程中還有一些尚未解決的問題，但是這些都是預期可以解決的。

5.2展望

基于WEB的題庫管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)涉及多方面的理論、方法和技術，本系統(tǒng)還有許多新的問題需要解決，需要在實際應用中不斷積累和完善，在以下幾個方面，還需要做進一步的研究和開發(fā)。

1.論文只考慮了試題信息的幾項基本組成，并未在試題統(tǒng)計等方面進行深入發(fā)掘。使得系統(tǒng)只考慮了一些簡單情況，如何應付復雜的試題信息還值得加強。可以進一步完善試題信息表的相關字段，增加試題信息的完整性。2.該系統(tǒng)只考慮了試題應用的一些基本情況，未對考卷生成等擴展功能進行更為深入的研究，使得試題庫的一些接口還不夠完善。

3.系統(tǒng)在測試上還存在一些問題，不過都是預期可以解決的。4.ASP.NET等相關WEB技術在該系統(tǒng)的開發(fā)過程中應用范圍還不夠，還有提高的余地。

致謝

首先，我要誠摯的感謝我的導師xx老師，在近一年的企業(yè)實習和畢業(yè)設計期間，都得到了xx老師的悉心指導，在論文的寫作過程中，多次得到他的督促，并且他為我的論文提出了許多寶貴的修改意見。xx老師的嚴謹治學的態(tài)度與求實的工作作風及豐富的學識留給我深刻的印象，使我受益匪淺。

其次，要感謝同組的xx，xx同學，他們與我共同承擔了系統(tǒng)的分析設計與開發(fā)任務，在大家的共同努力下，終于圓滿地完成了系統(tǒng)的設計開發(fā)工作，在此我向他們表示深深的感謝。

最后要感謝幾年來給我們上課的老師與學院的各位工作人員，正是有他們的辛勤勞動，才使我今天有足夠的能力完成整個項目，在此向他們表示真誠的謝意。

第五篇：建筑與材料結課論文

建筑與材料結課論文

對于土木工程材料——水泥的認知與感悟

摘要：水泥是當代最主要的土木工程材料之一。它是土木工程中用途最廣，用量最大的一種建筑材料。水泥具有多種優(yōu)點，其技術與經(jīng)濟意義是其它建筑材料所無法比擬的。由于水泥種類繁多，技術性質復雜，影響因素眾多，因此正確的了解水泥的品種，合理使用水泥，以及對其生產(chǎn)工藝的熟識和養(yǎng)護與禁忌的良好認知，才能充分發(fā)揮水泥材料的優(yōu)點，將其應用于各種建筑。關鍵詞：定義

分類

技術特性

生產(chǎn)工藝

影響因素

導語：水硬性膠凝材料是無機膠凝材料之一，其特點是加水拌合形成漿體后，能在空氣和水中凝結硬化，保持并繼續(xù)發(fā)展期強度。應用于土木工程中的水硬性膠凝材料是各種水泥。水泥呈灰色粉末狀，當與其他材料和水充分拌合后，經(jīng)過一系列的物理化學變化即凝結硬化呈堅硬的人造石材。水泥是土木工程中最重要的建筑材料之一。一

定義

粉狀水硬性無機膠凝材料。加水攪拌成漿體后能在空氣或水中硬化，用以將砂、石等散粒材料膠結成砂漿或混凝土。水泥的歷史最早可追溯到古羅馬人在建筑中使用的石灰與火山灰的混合物，這種混合物與現(xiàn)代的石灰火山灰水泥很相似。用它膠結碎石制成的混凝土，硬化后不但強度較高，而且還能抵抗淡水或含鹽水的侵蝕。長期以來，它作為一種重要的膠凝材料，廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。二 分類

水泥按用途及性能分為：

（1）通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。

（2）專用水泥：適應于專門用途的水泥。如：道路水泥，砌筑水泥，油井水泥等。

（3）特性水泥：某種性能比較突出的水泥。如：快硬硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，低熱微膨脹水泥，中熱硅酸鹽水泥，低熱礦渣硅酸鹽水泥等。

這些水泥中，硅酸鹽水泥是硅酸鹽系水泥的一個基本品種，其他種類的水泥都是在此基礎上加入一定量的混合材料，或者適當改變水泥熟料的礦物成分而制成的。

水泥按其主要主要礦物成分分為：

（1）硅酸鹽系水泥；

（2）鋁酸鹽系水泥；

（3）磷酸鹽系水泥；

（4）氟鋁酸鹽水泥；

（5）硫鋁酸鹽水泥；（6）鐵鋁酸鹽水泥；（7）無熟料水泥等

其中硅酸鹽系水泥在工程中應用最為普遍。三

主要技術特性分為：

（1）快硬性：分為快硬和特快硬兩類；

（2）水化熱：分為中熱和低熱兩類；

（3）抗硫酸鹽性：分中抗硫酸鹽腐蝕和高抗硫酸鹽腐蝕兩類；

（4）膨脹性：分為膨脹和自應力兩類；

（5）耐高溫性：鋁酸鹽水泥的耐高溫性以水泥中氧化鋁含量分級。四

生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)方法

硅酸鹽類水泥的生產(chǎn)工藝在水泥生產(chǎn)中具有代表性，是以石灰石和粘土為主要原料，經(jīng)破碎、配料、磨細制成生料，然后喂入水泥窯中煅燒成熟料，再將熟料加適量石膏（有時還摻加混合材料或外加劑）磨細而成。

水泥生產(chǎn)隨生料制備方法不同，可分為干法（包括半干法）與濕法（包括半濕法）兩種。

①干法生產(chǎn)。將原料同時烘干并粉磨，或先烘干經(jīng)粉磨成生料粉后喂入干法窯內(nèi)煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水制成生料球，送入立波爾窯內(nèi)煅燒成熟料的方法，稱之為半干法，仍屬干法生產(chǎn)之一種。

②濕法生產(chǎn)。將原料加水粉磨成生料漿后，喂入濕法窯煅燒成熟料的方法。也有將濕法制備的生料漿脫水后，制成生料塊入窯煅燒成熟料的方法，稱為半濕法，仍屬濕法生產(chǎn)之一種。

干法生產(chǎn)的主要優(yōu)點是熱耗低（如帶有預熱器的干法窯熟料熱耗為3140～3768焦/千克），缺點是生料成分不易均勻，車間揚塵大，電耗較高。濕法生產(chǎn)具有操作簡單，生料成分容易控制，產(chǎn)品質量好，料漿輸送方便，車間揚塵少等優(yōu)點，缺點是熱耗高（熟料熱耗通常為5234～6490焦/千克）。

生產(chǎn)工序

水泥的生產(chǎn)，一般可分生料制備、熟料煅燒和水泥制成等三個工序，整個生產(chǎn)過程可概括為“兩磨一燒”。

（1）生料磨制

分干法和濕法兩種。干法一般采用閉路操作系統(tǒng)，即原料經(jīng)磨機磨細后，進入選粉機分選，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多數(shù)采用物料在磨機內(nèi)同時烘干并粉磨的工藝，所用設備有管磨、中卸磨及輥式磨等。

濕法通常采用管磨、棒球磨等一次通過磨機不再回流的開路系統(tǒng)，但也有采用帶分級機或弧形篩的閉路系統(tǒng)的。

（2）煅燒

煅燒熟料的設備主要有立窯和回轉窯兩類，立窯適用于生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠，大、中型廠宜采用回轉窯。

①立窯：

②回轉窯：

a.干法窯

b.濕法窯

（3）粉磨

水泥熟料的細磨通常采用圈流粉磨工藝（即閉路操作系統(tǒng)）。為了防止生產(chǎn)中的粉塵飛揚，水泥廠均裝有收塵設備。電收塵器、袋式收塵器和旋風收塵器等是水泥廠常用的收塵設備。

五 影響水泥凝結硬化的因素

影響水泥凝結硬化的因素，有水泥熟料的礦物組成，細度，用水量，還有養(yǎng)護時間，溫度和濕度。

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六

使用八忌（1）忌受潮結硬

受潮結硬的水泥會降低甚至喪失原有強度，所以規(guī)范規(guī)定，出廠超過3個月的水泥應復查試驗，按試驗結果使用。對已受潮成團或結硬的水泥，須過篩后使用，篩出的團塊搓細或碾細后一般用于次要工程的砌筑砂漿或抹灰砂漿。對一觸或一捏即粉的水泥團塊，可適當降低強度等級使用。

（2）忌曝曬速干

混凝土或抹灰如操作后便遭曝曬，隨著水分的迅速蒸發(fā)，其強度會有所降低，甚至完全喪失。因此，施工前必須嚴格清掃并充分濕潤基層；施工后應嚴加覆蓋，并按規(guī)范規(guī)定澆水養(yǎng)護。

（3）忌負溫受凍

混凝土或砂漿拌成后，如果受凍，其水泥不能進行水化，兼之水分結冰膨脹，則混凝土或砂漿就會遭到由表及里逐漸加深的粉酥破壞，因此應嚴格遵照《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ104—97）進行施工。

（4）忌高溫酷熱 凝固后的砂漿層或混凝土構件，如經(jīng)常處于高溫酷熱條件下，會有強度損失，這是由于高溫條件下，水泥石中的氫氧化鈣會分解；另外，某些骨料在高溫條件下也會分解或體積膨脹。

對于長期處于較高溫度的場合，可以使用耐火磚對普通砂漿或混凝土進行隔離防護。遇到更高的溫度，應采用特制的耐熱混凝土澆筑，也可在混凝土中摻入一定數(shù)量的磨細耐熱材料。

（5）忌基層臟軟

水泥能與堅硬、潔凈的基層牢固地粘結或握裹在一起，但其粘結握裹強度與基層面部的光潔程度有關。在光滑的基層上施工，必須預先鑿毛砸麻刷凈，方能使水泥與基層牢固粘結。

基層上的塵垢、油膩、酸堿等物質，都會起隔離作用，必須認真清除洗凈，之后先刷一道素水泥漿，再抹砂漿或澆筑混凝土。

水泥在凝固過程中要產(chǎn)生收縮，且在干濕、冷熱變化過程中，它與松散、軟弱基層的體積變化極不適應，必然發(fā)生空鼓或出現(xiàn)裂縫，從而難以牢固粘結。因此，木材、爐渣墊層和灰土墊層等都不能與砂漿或混凝土牢固粘結。

（6）忌骨料不純

作為混凝土或水泥砂漿骨料的砂石，如果有塵土、粘土或其他有機雜質，都會影響水泥與砂、石之間的粘結握裹強度，因而最終會降低抗壓強度。所以，如果雜質含量超過標準規(guī)定，必須經(jīng)過清洗后方可使用。

（7）忌水多灰稠

人們常常忽視用水量對混凝土強度的影響，施工中為便于澆搗，有時不認真執(zhí)行配合比，而把混凝土拌得很稀。由于水化所需要的水分僅為水泥重量的20%左右，多余的水分蒸發(fā)后便會在混凝土中留下很多孔隙，這些孔隙會使混凝土強度降低。因此在保障澆筑密實的前提下，應最大限度地減少拌合用水。

許多人認為抹灰所用的水泥，其用量越多抹灰層就越堅固。其實，水泥用量越多，砂漿越稠，抹灰層體積的收縮量就越大，從而產(chǎn)生的裂縫就越多。一般情況下，抹灰時應先用1：（3—5）的粗砂漿抹找平層，再用1：（1.5—2.5）的水泥砂漿抹很薄的面層，切忌使用過多的水泥。

（8）忌受酸腐蝕

酸性物質與水泥中的氫氧化鈣會發(fā)生中和反應，生成物體積松散、膨脹，遇水后極易水解粉化。致使混凝土或抹灰層逐漸被腐蝕解體，所以水泥忌受酸腐蝕。

在接觸酸性物質的場合或容器中，應使用耐酸砂漿和耐酸混凝土。礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥均有較好耐酸性能，應優(yōu)先選用這三種水泥配制耐酸砂漿和混凝土。嚴格要求耐酸腐蝕的工程不允許使用普通水泥。

七 使用注意

1、要注意砂漿的合理配比。例如，要按照使用的部位例如抹墻，貼地磚，貼墻磚等選擇合適的砂漿比例，每次攪拌好的砂漿以在兩個小時使用完畢為宜。

2、選用建材市場上專用的砂漿用砂，尤其要控制沙子質量的含泥，泥含量高將降低粘結程度。

3、瓷磚使用前應充分浸泡后（兩小時以上）陰干，避免砂漿因失水降低強度；地磚宜用干鋪，墻磚宜濕鋪。

4、砂漿攪拌要均勻，拌制砂漿后建議在2小時30分鐘內(nèi)使用。八 對未來水泥的展望

未來10年，國際水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢是以節(jié)能，降耗，環(huán)保，改善水泥質 量和提高勞動生產(chǎn)率為中心，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和高效率集約化生產(chǎn)，走可持續(xù)發(fā)展的道路。研究的重點主要是圍繞水泥工業(yè)節(jié)能降耗，減少有害氣體（CO,SO 等）的排放。

結語

在當今社會建設方面，水泥已經(jīng)廣泛應用于各種行業(yè)的建筑，它已成為一種不可缺少的建筑材料。我們應充分發(fā)揮其優(yōu)點，將其合理的使用在建筑當中。最大限度的延長建筑的使用期限。