『壹』 求：壓力感測器的基本工作原理、應用 和設計 方面的資料
壓力變送器上海蒙暉是工業實踐中最為常用的一種感測器，其廣泛應用於各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建築、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。下面就簡單介紹一些常用壓力變送器的原理及其應用、壓力變送器是用於測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然後將壓力信號轉變成4～20mA DC信號輸出。
壓力變送器主要有電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器，陶瓷壓力變送器，應變式壓力變送器等。壓力變送器根據測壓范圍可分成一般壓力變送器（0.001MPa～35MPa）和微差壓變送器（0～1.5kPa），負壓變送器三種。
壓力變送器的主要作用把壓力信號傳到電子設備，進而在計算機顯示壓力其原理大致是：將水壓這種壓力的力學信號轉變成電流（4-20mA）這樣的電子信號壓力和電壓或電流大小成線性關系，一般是正比關系。所以，變送器輸出的電壓或電流隨壓力增大而增大由此得出一個壓力和電壓或電流的關系式壓力變送器的被測介質的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力採用大氣壓或真空，作用在δ元（即敏感元件）的兩側隔離膜片上，通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。
壓力變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側壓力不一致時，致使測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振盪和解調環節。
主要優點
1、壓力變送器具有工作可靠、性能穩定等特點；
2、專用V/I集成電路，外圍器件少，可靠性高，維護簡單、輕松，體積小、重量輕，安裝調試極為方便；
3、鋁合金壓鑄外殼，三端隔離，靜電噴塑保護層，堅固耐用；
4、4-20mA DC二線制信號傳送，抗干擾能力強，傳輸距離遠；
5、LED、LCD、指針三種指示表頭，現場讀數十分方便。可用於測量粘稠、結晶和腐蝕性介質；
6、高准確度，高穩定性。除進口原裝感測器已用激光修正外，對整機在使用溫度范圍內的綜合性溫度漂移、非線性進行精細補償。
主要分類
1、普通壓力變送器
2、防爆壓力變送器
3、差壓變送器
4、中、高溫壓力變送器
5、遠傳壓力變送器
工作原理
當壓力直接作用在測量膜片的表面，使膜片產生微小的形變，測量膜片上的高精度電路將這個微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，然後採用專用晶元將這個電壓信號轉換為工業標準的4-20mA電流信號或者1-5V電壓信號。
由於測量膜片採用標准話集成電路，內部包含線性及溫度補償電路，所以可以做到高精度和高穩定性，變送電路採用專用的兩線制晶元，可以保證輸出兩線制4-20mA電流信號。
主要性能
1、使用被測介質廣泛，可測油、水及與316不銹鋼和304不銹鋼兼容的糊狀物，具有一定的防腐能力；
2、高准確度、高穩定性、選用進口原裝感測器，線性好，溫度穩定性高；
3、體積小、重量輕、安裝、調試、使用方便；
4、不銹鋼全封閉外殼，防水好；
5、壓力感測器直接感測被測液位壓力，不受介質起泡、沉積的影響。
選型規則
1、變送器要測量什麼樣的壓力：先確定系統中要確認測量壓力的最大值，一般而言，需要選擇一個具有比最大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在很多系統，特別是水壓測量和加工處理中，有峰值和持續不規則的上下波動，這種瞬間的峰值能破壞壓力感測器，然而，由於這樣做會精度下降。於是，可以用一個緩沖器來降低壓力毛刺，但這樣會降低感測器的響應速度。所以在選擇變送器時，要充分考慮壓力范圍，精度與其穩定性。
2、什麼樣的壓力介質：要考慮的是壓力變送器所測量的介質，黏性液體、泥漿會堵上壓力介面，溶劑或有腐蝕性的物質會不會破壞變送器中與這些介質直接接觸的材料。一般的壓力變送器的接觸介質部分的材質採用的是316不銹鋼，如果介質對316不銹鋼沒有腐蝕性，那麼基本上所有的壓力變送器都適合對介質壓力的測量；如果介質對316不銹鋼有腐蝕性，那麼就要採用化學密封，這樣不但起到可以測量介質的壓力，也可以有效的阻止介質與壓力變送器的接液部分的接觸，從而起到保護壓力變送器，延長了壓力變送器的壽命.
3、變送器需要多大的精度：決定精度的有：非線性、遲滯性、非重復性、溫度、零點偏置刻度、溫度的影響，精度越高，價格也就越高。每一種電子式的測量計都會有精度誤差，但是由於各個國家所標的精度等級是不一樣的。
4、變送器的溫度范圍：通常一個變送器會標定兩個溫度范圍，即正常操作的溫度范圍和溫度可補償的范圍。正常操作溫度范圍是指變送器在工作狀態下不被破壞的時候的溫度范圍，在超出溫度補范圍時，可能會達不到其應用的性能指標。溫度補償范圍是一個比操作溫度范圍小的典型範圍。在這個范圍內工作，變送器肯定會達到其應有的性能指標。溫度變從兩方面影響著其輸出，一是零點漂移；二是影響滿量程輸出。如：滿量程的+/-X%/℃，讀數的+/-X%/℃，在超出溫度范圍時滿量程的+/-X%，在溫度補償范圍內時讀數的+/-X%，如果沒有這些參數，會導至在使用中的不確定性。變送器輸出的變化到度是由壓力變化引起的，還是由溫度變化引起的。
5、需要得到怎樣的輸出信號：mV、V、mA及頻率輸出數字輸出，選擇怎樣的輸出取決於多種因素，包括變送器與系統控制器或顯示器間的距離，是否存在「雜訊」或其他電子干擾信號。是否需要放大器，放大器的位置等。對於許多變送器和控制器間距離較短的OEM設備，採用mA輸出的變送器最為經濟而有效的解決方法，如果需要將輸出信號放大，最好採用具有內置放大的變送器。對於遠距離傳輸出或存在較強的電子干擾信號，最好採用mA級輸出或頻率輸出。如果在RFI或EMI指標很高的環境中，除了要注意到要選擇mA或頻率輸出外，還要考慮到特殊的保護或過濾器。
6、選擇怎樣的勵磁電壓：輸出信號的類型決定選擇怎麼樣的勵磁電壓。許多放大變送器有內置的電壓調節裝置，能夠得到的一個工作電壓決定是否採用帶有調節器的感測器，選擇傳送器時要綜合考慮工作電壓與系統造價。
7、是否需要具備互換性的變送器：確定所需的變送器是否能夠適應多個使用系統。一般來講，這一點很重要。尤其是對於OEM產品，一旦將產品送到客戶手中，那麼客戶用來校準的花銷是相當大的。如果產品具有良好的互換性，那麼即使是改變所用的變送器，也不會影響整個系統的效果。
8、變送器超時工作後需要保持穩定度：大部分變送器在經過超時工作後會產生「漂移」，因此很有必要在購買前了解變送器的穩定度，這種預先的工作能減少將來使用中會出現的種種麻煩。
9、變送器的封裝：變送器的封裝，尤其往往容易忽略是它的機架，然而這一點在以後使用中會逐漸暴露出其缺點。在選購傳送器傳一定要考慮到將來變送器的工作環境，濕度如何，怎樣安裝變送器，會不會有強烈的撞擊或振動等。
10、在變送器與其它電子設備間採用怎樣的連接：是否需要採用短距離連接，若是採用長距離連接，是否需要採用一個連接器。
安裝說明
在安裝使用壓力變送器前應詳細閱讀產品樣本及使用說明書，安裝時壓力介面不能泄露，確保量程及接線正確。壓力感測器及變送器的外殼一般需接地，信號電纜線不得與動力電纜混合鋪設，感測器及變送器周圍應避免有強電磁干擾。
使用說明
日常維護
1、檢查安裝孔的尺寸：如果安裝孔的尺寸不合適，感測器在安裝過程中，其螺紋部分就很容易受到磨損。這不僅會影響設備的密封性能，而且使壓力感測器不能充分發揮作用，甚至還可能產生安全隱患。只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損（螺紋工業標准1/2-20 UNF 2B），通常可以採用安裝孔測量儀對安裝孔進行檢測，以做出適當的調整。
2、保持安裝孔的清潔：保持安裝孔的清潔並防止熔料堵塞對保證設備的正常運行來說十分重要。在擠出機被清潔之前，所有的壓力感測器都應該從機筒上拆除以避免損壞。在拆除感測器時，熔料有可能流入到安裝孔中並硬化，如果這些殘余的熔料沒有被去除，當再次安裝感測器時就可能造成其頂部受損。清潔工具包能夠將這些熔料殘余物去除。然而，重復的清潔過程有可能加深安裝孔對感測器造成的損壞。如果這種情況發生，就應當採取措施來升高感測器在安裝孔中的位置。
3、選擇恰當的位置：當壓力感測器的安裝位置太靠近生產線的上游時，未熔融的物料可能會磨損感測器的頂部；如果感測器被安裝在太靠後的位置，在感測器和螺桿行程之間可能會產生熔融物料的停滯區，熔料在那裡有可能產生降解，壓力信號也可能傳遞失真；如果感測器過於深入機筒，螺桿有可能在旋轉過程中觸碰到感測器的頂部而造成其損壞。一般來說，感測器可以位於濾網前面的機筒上、熔體泵的前後或者模具中。
4、仔細清潔；在使用鋼絲刷或者特殊化合物對擠出機機筒進行清潔前，應該將所有的感測器都拆卸下來。因為這兩種清潔方式都可能會造成感測器的震動膜受損。當機筒被加熱時，也應該將感測器拆卸下來並使用不會產生磨損的軟布來擦拭其頂部，同時感測器的孔洞也需要用清潔的鑽孔機和導套清理干凈。
正確使用
蒙暉壓力感測器使用過程應注意考慮下列情況：
1、防止變送器與腐蝕性或過熱的介質接觸；
2、防止渣滓在導管內沉積；
3、測量液體壓力時，取壓口應開在流程管道側面，以避免沉澱積渣；
4、測量氣體壓力時，取壓口應開在流程管道頂端，並且變送器也應安裝在流程管道上部，以便積累的液體容易注入流程管道中；
5、導壓管應安裝在溫度波動小的地方；
6、測量蒸汽或其它高溫介質時，需接加緩沖管（盤管）等冷凝器，不應使變送器的工作溫度超過極限；
7、冬季發生冰凍時，安裝在室外的變送器必需採取防凍措施，避免引壓口內的液體因結冰體積膨脹，導至感測器損壞；
8、測量液體壓力時，變送器的安裝位置應避免液體的沖擊（水錘現象），以免感測器過壓損壞；
9、接線時，將電纜穿過防水接頭（附件）或繞性管並擰緊密封螺帽，以防雨水等通過電纜滲漏進變送器殼體內。
發展歷史
壓力變送器上海蒙暉是許多工業設備中用以控制工業過程和壓力變化的重要原件。壓力變送器用於測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然後將壓力信號轉變成4～20mADC信號輸出。壓力變送器分電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器，陶瓷壓力變送器，應變式壓力變送器等。
壓力變送器是直接與被測介質相接觸的現場儀表，常常在高溫低溫腐蝕振動沖擊等環境中工作。在石油、化工、電力、鋼鐵、輕工等行業的壓力測量及現場控制中應用非常廣泛。
壓力變送器的發展大體經歷了四個階段：
1、早期壓力變送器採用大位移式工作原理，如曾大量生產的水銀浮子式差壓計及膜盒式差壓變送器，這些變送器精度低且笨重。
2、20世紀50年代有了精度稍高的力平衡式差壓變送器，但反饋力小，結構復雜，可靠性、穩定性和抗振性均較差。
3、70年代中期，隨著新工藝、新材料、新技術的出現，尤其是電子技術的迅猛發展出現體積小巧、結構簡單的位移式變送器。
4、90年代科學技術迅猛發展，這些變送器測量精度高而且逐漸向智能化發展數字信號傳輸更有利於數據採集。
壓力變送器發展至今已有電容式變送器、擴散硅壓阻式變送器、差動電感式變送器和陶瓷電容式變送器等不同類型。
20世紀90年代，現場匯流排技術迅速崛起，工業過程式控制制系統逐漸向具有雙向通信和智能儀表控制的現場匯流排控制系統方向發展。從而產生了新一代的智能壓力變送器。它們的主要特點如下。
1、自補償功能如非線性、溫度誤差、響應時間、雜訊和交叉感應等。
2、自診斷功能如在接通電源時進行自檢,在工作中實現運行檢查。
3、微處理器和基本感測器之間具有雙向通信的功能構成閉環工作系統。
4、信息存儲和記憶功能。
5、數字量輸出。
基於上述功能,智能壓力變送器的精度、穩定性、重復性和可靠性都得到提高和改善。其雙向通信能力實現了計算機軟體控制及遠程設定量程等狀態。
智能型壓力變送器主要分為帶協HART協議的和帶482或RS232介面的兩種類型。帶HART協議的智能壓力變送器是在模擬信號上迭加一個專用頻率信號,實現模擬和數字同時進行通信。帶RS232或485口的智能壓力變送器內部將模擬信號A/D轉換通過微處理器計算由D/A輸出。
發展趨勢
當今世界各國壓力變送器的研究領域十分廣泛，幾乎滲透到了各個行業，但歸納起來主要有以下幾個趨勢：
1、智能化：由於集成化的出現,在集成電路中可添加一些微處理器,使得變送器具有自動補償、通訊、自診斷、邏輯判斷等功能。
2、集成化：壓力變送器已經越來越多的與其它測量用變送器集成以形成測量和控制系統。集成系統在過程式控制制和工廠自動化中可提高操作速度和效率。
3、小型化：市場對小型壓力變送器的需求越來越大，這種小型變送器可以工作在極端惡劣的環境下，並且只需要很少的保養和維護，對周圍的環境影響也很小，可以放置在人體的各個重要器官中收集資料，不影響人的正常生活。
4、標准化：變送器的設計與製造已經形成了一定的行業標准。
5、廣泛化：壓力變送器的另一個發展趨勢是正從機械行業向其它領域擴展，例如:汽車元件、醫療儀器和能源環境控制系統。
『貳』 急求一份大學物理實驗報告《壓力感測器和CCD的使用》的數據和處理結果
本課題研究的意義：（填寫課題在理論上和應用上的價值）
本課題研究的是壓力電纜感測器與CCD系統在防盜，監視，監測等需求中的結合運用。針對其特徵，可將其應用在監獄，勞改所，戒毒所，用於監測。也可用於博物館，家庭等，起到防盜作用。在這些應用領域中，要求感測器的隱蔽性和對現場情況的及時了解，所以將壓力電纜感測器和CCD結合一起運用，此感測器不易被發現，與CCD一起運用，可起到更好的防盜，監測作用。
隨著科技的發展，人們對於用於公共事業或者是私人需求的防盜監視產品的要求越來越高，人們要求高效率，高性能（例如能同時適應高溫和低溫等特殊環境），低成本，操作簡單等，本課題正是為適應這種社會需求而產生的。
調研（社會調查）情況：
感測器技術是現代測量和自動化系統的重要技術之一，從宇宙開發到海底探秘，從生產的過程式控制制到現代文明生活，幾乎每一項技術都離不開感測器，因此，許多國家對感測器技術的發展十分重視。如日本把感測器技術列為六大核心技術（計算機、通信、激光、半導體、超導體和感測器）之一。
在各類感測器中壓力感測器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩定可靠、成本低、便於集成化的優點，可廣泛用於壓力、高度、加速度、液體的流量、流速、液位、壓強的測量與控制。除此以外，還廣泛應用於水利、地質、氣象、化工、醫療衛生等方面。由於該技術是平面工藝與立體加工相結合，又便於集成化,所以可用來製成血壓計、風速計、水速計、壓力表、電子稱以及自動報警裝置等。壓力感測器已成為各類感測器中技術最成熟、性能最穩定、性價比最高的一類感測器。
CCD廣泛應用在數碼攝影、天文學，尤其是光學遙測技術、光學與頻譜望遠鏡，和高速攝影技術如Lucky imaging。CCD在攝像機、數碼相機和掃描儀中應用廣泛，只不過攝像機中使用的是點陣CCD，即包括x、y兩個方向用於攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個方向，y方向掃描由掃描儀的機械裝置來完成。
CCD的加工工藝有兩種，一種是TTL工藝，一種是CMOS工藝，現在市場上所說的TTL和CMOS其實都是CCD，只不過是加工工藝不同，前者是毫安級的耗電量，而後者是微安級的耗電量。TTL工藝下的CCD成像質量要優於CMOS工藝下的CCD。CCD廣泛用於工業，民用產品。
擬採用研究方法：（具體寫本課題的研究方法和實施方案）
（1）根據壓力電纜感測器的特性，設計檢測前端電路，電路滿足耐高溫和耐低溫的特點，如出現越界情況時，壓力電纜感測器檢測出情況後報警，同時CCD監測到現場情況，將感測器報警信號與CCD監測信號發送到同一網關節點，然後網關節點將信號通過無線方式發送到上位機。
其中精簡 51 內核作為網關結點的微處理器。
整體結構圖如下：
（2）前端電路主要包括壓力模塊，CCD模塊。其中，壓力模塊包括壓力感測器單元和信號放大單元，其中壓力感測器模塊用於感應外部壓力，並將壓力轉換成差分電壓值，信號放大單元主要用於放大輸入的電壓信號，並由差分信號轉換為單路電壓信號。
研究計劃：（填寫課題的研究內容和時間節點）
（階段時間表：
2012年3月15日 畢業設計開題，學生交畢業設計開題報告，答辯
2012年5月9日；學院進行畢業設計中期檢查，交譯文
2012年5月30日；交畢業設計論文，學院集中審閱
2012年6月11-15學生畢業答辯)
文獻綜述（不少於1000字正文+15篇參考文獻，其中應包含英文參考文獻）
1．在電子計算機、機器人、自動控制技術等技術中應用廣泛。實際應用十分廣泛，大至數控機床 、汽車小至家用電器都有感測器。感測器的安裝、連接方式等多方面因素都能影 響感測器的測量結果。只有通過實踐，親自動手使用感測器，才能知道感測器的應該與其他電路如何連接，怎樣才能正常工作。我們通常使用 的壓力感測器主要是利用壓電效應製造而成的，這樣的感測器也稱壓電感測器
壓電感測器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發現的，在一定的溫度范圍之內，壓電性質一直存在，但溫度超過這個范圍之後，壓電性質完全消失（這個高溫就是所謂的「居里點」）。
壓電效應是壓電感測器的主要工作原理，壓電感測器不能用於靜態測量，因為經過外力作用後的電荷，只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電感測器只能夠測量動態的應力。
壓電感測器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度感測器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度感測器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建築的振動和沖擊測量中已經得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式感測器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用於軍事工業，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。
2.CCD圖像感測器,也就是電荷耦合器件圖像感測器。可以將圖像資料由光信號轉換成電信號,是一種進入影像世界不可缺少的取像元件。CCD圖像感測器與傳統的攝像管比較,具有體積小、重量輕、用電省、價格低、壽命長、防震性強以及不受磁場影響等優點。
對於多監控攝像機系統，希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的，這樣在變換攝像機輸出時，不會造成畫面失真，但是由於多攝像機系統中的各台攝像機供電可能取自三相電源中的不同相位，甚至整個系統與交流電源不同步，此時可採取的措施有：均採用同一個外同步信號發生器產生的同步信號送入各台攝像機的外同步輸入端來調節同步，從而獲得合適的垂直同步，相位調整范圍0~360度。
CCD感光元件的核心是感光二極體 (photodiode)，該二極體在接受光線照射後產生輸出電流，電流強度與光照強度相對應。
CCD感光元件除包括感光二極體之外，在其周邊還包括一個用於控制相鄰電荷的存儲單元，但感光二極體占據了絕大數面積，也就是說CCD感光元件中的有效感光面積較大，在同等條件下可接收到較強的光信號，對應的輸出電流也較強，表現在輸出結果上即捕捉的圖像內容豐富、清晰；
工作原理：在接受光照後，感光元件產生相對應的電流，電流大小與光強相對應，因此感光元件輸出的電信號是模擬的。在CCD中，每個感光元件並不對此做進一步處理，而是將電信號直接輸出到下一個感光元件的存儲單元，結合該元件生成的模擬信號後在輸出給第三個感光元件，依次類推，知道結合最後一個感光元件的信號最終形成統一的輸出。由於感光元件生成的電信號很微弱，無法直接進行模數轉換工作，因此這些輸出數據必須做統一的放大處理，這項任務由感測器中的放大器專門負責，經放大器處理之後，每個像點的電信號強度都獲的同樣幅度的增大，但由於CCD本身無法進行AD轉換，因此還需要一個專門的模數轉換晶元進行處理，最終以、二進制數字圖像矩陣的形式輸出給專門的DSP處理晶元。
3.以計算機、單片機實驗開發系統完成程序編輯、編譯、下載程序等任務。
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『叄』 數字壓力表有什麼功能特點應用於哪些方面
數字壓力表的概述：是在線測量儀表。它採用電池長期供電方式，無需外接電源，安裝使用方便。該產品通過了計量認證及防爆認證，已在石油、化工、電力等領域得到廣泛應用。
數字壓力表的工作原理：電源部分：（交流 220V 經過開關電路、變換為）所需的直流電壓，再經穩壓電路供給所需電路，或（24V）直流電壓直接經穩壓電路供給所需電路。信號部分：被測介質壓力，通過壓力介面傳到感測器的感壓膜片，感測器將感應的電信號經放大、V/A 轉換，送CPU進行處理、設置顯示數字、控制開關量輸出，並提供模擬量或數字量輸出從而實現壓力顯示、控制和變送的過程。
數字壓力表的特點：大屏幕；大屏幕液晶顯示，讀數直觀清晰，適應環境溫度寬。高精度；先進的微處理器技術，進口測控晶元，性能穩定精度高。低功耗；超低功耗智能控制，電、池連續使用二至三年。防腐蝕；整體不銹鋼密封結構，適應腐蝕性介質環境。耐振動；器件防振處理，緊固組裝，在振動場所正常使用。
數字壓力表選用及使用注意事項：壓力類儀表是常見的計量器具，廣泛應用於各個領域。它能直觀地顯示出各個工序環節的壓力變化，洞察產品或介質流程中的條件形成，監視生產運行過程中的安全動向，並通過自動連鎖或感測裝置，構築了一道迅速可靠的安全保障，為防範事故、保障人身和財產安全發揮了重要作用，被稱作安全的「眼睛」。
（1）量程裝在鍋爐、壓力容器上的數字壓力表，其最大量程（表盤上刻度極限值）應與設備的工作壓力相適應。數字壓力表的量程一般為設備工作壓力的1．5～3倍，最好取2倍。若選用的數字壓力表量程過大，由於同樣精度的數字壓力表，量程越大，允許誤差的絕對值和肉眼觀察的偏差就越大，則會影響壓力讀數的准確性；反之，若選用的數字壓力表量程過小，設備的工作壓力等於或接近數字壓力表的刻度極限，則會使數字壓力表中的彈性元件長期處於最大的變形狀態，易產生永久變形，引起數字壓力表的誤差增大和使用壽命降低。另外，數字壓力表的量程過小，萬一超壓運行，指針越過最大量程接近零位，而使操作人員產生錯覺，造成更大的事故。因此，數字壓力表的使用壓力范圍，應不超過刻度極限的60～70％。
（2）工作用數字壓力表的精度是以允許誤差占表盤刻度極限值的百分數來表示的。精度等級一般都標在表盤上，選用數字壓力表時，應根據設備的壓力等級和實際工作需要來確定精度。
（3）表盤直徑為了使操作人員能准確地看清壓力值，數字壓力表的表盤直徑不應過小，如果數字壓力表裝得較高或離崗位較遠，表盤直徑應增大。
（4）數字壓力表用於測量的介質如果有腐蝕性，那麼一定要根據腐蝕性介質的具體溫度、濃度等參數來選用不同的彈性元件材料，否則達不到預期的目的。
（5）日常重視使用維護，定期進行檢查、清洗並做好使用情況記錄。
（6）數字壓力表一般檢定周期為半年。強制檢定是保障數字壓力表技術性能可靠、量值傳遞准確、有效保證安全生產的法律措施。
『肆』 汽車ABS系統研究的選題目的及意義
一、ABS防抱死的優點
汽車制動防抱系統，簡稱為ABS，是提高汽車被動
ABS防抱制動系統由汽車微電腦控制，當車輛制動時，它能使車輪保持轉動，從而幫助駕駛員控制車輛達到安全的停車。這種防抱制動系統是用速度感測器檢測車輪速度，然後把車輪速度信號傳送到微電腦里，微電腦根據輸入車輪速度，通過重復地減少或增加在輪子上的制動壓力來控制車輪的打滑率，保持車輪轉動。在制動過程中保持車輪轉動，不但可保證控制行駛方向的能力，而且，在大部分路面情況下，與抱死〔鎖死〕車輪相比，能提供更高的制動力量。
ABS與常規的液壓制動系統相比有三個顯著的擾點：
1.車輛控制--裝備有ABS的汽車駕駛員在緊急制動過程中，保持著很大程度的操縱控制。在緊急制動過程中，用標淮的液壓制動器產生的打滑使駕駛員失去對車輛的控制。ABS恢復穩定性並使駕駛員恢復對車輛的控制。
2.減少浮滑現象--潮濕、光滑道路和抱死車輛縱使形成被稱為浮滑現象的狀態，當車輛駕駛員行駛在具有一層水和油薄模的路面之上時，出現與浮滑現象相仿。由於ABS減少了車輪抱死的機會，因此，也減少了制動過程中出現浮滑現象的機會。改善了輪胎的磨損--使用ABS防止車輪抱死，消除了在緊急制動過程中輪胎平斑的可能性。
二、ABS防抱死制動系統的發展史
ABS系統的發展可以追溯到本世紀初期，早在1928年制動防抱理論就被提出，在30年代機械式制動防抱系統就開始在火車和飛機上獲得應用，博世（BOSCH）公司在1936年第一個獲得了用電磁式車輪轉速感測器獲取車輪轉速的制動防抱系統的專利權。
進入50年代，汽車制動防抱系統開始受到較為廣泛的關注。福特（FORD）公司曾於1954年將飛機的制動防抱系統移置在林肯（LINCOIN）轎車上，凱爾塞·海伊斯（KELSEHAYES）公司在1957年對稱為"AUTOMATIC"的制動防抱系統進行了試驗研究，研究結果表明制動防抱系統確實可以在制動過程中防止汽車失去方向控制，並且能夠縮短制動距離；克萊斯勒（CHRYSLER）公司在這一時期也對稱為"SKID CONTROL"的制動防抱系統進行了試驗研究。由於這一時期的各種制動防抱系統採用的都是機械式車輪轉速感測器的機械式制動壓力調節裝置，因此，獲取的車輪轉速信號不夠精確，制動壓力調節的適時性和精確性也難於保證，控制效果並不理想。汽車維修養護網
隨著電子技術的發展，電子控制制動防抱系統的發展成為可能。在60年代後期和70年代初期，一些電子控制的制動防抱系統開始進入產品化階段。凱爾塞·海伊斯公司在1968年研製生產了稱為"SURE TRACK"兩輪制動防抱系統,該系統由電子控制裝置根據電磁式轉速感測器輸入的後輪轉速信號，對制動過程中後輪的運動狀態進行判定，通過控制由真空驅動的制動壓力調節裝置對後制動輪缸的制動壓力進行調節，並在1969年被福特公司裝備在雷鳥（THUNDERBIRD）和大陸·馬克III（CONTINENTALMKIII）轎車上。
克萊斯勒公司與本迪克斯（BENDIX）公司合作研製的稱為"SURE-TRACK"的能防止4個車輪被制動抱死的系統，在1971年開始裝備帝國（IMPERIAL）轎車，其結構原理與凱爾塞·海伊斯的"SURE-TRACK"基本相同，兩者不同之處，只是在於兩個還是四個車輪有防抱制動。博世公司和泰威士（TEVES）公司在這一時期也都研製了各自第一代電子控制制動防抱系統，這兩種制動防抱系統都是由電子控制裝置對設置在制動管路中的電磁閥進行控制，直接對各制動輪以電子控制壓力進行調節。
別克（BUICK）公司在1971年研製了由電子控制裝置自動中斷發動機點火，以減小發動機輸出轉矩，防止驅動車輪發生滑轉的驅動防抱轉系統.
瓦布科（WABCO）公司與賓士（BENZ）公司合作，在1975年首次將制動防抱系統裝備在氣壓制動的載貸汽車上。
這一時期的各種ABS系統都是採用模擬式電子控制裝置，由於模擬式電子控制裝置存在著反應速慢、控制精度低、易受干擾等缺陷，致使各種ABS系統均末達到預期的控制效果，所以，這些防抱控制系統很快就不再被採用了。
進入70年代後期，數字式電子技術和大規模集成電路的迅速發展，為ABS系統向實用化發展奠定了技術基礎。博世公司在1978年首先推出了採用數字式電子控制裝置的制動防泡系統--博世ABS2，並且裝置在賓士轎車上，由此揭開了現代ABS系統發展的序幕。盡管博世ABS2的電子控制裝置仍然是由分離元件組成的控制裝置，但由於數字式電子控制裝置與模擬式電子控制裝置相比，其反應速度、控制精度和可靠性都顯著提高，因此，博世ABS2的控制效果己相當理想。從此之後，歐、美、日的許多制動器專業公司和汽車公司相繼研製了形式多詳的ABS系統。
三、ABS防抱死制動系統的基本工作原理
控制裝置和ABS警示燈等組成，在不同的ABS系統中，制動壓力調節裝置的結構形式和工作原理往往不同，電子控制裝置的內部結構和控制邏輯也可能ABS通常都由車輪轉速感測器、制動壓力調節裝置、電子不盡相同。
在常見的ABS系統中，每個車輪上各安裝一個轉速感測器，將有關各車輪轉速的信號輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據各車輪轉速感測器輸入的信號對各個車輪的運動狀態進行監測和判定，並形成相應的控制指令。制動壓力調節裝置主要由調壓電磁閥組成，電動泵組成和儲液器等組成一個獨立的整體，通過制動管路與制動主缸和各制動輪缸相連。制動壓力調節裝置受電子控制裝置的控制，對各制動輪缸的制動壓力進行調節。
ABS的工作過程可以分為常規制動，制動壓力保持制動壓力減小和制動壓力增大等階段。在常規制動階段，ABS並不介入制動壓力控制，調壓電磁閥總成中的各進液電磁閥均不通電而處於開啟狀態，各出液電磁閥均不通電而處於關閉狀態，電動泵也不通電運轉，制動主缸至各制動輪缸的制動管路均處於溝通狀態，而各制動輪缸至儲液器的制動管路均處於封閉狀態，各制動輪缸的制動壓力將隨制動主缸的輸出壓力而變化，此時的制動過程與常規制動系統的制動過程完全相同。
在制動過程中，電子控制裝置根據車輪轉速感測器輸入的車輪轉速信號判定有車輪趨於抱死時，ABS就進入防抱制動壓力調節過程。例如，電子控制裝置判定右前輪趨於抱死時，電子控制裝置就使控制右前輪刮動壓力的進液電磁閥通電，使右前進液電磁閥轉入關閉狀態，制動主缸輸出的制動液不再進入右前制動輪缸，此時，右前出液電磁閥仍末通電而處於關閉狀態，右前制動輪缸中的制動液也不會流出，右前制動輪缸的刮動壓力就保持一定，而其它末趨於抱死車輪的制動壓力仍會隨制動主缸輸出壓力的增大而增大；如果在右前制動輪缸的制動壓力保持一定時，電子控制裝置判定右前輪仍然趨於抱死，電子控制裝置又使右前出液電磁閥也通電而轉入開啟狀態，右前制動輪缸中的部分制動波就會經過處於開啟狀態的出液電磁閥流回儲液器，使右前制動輪缸的制動壓力迅速減小右前輪的抱死趨勢將開始消除，隨著右前制動輪缸制動壓力的減小，右前輪會在汽車慣性力的作用下逐漸加速；當電子控制裝置根據車輪轉速感測器輸入的信號判定右前輪的抱死趨勢已經完全消除時，電子控制裝置就使右前進液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進液電磁閥轉入開啟狀態，使出液電磁閥轉入關閉狀態，同時也使電動泵通電運轉，向制動輪缸泵輸送制動液，由制動主缸輸出的制動液經電磁閥進入右前制動輪缸，使右前制動輪缸的制動壓力迅速增大，右前輪又開抬減速轉動。
ABS通過使趨於抱死車輪的制動壓力循環往復而將趨於防抱車輪的滑動率控制，在峰值附著系數滑動率的附近范圍內，直至汽車速度減小至很低或者制動主缸的常出壓力不再使車輪趨於抱死時為止。制動壓力調節循環的頻率可達3~20HZ。在該ABS中對應於每個制動輪缸各有對進液和出液電磁閥，可由電子控制裝置分別進行控制，因此，各制動輪缸的制動壓力能夠被獨立地調節，從而使四個車輪都不發生制動抱死現象。
盡管各種ABS的結構形式和工作過程並不完全相同，但都是通過對趨於抱死車輪的制動壓力進行自適應循環調節，來防止被控制車輪發生制動抱死。
四、ABS防抱死制動系統的維護與檢修
(一).使用與維修中的一般性注意事項
目前，大多數ABS系統都具有很高的工作可靠性，通常無需對其進行定期的特別維護，但在使用、維護和檢修過程中，應在以下幾個方面特別注意：
1.在點火開關處於點火位置時，不要拆裝系統中的電器元件和線束插頭，以免損壞電子控制裝置。要拆裝系統中的電器元件和線束插頭，應先將點火開關斷開。
2.不可向電子控制裝置供給過高的電壓，否則容易損壞電子控制裝置，所以，切不可用充電機啟動發動機，也不要在蓄電池與汽車電系連接的情況下，對蓄電池進行充電。
3.子控制裝置受到碰撞敲擊也極容易引起損環，因此，要注意使電子控制裝置免受碰撞和敲擊。
4.高溫環境也容易損壞電子控制裝置，所以，在對汽車進行烤漆作業時，應將電子控制裝置從車上拆下。另外，在對系統中的元件或線路迸行焊接時，也應將線束插頭從電子控制裝置上拆下。
5.不要讓油污沾染電子控制裝置，特別是電子控制裝置的瑞子更要注意；否則，會使線束插頭的瑞子接觸不良。
6.在續電池電壓低時，系統將不能進入工作狀態，因此，要注意對蓄電池的電壓進行檢查，特別是當汽車長時間停駛後初次啟動時更要注意。
7.不要使車輪轉速感測器和感測器齒圈沾染油污或其它臟物；否則，車輪轉速感測器產生的車輪轉速信號就可能不夠准確。影響系統控制精度，甚至使系統無法正常工作。另外，不要敲擊轉速感測器；否則，很容易導致感測器發生消磁現象，從而影響系統的正常工作。
8.由於在很多具有防抱制動功能的制動系統中都有供給防抱制動壓力調節所蓄能量的蓄能器。所以，在對這類制動系統的液壓系統進行維修作業時，應首先使蓄能器中的高壓制動液完全釋放。以免高壓制動液噴出傷人。在釋放蓄能器中的高壓制動液時，先將點火開關斷開，然後反復地踩下和放鬆制動踏板，直到制動踏板變得很硬時為止。另外，在制動液壓系統完全裝好以前，不能接通點火開關，以免電動泵通電運轉。
9.具有防抱控制功能的制動系統應佳用專用的富路因為制動系統往往具有很高的壓力，如果使用非專用的管路，極易造成損壞。
10.大多數防抱控制系統中的車輪轉速感測器，電子控制裝置和制動壓力調節裝置都是不可修復的，如果發生損壞，應該進行整體更換。
11.在對制動液壓系統進行過維修以後，或者在使用過程中發覺制動踏板變軟時，應按照要求的方法和順序對制動系統進行空氣排除。
12.應盡量選用汽車生產廠推薦的輪胎，如要使用其它型號的輪胎，應該選用與原車所用輪始的外徑，附著性能和轉動慣量相近的輪胎，但不能混用不同規格的輪胎，因為這詳會影響防抱控制系統控制效果。
在防抱警示燈持續點亮情況下進行制動時，應注意控制制動強度，以免因制動防抱系統失效而使車輪過早發生制動抱死。
(二).制動液的選用、更換及補充
1.在具有防抱控制功能的制動系統中，制動液的通路更長，更曲折，致使制動液在流動過程中受到的阻力較大，另外，在具有防抱控制功能的制動系統中，運動零件更多、更精密、這些運動對潤滑的要求也更高，因此，具有防抱控制功能的制動系統所選用的制動液必須具有恰當的粘度。
2.在具有防抱控制功能的制動系統中，制動液反復經歷壓力增大和減小的循環，因而，制動液的工作溫度和壓力較常規制動系統中的制動液更高，這就要求制動液具有更強的抗氧化性能，以免制動液中形成膠質、沉積物和腐蝕性物質。
3.在具有防抱控制功能的制動系統中有更多的橡膠密封件和橡膠軟管，這就要求所選用的制動液不能對橡膠件產生較強的膨脹作用。
4.在具有防抱控制功能的制動系統中有更多、更為精密的金屬零件，因此，要求所選用的制動液對金屬的腐蝕性較弱。
由於具有防抱控制功能的制動系統在制動過程中會使制動液的溫度升高很快，這就要求所選用的制動液具有較高的沸點，以免因制動液發生汽化使制動系統產生氣阻。
根據以上特點,具有防抱控制功能都推薦選用DOT3或DOT4的制動液。盡管DOT5的制動液具有更高的沸點，但是，由於DOT5是硅基制動液，會對橡膠件產生較強的損害，因此，在具有防抱控制功能的制動系統中，一般不推薦選用DOT5的制動液。
由於DOT3和DOT4是醇基制動夜，具有較強的吸濕性，隨著使用時間的延長，其中的含水量會不漸增多。當制動液中含有較多的水分時，不僅會使制動壓力調節裝置中的精密零件發生銹蝕，還使制動液的粘度變大，影響制動系統中的流動，特別是在寒冷的氣侯條件下遲緩，導致制動距離的延長。另外，制動液中的含水量會對制動液的沸點產生非常明顯的影響。所以，隨著制動液中含水量的增多，制動系統就很容易發生氣阻象。DOT3和DOT4制動液一般經過12個月的使用以後，其中的含水量平均可達3%，因此，建議對具有防抱控制功能的制動系統每隔12個月更換一次制動液。
在對具有液壓動力或助力的制動系統進行制動液更換或補充時，由於蓄能器中可能蓄存有制動液，因此，在更換或補充制動液時應按如下程序進行：
1.將新制動液加到儲液室的最高液位標記處；
2.如果需要對制動系統中的空氣進行排除，應按規定的程序進行；
3.將點火開關置於點火位置，反復地踩下和放鬆制動踏板，直到電動泵開始運轉為止；
4.待電動泵停止運轉後，儲液室中的液位進行檢查；
5.如果儲液室中的制動液液位在最高液位標記以上，先不要泄放過多的制動液，而應重復上述的第3和第4步驟；
如儲液室中的制動液液位在最高液位標記以下，應向儲液室再次補充新的制動液，使儲液室中的制動液位達到最高標記處，但切不可將制動液加註到超過儲液室的最高液位標記，否則，當蓄能器的制動液排出時，制動液可能會溢出儲液室。
在具有防抱控制功能的制動系統中，防抱控制系統的電子控制裝制通常根據液位開關輸入的信號對儲液室的制動液液位進行監測。當制動液液位過低時，防抱控制系統將會自動關閉，因此，應定期對儲液室中的制動液液位進行檢查，並及時補充制動液。
五、ABS防抱死制動系統故障診斷方法
(一).ABS故障診斷儀器和工具
在多數防抱控制系統中，可以通過跨接診斷座串相應的端子，根據防抱警示（或電子控制裝置的發光二極體）的閃爍情況讀取故障代碼。所以，在故障代碼讀取時，往往需要合適的跨接線，跨接線是兩端帶有插接端子的一段導線，也有的跨接線在中間設有保險管。
故障代碼只是代表故障情況的一系列數碼，要確切地了解故障情況，還須根據維修手冊查對故障代碼所代表的故障情況。另外，要正確地對系統進行故障診斷的排除，也需要利用維修手冊作參考，因此，維修手冊是故障診斷和維修過程中最為重要的工具。
對防抱控制系統進行檢查時，萬用表是基本的測試工具，由於指針式萬用表能夠反應電參數的動態變化，所以更適合於是防抱控制系統的電路檢查。另外，也可以用一些更為專用的電參數測試器（如多蹤示波器等），可更為方便和更為深入地對系統進行檢查。
在大部分汽車上，防抱控制系統電子控制裝置線束插頭都不好接近，速成插頭中的端子又沒有標號，使確定所要測試的端子變得較為困難，特別是當向一些特定的端子加入電壓時，如果電壓加入有誤，可能會損壞系統中的一些電氣元件，另外，如果直接從線束插頭的端子上對系統進行測試，不影響測試結果的准確性，可能還會使端子發生變形或破壞，為此，可以使用接線端子盒。由於各種防抱控制系統線束插頭中的端子數，端號排列、插頭形式不盡相同，因此，所用的接線端子盒也就不同。
對防抱控制系統進行電路測試時，將系統的線束插頭從電子控制裝置上卸下,再將接線端子盒的線束插頭與系統線束插頭插接，這祥，接線端子盒子的端子標號就與系統線束端子標號相對應，通過對接線端子盒上端子的測試，就相當於求系統線束插頭中相應端子進行測試。
在對防抱控制系統的液壓裝置進行檢查時，有時需要使用壓力表。對防抱控制系統進行故障診斷時，也可以藉助各種測試儀器，有些系統甚至只有用專用診端測試儀才能進行故障診斷。專用診斷測試儀器可分為兩大類，其中一類可以替代系統的電子控制裝置，對系統工作情況進行檢查和模擬，這類儀器有博世ABS診斷測試器和豐田ABS診斷測試器。另一類診斷測試器則需要系統的端子控制裝置通過與系統的電子控制裝置進行雙向通訊。既能讀取系統工電子控制裝置所存儲記憶的故障代碼，並將故障代碼轉換為故障情況後顯示，部分地替代了維修手冊的作用，又可向系統電子控制半裝置傳輸控制指令，對系統進行工作模擬。這類測試儀器有SNAP-ON紅盒子掃描儀SCANNER及通用的TECH-L和克萊斯的ORB-LL等，這些診斷測試儀器因可以讀解故障代碼，一般稱為解碼器。解碼器不僅可以對防抱控制系統進行故障診斷，而且還可以對汽車的其它一些電控制系統進行診斷測試，只是需要選擇相應的軟體而已。
(二).故障診斷與排除的一般步驟
當防抱控制系統警示燈持續點亮時，或感覺防抱控制系統工作不正常時，應及時對系統進行故障診斷和排除。在故障診斷和排除。在故障診斷和排除時應該按照一定的步驟進行，才能取得良好的效果。故障診斷與排除的一般步驟如下：
1.確認故障情況和故障症狀；
2.對系統進行直觀檢查，檢查是否有的制動液瀉漏`導線破損、插頭松脫、制動液液位過低等現象；
3.讀解故障代碼，既可以用解碼器直接讀解，也可以通過警示燈讀取故障代碼後，再根據維修手冊查找故障代碼所代表的故障情況。
4.根據讀解的故障情況，利用必要的工具和儀器對故障部位進行深入檢查，確診故障部位和故障原因；
5.故障排除；
6.清除故障代碼；
7.檢查警示燈是否仍然持續點亮，如果警示燈仍然持續點亮，可能是系統中仍有故障存在，也有可能是故障己經排除，而故障代碼未被清除；
警示燈不再電亮後，進行路試，確認系統是否恢復工作。
在故障診斷和維修過程中，應當注意，不僅不同型號的汽車所裝備的防抱系統可能不同，而且即使是同一型號的汽車，由於生產年份不同其裝備的防抱控制系統也可能不同。
防抱控制系統的故障大多是由於系統內的接線插頭松脫或接觸不良、導線斷路或短路、電磁閥線圈斷路或短路、電動泵電路斷路或短路、車輪轉速感測器電磁線斷路或短路、續電器內部斷路或短路，以及制動開關、液位開關和壓力開關等不能正常工作引起的。另外，蓄電池電壓過低、車輪轉速感測器與齒圈之間的間隙過大或受到泥污沾染、儲液室液位過低等也會影響系統的正常工作。
制動系統安全性的一個重要裝置。有人說制動防抱系統是汽車安全措施中繼安全帶之後的又一重大進展。汽車制動系統是汽車上關繫到乘客安全性最重要的二個系統之一。隨著世界汽車工業的迅猛發展，汽車的安全性越來越為人們重視。汽車制動防抱系統，是提高汽車制動安全性的又一重大進步。
『伍』 畢業論文選題的理論意義
你好啊，你的農村勞動力外出務工影響因素分析——以西咸新區為例
開題報告選題定了沒？開題報告選題老師同意了嗎？准備往哪個方向寫？
開題報告學校具體格式准備好了沒？准備寫多少字還有什麼不懂不明白的可以問我，希望可以幫到你，祝開題報告選題順利通過，畢業論文寫作過程順利。
課題研究的基本方法主要有： ⑴ 觀察法.⑵ 調查法.⑶ 測驗法.⑷ 行動研究法.⑸ 文獻法 ⑹ 經驗總結法.⑺ 個案研究法.⑻ 案例研究法.⑼ 實驗法 （在一個課題研究過程中，根據不同的研究目的和要求，往往會用到兩種以上方法）
（1）選題的背景和意義主要說明所選課題的歷史背景、國內外研究現狀和發展趨勢。歷史背景部分著重說明本課題前人研究過，研究成果如何。國內外研究現狀部分說明本課題目前在國內外研究狀況，介紹各種觀點，比較各種觀點的異同，著重說明本課題目前存在的爭論焦點，同時說明自己的觀點。發展趨勢部分說明本課題目前國內外研究已經達到什麼水平，還存在什麼問題以及發展趨勢等，指明研究方向，提出可以解決的方法。開題報告寫這些內容一方面可以論證本課題研究的地位和價值，即選題的意義，包括對選題的理論意義和現實意義的說明；另一方面也可以說明開題報告撰寫者對本課題研究是否有較好的把握。
（2）研究的基本內容和擬解決的主要問題相對於選題的意義而言，研究的基本內容與擬解決的主要問題是比較具體的。畢業設計（論文）選題想說明什麼主要問題，結論是什麼，在開題報告中要作為研究的基本內容給予粗略的，但必須是清楚的介紹。研究基本內容可以分幾部分介紹。
（3） 研究方法及措施選題不同，研究方法則往往不同。研究方法是否正確，會影響到畢業設計（論文）的水平，甚至成敗。在開題報告中，學生要說明自己准備採用什麼樣的研究方法。比如調查研究中的抽樣法、問卷法，論文論證中的實證分析法、比較分析法等。寫明研究方法及措施，是要爭取在這些方面得到指導老師的指導或建議。
（4） 研究工作的步驟、進度。課題研究工作的步驟和進度也就是課題研究在時間和順序上的安排。畢業設計（論文）創作過程中，材料的收集、初稿的寫作、論文的修改等，都要分階段進行，每個階段從什麼時間開始，到什麼時間結束都要有規定。在時間安排上，要充分考慮各個階段研究內容的相互關系和難易程度。對於指導教師在任務書中規定的時間安排，學生應在開題報告中給予呼應，並最後得到批准。學生在實際操作中，時間安排一般應提前一點，千萬別前松後緊，也不能虎頭蛇尾，完不成畢業設計（論文）的撰寫任務。
(5) 主要參考文獻。在開題報告中，同樣需列出參考文獻，這在實際上是介紹了自己的准備情況，表明自己已了解所選課題相關的資料源，證明選題是有理論依據的。在所列的參考文獻中，同樣應具備不少於2篇的外文文獻 。
『陸』 壓力感測器的作用是什麼
一、感測器的定義
國家標准GB7665-87對感測器下的定義是：「能感受規定的被測量並按照一定的規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」。感測器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，並能將檢測感受到的信息，按一定規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。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。
二、感測器的分類
目前對感測器尚無一個統一的分類方法，但比較常用的有如下三種：
1、按感測器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等感測器
2、按感測器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等感測器。
3、按感測器輸出信號的性質分類，可分為：輸出為開關量（「1」和"0」或「開」和「關」）的開關型感測器；輸出為模擬型感測器；輸出為脈沖或代碼的數字型感測器。
關於感測器的分類：
1.按被測物理量分：如：力，壓力，位移，溫度，角度感測器等；
2.按照感測器的工作原理分：如：應變式感測器、壓電式感測器、壓阻式感測器、電感式感測器、電容式感測器、光電式感測器等；
3.按照感測器轉換能量的方式分：
（1）能量轉換型：如：壓電式、熱電偶、光電式感測器等；
（2）能量控制型：如：電阻式、電感式、霍爾式等感測器以及熱敏電阻、光敏電阻、濕敏電阻等；
4.按照感測器工作機理分：
（1）結構型：如：電感式、電容式感測器等；
（2）物性型：如：壓電式、光電式、各種半導體式感測器等；
5.按照感測器輸出信號的形式分：
（1）模擬式：感測器輸出為模擬電壓量；
（2）數字式：感測器輸出為數字量，如：編碼器式感測器。
三、感測器的靜態特性
感測器的靜態特性是指對靜態的輸入信號，感測器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即感測器的靜態特性可用一個不含時間變數的代數方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表徵感測器靜態特性的主要參數有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。
四、感測器的動態特性
所謂動態特性，是指感測器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，感測器的動態特性常用它對某些標准輸入信號的響應來表示。這是因為感測器對標准輸入信號的響應容易用實驗方法求得，並且它對標准輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定後者。最常用的標准輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以感測器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。
五、感測器的線性度
通常情況下，感測器的實際靜態特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標。
擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或將與特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。
六、感測器的靈敏度
靈敏度是指感測器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。
它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果感測器的輸出和輸入之間顯線性關系，則靈敏度S是一個常數。否則，它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移感測器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。
當感測器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數。
提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩定性也往往愈差。
七、感測器的分辨力
分辨力是指感測器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時，感測器的輸出不會發生變化，即感測器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時，其輸出才會發生變化。
通常感測器在滿量程范圍內各點的分辨力並不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示，則稱為解析度。
八、電阻式感測器
電阻式感測器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式感測器件。
九、電阻應變式感測器
感測器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下產生機械形變，從而使電阻值隨之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優點。
十、壓阻式感測器
壓阻式感測器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而製成的器件。其基片可直接作為測量感測元件，擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時，各電阻值將發生變化，電橋就會產生相應的不平衡輸出。
用作壓阻式感測器的基片（或稱膜片）材料主要為矽片和鍺片，矽片為敏感 材料而製成的硅壓阻感測器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態壓阻式感測器應用最為普遍。
十一、熱電阻感測器
熱電阻感測器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種感測器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用於測量-200℃～+500℃范圍內的溫度。
十二、感測器的遲滯特性
遲滯特性表徵感測器在正向（輸入量增大）和反向（輸入量減小）行程間輸出-一輸入特性曲線不一致的程度，通常用這兩條曲線之間的最大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。
遲滯可由感測器內部元件存在能量的吸收造成。
壓電效應是壓電感測器的主要工作原理，壓電感測器不能用於靜態測量，因為經過 外力作用後的電荷，只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是 這樣的，所以這決定了壓電感測器只能夠測量動態的應力。
『柒』 壓力感測器有什麼作用
1、應用於液壓系統
壓力感測器在液壓系統中主要是來完成力的閉環控制。當控制閥芯突然移動時，在極短的時間內會形成幾倍於系統工作壓力的尖峰壓力。在典型的行走機械和工業液壓中，如果設計時沒有考慮到這樣的極端工況，任何壓力感測器很快就會被破壞。需要使用抗沖擊的壓力感測器，壓力感測器實現抗沖擊主要有2種方法，一種是換應變式晶元，另一種方法是外接盤管，一般在液壓系統中採用第一種方法，主要是因為安裝方便，此外還有一個原因是壓力感測器還要承受來自液壓泵不間斷的壓力脈動。
2.應用於安全控制系統
壓力感測器在安全控制系統中經常應用，主要針對的領域是空壓機自身的安全管理系統。在安全控制領域有很多感測器應用，壓力感測器作為一種非常常見的感測器，在安全控制系統中應用也不足為奇。
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，實際證明選擇壓力感測器的效果非常好。壓力感測器利用機械設備的加工技術將一些元件以及信號調節器等裝置安裝在一塊很小的晶元上面。所以體積小也是它的優點之一，除此之外，價格便宜也是它的另一大優點。在一定程度上它能夠提高系統測試的准確度。在安全控制系統中，通過在出氣口的管道設備中安裝壓力感測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。當壓縮機正常啟動後，如果壓力值未達到上限，那麼控制器就會打開進氣口通過調整來使得設備達到最大功率。
3.應用於注塑模具
壓力感測器在注塑模具中有著重要的作用。壓力感測器可被安裝在注塑機的噴嘴、熱流道系統、冷流道系統和模具的模腔內，它能夠測量出塑料在注模、充模、保壓和冷卻過程中從注塑機的噴嘴到模腔之間某處的塑料壓力。
4.應用於監測礦山壓力
感測器技術作為礦山壓力監控的關鍵性技術之一。一方面，我們應該正確應用已有的各種感測器來為采礦行業服務;另一方面，作為感測器廠家還要研製和開發新型壓力感測器來適應更多的采礦行業應用。壓力感測器有多種，而基於礦山壓力監測的特殊環境，礦用壓力感測器主要有：振弦式壓力感測器、半導體壓阻式壓力感測器、金屬應變片式壓力感測器、差動變壓器式壓力感測器等。這些感測器在礦產行業都有廣泛的應用，具體使用哪種感測器還有根據具體的采礦環境進行選擇。
5.應用於促進睡眠
壓力感測器本身無法促進睡眠，我們只是將壓力感測器放在床墊地下，由於壓力感測器具有高靈敏度，當人發生翻身、心跳以及呼吸等有關的動作時，感測器會分析這一系列信息，去推斷睡眠人睡覺處於一個什麼狀態，然後通過對感測器的分析，收集感測器的信號得到心跳和呼吸節奏等睡眠的數據，最後將所有數據處理譜成一首段的曲目，當然能將你一個晚上的睡眠壓縮成一首幾分鍾的音樂。
6.應用於壓縮機，空調冷設備
壓力感測器常用於空氣壓力機，以及空調製冷設備，這類感測器產品外形小巧、安裝方便、導壓口一般採用專用閥針式設計。
『捌』 壓力感測器有什麼特點
一、感測器的定義
國家標准GB7665-87對感測器下的定義是：「能感受規定的被測量並按照一定的規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」。感測器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，並能將檢測感受到的信息，按一定規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。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。
二、感測器的分類
目前對感測器尚無一個統一的分類方法，但比較常用的有如下三種：
1、按感測器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等感測器
2、按感測器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等感測器。
3、按感測器輸出信號的性質分類，可分為：輸出為開關量（「1」和"0」或「開」和「關」）的開關型感測器；輸出為模擬型感測器；輸出為脈沖或代碼的數字型感測器。
關於感測器的分類：
1.按被測物理量分：如：力，壓力，位移，溫度，角度感測器等；
2.按照感測器的工作原理分：如：應變式感測器、壓電式感測器、壓阻式感測器、電感式感測器、電容式感測器、光電式感測器等；
3.按照感測器轉換能量的方式分：
（1）能量轉換型：如：壓電式、熱電偶、光電式感測器等；
（2）能量控制型：如：電阻式、電感式、霍爾式等感測器以及熱敏電阻、光敏電阻、濕敏電阻等；
4.按照感測器工作機理分：
（1）結構型：如：電感式、電容式感測器等；
（2）物性型：如：壓電式、光電式、各種半導體式感測器等；
5.按照感測器輸出信號的形式分：
（1）模擬式：感測器輸出為模擬電壓量；
（2）數字式：感測器輸出為數字量，如：編碼器式感測器。
三、感測器的靜態特性
感測器的靜態特性是指對靜態的輸入信號，感測器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即感測器的靜態特性可用一個不含時間變數的代數方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表徵感測器靜態特性的主要參數有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。
四、感測器的動態特性
所謂動態特性，是指感測器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，感測器的動態特性常用它對某些標准輸入信號的響應來表示。這是因為感測器對標准輸入信號的響應容易用實驗方法求得，並且它對標准輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定後者。最常用的標准輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以感測器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。
五、感測器的線性度
通常情況下，感測器的實際靜態特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標。
擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或將與特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。
六、感測器的靈敏度
靈敏度是指感測器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。
它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果感測器的輸出和輸入之間顯線性關系，則靈敏度S是一個常數。否則，它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移感測器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。
當感測器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數。
提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩定性也往往愈差。
七、感測器的分辨力
分辨力是指感測器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時，感測器的輸出不會發生變化，即感測器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時，其輸出才會發生變化。
通常感測器在滿量程范圍內各點的分辨力並不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示，則稱為解析度。
八、電阻式感測器
電阻式感測器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式感測器件。
九、電阻應變式感測器
感測器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下產生機械形變，從而使電阻值隨之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優點。
十、壓阻式感測器
壓阻式感測器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而製成的器件。其基片可直接作為測量感測元件，擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時，各電阻值將發生變化，電橋就會產生相應的不平衡輸出。
用作壓阻式感測器的基片（或稱膜片）材料主要為矽片和鍺片，矽片為敏感 材料而製成的硅壓阻感測器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態壓阻式感測器應用最為普遍。
十一、熱電阻感測器
熱電阻感測器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種感測器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用於測量-200℃～+500℃范圍內的溫度。
十二、感測器的遲滯特性
遲滯特性表徵感測器在正向（輸入量增大）和反向（輸入量減小）行程間輸出-一輸入特性曲線不一致的程度，通常用這兩條曲線之間的最大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。
遲滯可由感測器內部元件存在能量的吸收造成。
壓電效應是壓電感測器的主要工作原理，壓電感測器不能用於靜態測量，因為經過 外力作用後的電荷，只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是 這樣的，所以這決定了壓電感測器只能夠測量動態的應力。
『玖』 感測器論文
1 微型化（Micro）
為了能夠與信息時代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力日益增強的技術發展趨勢保持一致，對於感測器性能指標（包括精確性、可靠性、靈敏性等）的要求越來越嚴格；與此同時，感測器系統的操作友好性亦被提上了議事日程，因此還要求感測器必須配有標準的輸出模式；而傳統的大體積弱功能感測器往往很難滿足上述要求，所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型感測器所取代；後者主要由硅材料構成，具有體積小、重量輕、反應快、靈敏度高以及成本低等優點。
1.1 由計算機輔助設計（CAD）技術和微機電系統（MEMS）技術引發的感測器微型化
目前，幾乎所有的感測器都在由傳統的結構化生產設計向基於計算機輔助設計（CAD）的模擬式工程化設計轉變，從而使設計者們能夠在較短的時間內設計出低成本、高性能的新型系統，這種設計手段的巨大轉變在很大程度上推動著感測器系統以更快的速度向著能夠滿足科技發展需求的微型化的方向發展。
對於微機電系統（MEMS）的研究工作始於20世紀60年代，其研究范疇涉及材料科學、機械控制、加工與封裝工藝、電子技術以及感測器和執行器等多種學科，是一個極具前景的新興研究領域。MEMS的核心技術是研究微電子與微機械加工與封裝技術的巧妙結合，期望能夠由此而製造出體積小巧但功能強大的新型系統。經過幾十年的發展，尤其最近十多年的研究與發展，MEMS技術已經顯示出了巨大的生命力，此項技術的有效採用將信息系統的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一個新的高度。在當前技術水平下，微切削加工技術已經可以生產出來具有不同層次的3D微型結構，從而可以生產出體積非常微小的微型感測器敏感元件，象毒氣感測器、離子感測器、光電探測器這樣的以硅為主要構成材料的感測/探測器都裝有極好的敏感元件[1]，[2]。目前，這一類元器件已作為微型感測器的主要敏感元件被廣泛應用於不同的研究領域中。
1.2 微型感測器應用現狀
就當前技術發展現狀來看，微型感測器已經對大量不同應用領域，如航空、遠距離探測、醫療及工業自動化等領域的信號探測系統產生了深遠影響；目前開發並進入實用階段的微型感測器已可以用來測量各種物理量、化學量和生物量，如位移、速度/加速度、壓力、應力、應變、聲、光、電、磁、熱、PH值、離子濃度及生物分子濃度等
2 智能化（Smart）
智能化感測器（Smart Sensor）是20世紀80年代末出現的另外一種涉及多種學科的新型感測器系統。此類感測器系統一經問世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測器應用領域，如分布式實時探測、網路探測和多信號探測方面一直頗受歡迎，產生的影響較大。
2.1 智能化感測器的特點
智能化感測器是指那些裝有微處理器的，不但能夠執行信息處理和信息存儲，而且還能夠進行邏輯思考和結論判斷的感測器系統。這一類感測器就相當於是微型機與感測器的綜合體一樣，其主要組成部分包括主感測器、輔助感測器及微型機的硬體設備。如智能化壓力感測器，主感測器為壓力感測器，用來探測壓力參數，輔助感測器通常為溫度感測器和環境壓力感測器。採用這種技術時可以方便地調節和校正由於溫度的變化而導致的測量誤差，而環境壓力感測器測量工作環境的壓力變化並對測定結果進行校正；而硬體系統除了能夠對感測器的弱輸出信號進行放大、處理和存儲外，還執行與計算機之間的通信聯絡。
通常情況下，一個通用的檢測儀器只能用來探測一種物理量，其信號調節是由那些與主探測部件相連接著的模擬電路來完成的；但智能化感測器卻能夠實現所有的功能，而且其精度更高、價格更便宜、處理質量也更好。與傳統的感測器相比，智能化感測器具有以下優點：
1．智能化感測器不但能夠對信息進行處理、分析和調節，能夠對所測的數值及其誤差進行補償，而且還能夠進行邏輯思考和結論判斷，能夠藉助於一覽表對非線性信號進行線性化處理，藉助於軟體濾波器濾波數字信號。此外，還能夠利用軟體實現非線性補償或其它更復雜的環境補償，以改進測量精度。
2．智能化感測器具有自診斷和自校準功能，可以用來檢測工作環境。當工作環境臨近其極限條件時，它將發出告警信號，並根據其分析器的輸入信號給出相關的診斷信息。當智能化感測器由於某些內部故障而不能正常工作時，它能夠藉助其內部檢測鏈路找出異常現象或出了故障的部件。
3．智能化感測器能夠完成多感測器多參數混合測量，從而進一步拓寬了其探測與應用領域，而微處理器的介入使得智能化感測器能夠更加方便地對多種信號進行實時處理。此外，其靈活的配置功能既能夠使相同類型的感測器實現最佳的工作性能，也能夠使它們適合於各不相同的工作環境。
4．智能化感測器既能夠很方便地實時處理所探測到的大量數據，也可以根據需要將它們存儲起來。存儲大量信息的目的主要是以備事後查詢，這一類信息包括設備的歷史信息以及有關探測分析結果的索引等；
5．智能化感測器備有一個數字式通信介面，通過此介面可以直接與其所屬計算機進行通信聯絡和交換信息。此外，智能化感測器的信息管理程序也非常簡單方便，譬如，可以對探測系統進行遠距離控制或者在鎖定方式下工作，也可以將所測的數據發送給遠程用戶等。
2.2 智能化感測器的發展與應用現狀
目前，智能化感測器技術正處於蓬勃發展時期，具有代表意義的典型產品是美國霍尼韋爾公司的ST-3000系列智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度感測器，以及另外一些含有微處理器（MCU）的單片集成壓力感測器、具有多維檢測能力的智能感測器和固體圖像感測器（SSIS）等。與此同時，基於模糊理論的新型智能感測器和神經網路技術在智能化感測器系統的研究和發展中的重要作用也日益受到了相關研究人員的極大重視。
指出的一點是：目前的智能化感測器系統本身盡管全都是數字式的，但其通信協議卻仍需藉助於4～20 mA的標准模擬信號來實現。一些國際性標准化研究機構目前正在積極研究推出相關的通用現場匯流排數字信號傳輸標准；不過，在眼下過渡階段仍大多採用遠距離匯流排定址感測器（HART）協議，即Highway Addressable Remote Transcer。這是一種適用於智能化感測器的通信協議，與目前使用4～20mA模擬信號的系統完全兼容，模擬信號和數字信號可以同時進行通信，從而使不同生產廠家的產品具有通用性。
能化感測器多用於壓力、力、振動沖擊加速度、流量、溫濕度的測量，如美國霍尼韋爾公司的ST3000系列全智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度感測器就屬於這一類感測器。另外，智能化感測器在空間技術研究領域亦有比較成功的應用實例[6]。
發展中，智能化感測器無疑將會進一步擴展到化學、電磁、光學和核物理等研究領域。可以預見，新興的智能化感測器將會在關繫到全人類國民生的各個領域發揮越來越大作用。
3 多功能感測器（Multifunction）
如前所述，通常情況下一個感測器只能用來探測一種物理量，但在許多應用領域中，為了能夠完美而准確地反映客觀事物和環境，往往需要同時測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能感測器則是一種體積小巧而多種功能兼備的新一代探測系統，它可以藉助於敏感元件中不同的物理結構或化學物質及其各不相同的表徵方式，用單獨一個感測器系統來同時實現多種感測器的功能。隨著感測器技術和微機技術的飛速發展，目前已經可以生產出來將若干種敏感元件綜裝在同一種材料或單獨一塊晶元上的一體化多功能感測器。
3.1 多功能感測器的執行規則和結構模式
概括來講，多功能感測器系統主要的執行規則和結構模式包括：
（1） 多功能感測器系統由若干種各不相同的敏感元件組成，可以用來同時測量多種參數。譬如，可以將一個溫度探測器和一個濕度探測器配置在一起（即將熱敏元件和濕敏元件分別配置在同一個感測器承載體上）製造成一種新的感測器，這樣，這種新的感測器就能夠同時測量溫度和濕度。
（2） 將若干種不同的敏感元件精巧地製作在單獨的一塊矽片中，從而構成一種高度綜合化和小型化的多功能感測器。由於這些敏感元件是被綜裝在同一塊矽片中的，它們無論何時都工作在同一種條件下，所以很容易對系統誤差進行補償和校正。
（3）藉助於同一個感測器的不同效應可以獲得不同的信息。以線圈為例，它所表現出來的電容和電感是各不相同的。
（4）在不同的激勵條件下，同一個敏感元件將表現出來不同的特徵。而在電壓、電流或溫度等激勵條件均不相同的情況下，由若干種敏感元件組成的一個多功能感測器的特徵可想而知將會是多麼的千差萬別！有時候簡直就相當於是若干個不同的感測器一樣，其多功能特徵可謂名副其實。
3.2 多功能感測器的研製與應用現狀
多功能感測器無疑是當前感測器技術發展中一個全新的研究方向，日前有許多學者正在積極從事於該領域的研究工作。如將某些類型的感測器進行適當組合而使之成為新的感測器，如用來測量流體壓力和互異壓力的組合感測器。又如，為了能夠以較高的靈敏度和較小的粒度同時探測多種信號，微型數字式三埠感測器可以同時採用熱敏元件、光敏元件和磁敏元件；這種組配方式的感測器不但能夠輸出模擬信號，而且還能夠輸出頻率信號和數字信號.
從目前的發展現狀來看，最熱門的研究領域也許是各種類型的仿生感測器了，而且在感觸、刺激以及視聽辨別等方面已有最新研究成果問世。從實用的角度考慮，多功能感測器中應用較多的是各種類型的多功能觸覺感測器，譬如人造皮膚觸覺感測器就是其中之一，這種感測器系統由PVDF材料、無觸點皮膚敏感系統以及具有壓力敏感傳導功能的橡膠觸覺感測器等組成。據悉，美國MERRITT公司研製開發的無觸點皮膚敏感系統獲得了較大的成功，其無觸點超聲波感測器、紅外輻射引導感測器、薄膜式電容感測器、以及溫度、氣體感測器等在美國本土應用甚廣。
與其它方面的研究成果相比，目前在人工嗅覺方面的研究還似乎遠遠不盡人意。由於嗅覺元件接收到的判別信號是非常復雜的，其中總是混合著成千上萬種化學物質，這就使得嗅覺系統處理起這些信號來異常錯綜復雜。
人工嗅覺感測系統的典型產品是功能各異的Electronic nose（電子鼻），近10多年來，該技術的發展很快，目前已有數種商品化的產品在國際市場流通，美、法、德、英等國家均有比較先進的電子鼻產品問世。
「電子鼻」系統通常由一個交叉選擇式氣體感測器陣列和相關的數據處理技術組成，並配以恰當的模式識別系統，具有識別簡單和復雜氣味的能力，主要用來解決一般情況下的氣味探測問題。根據應用對象的不同，「電子鼻」系統感測器陣列中感測器的構成材料及配置數量亦有所不同，其中，構成材料包括金屬氧化物半導體、導電聚合物、石英晶振等，配置數量則從幾個到數十個不等。總之，「電子鼻」系統是氣體感測器技術和信息處理技術進行有效結合的高科技產物，其氣體感測器的體積很小，功耗也很低，能夠方便地捕獲並處理氣味信號。氣流經過氣體感測器陣列進入到「電子鼻」系統的信號預處理元件中，最後由陣列響應模式來確定其所測氣體的特徵。陣列響應模式採用關聯法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法對所測氣體進行定性和定量鑒別。美國Cyranosciences公司生產的Cyranose 320電子鼻是目前技術較為先進、適用范圍也比較廣的嗅覺感測系統之一，該系統主要由感測器陣列和數據分析演算法兩部分組成，其基本技術是將若干個獨特的薄膜式碳-黑聚合物復合材料化學電阻器配置成一個感測器陣列，然後採用標準的數據分析技術，通過分析由此感測器陣列所收集到的輸出值的辦法來識別未知分析物。據稱，Cyranose 320電子鼻的適用范圍包括食品與飲料的生產與保鮮、環境保護、化學品分析與鑒定、疾病診斷與醫葯分析以及工業生產過程式控制制與消費品的監控與管理等。
4 無線網路化（wireless networked）
無線網路對我們來說並不陌生，比如手機，無線上網，電視機。感測器對我們來說也不陌生，比如溫度感測器、壓力感測器，還有比較新穎的氣味感測器。但是，把二者結合在起來，提出無線感測器網路（Wireless Sensor Networks）這個概念，卻是近幾年才發生的事情。
這個網路的主要組成部分就是一個個可愛的感測器節點。說它們可愛，是因為它們的體積都非常小巧。這些節點可以感受溫度的高低、濕度的變化、壓力的增減、雜訊的升降。更讓人感興趣的是，每一個節點都是一個可以進行快速運算的微型計算機，它們將感測器收集到的信息轉化成為數字信號，進行編碼，然後通過節點與節點之間自行建立的無線網路發送給具有更大處理能力的伺服器
4.1 感測器網路
感測器網路是當前國際上備受關注的、由多學科高度交叉的新興前沿研究熱點領域。感測器網路綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型感測器協作地實時監測、感知和採集各種環境或監測對象的信息，通過嵌入式系統對信息進行處理，並通過隨機自組織無線通信網路以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實現「無處不在的計算」理念。感測器網路的研究採用系統發展模式，因而必須將現代的先進微電子技術、微細加工技術、系統SOC（system-on-chip）晶元設計技術、納米材料與技術、現代信息通訊技術、計算機網路技術等融合，以實現其微型化、集成化、多功能化及系統化、網路化，特別是實現感測器網路特有的超低功耗系統設計。感測器網路具有十分廣闊的應用前景，在軍事國防、工農業、城市管理、生物醫療、環境監測、搶險救災、防恐反恐、危險區域遠程式控制制等許多領域都有重要的科研價值和巨大實用價值，已經引起了世界許多國家軍界、學術界和工業界的高度重視，並成為進入2000 年以來公認的新興前沿熱點研究領域，被認為是將對二十一世紀產生巨大影響力的技術之一。
4.2 感測器網路研究熱點問題和關鍵技術
感測器網路以應用為目標，其構建是一個龐大的系統工程，涉及到的研究工作和需要解決的問題在每一個層面上都很多。對無線感測器網路系統結構及界面介面技術的研究意義重大。如果我們把感測器網路按其功能抽象成五個層次的話，將會包括基礎層（感測器集合）、網路層（通信網路）、中間件層、數據處理和管理層以及應用開發層。
其中，基礎層以研究新型感測器和感測系統為核心，包括應用新的感測原理、使用新的材料以及採用新的結構設計等，以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應速度、動態范圍、准確度、穩定性以及在惡劣環境條件下工作的能力。
4.3 感測器網路的應用研究
感測器網路有著巨大的應用前景，被認為是將對21 世紀產生巨大影響力的技術之一。已有和潛在的感測器應用領域包括：軍事偵察、環境監測、醫療、建築物監測等等。隨著感測器技術、無線通信技術、計算技術的不斷發展和完善，各種感測器網路將遍布我們生活環境，從而真正實現「無處不在的計算」。以下簡要介紹感測器網路的一些應用。
（1）軍事應用
感測器網路研究最早起源於軍事領域，實驗系統有海洋聲納監測的大規模感測器網路，也有監測地面物體的小型感測器網路。現代感測器網路應用中，通過飛機撒播、特種炮彈發射等手段，可以將大量便宜的感測器密集地撒布於人員不便於到達的觀察區域如敵方陣地內，收集到有用的微觀數據；在一部分感測器因為遭破壞等原因失效時，感測器網路作為整感測器網路體仍能完成觀察任務。感測器網路的上述特點使得它具有重大軍事價值，可以應用於如下一些場景中：
▉監測人員、裝備等情況以及單兵系統：通過在人員、裝備上附帶各種感測器，可以讓各級指揮員比較准確、及時地掌握己方的保存狀態。通過在敵方陣地部署各種感測器，可以了解敵方武器部署情況，為己方確定進攻目標和進攻路線提供依據。
▉監測敵軍進攻：在敵軍駐地和可能的進攻路線上部署大量感測器，從而及時發現敵軍的進攻行動、爭取寶貴的應對時間。並可根據戰況快速調整和部署新的感測器網路。
▉評估戰果：在進攻前後，在攻擊目標附近部署感測器網路，從而收集目標被破壞程度的數據。
▉核能、生物、化學攻擊的偵察：藉助於感測器網路可以及早發現己方陣地上的生、化污染，提供快速反應時間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現場的詳細數據。
（2）環境應用
應用於環境監測的感測器網路，一般具有部署簡單、便宜、長期不需更換電池、無需派人現場維護的優點。通過密集的節點布置，可以觀察到微觀的環境因素，為環境研究和環境監測提供了嶄新的途徑感測器網路研究在環境監測領域已經有很多的實例。這些應用實例包括：對海島鳥類生活規律的觀測；氣象現象的觀測和天氣預報；森林火警；生物群落的微觀觀測等
▉洪災的預警：通過在水壩、山區中關鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等感測器，可以在洪災到來之前發布預警信息，從而及時排除險情或者減少損失。
▉農田管理：通過在農田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強度、風速等感測器，可以更好地對農田管理微觀調控，促進農作物生長。
（3）家庭應用
建築及城市管理各種無線感測器可以靈活方便地布置於建築物內，獲取室內環境參數，從而為居室環境控制和危險報警提供依據。
▉ 智能家居：通過布置於房間內的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線感測器，感知居室不同部分的微觀狀況，從而對空調、門窗以及其他家電進行自動控制，提供給人們智能、舒適的居住環境[16]。
▉建築安全：通過布置於建築物內的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等感測器，發現異常事件及時報警，自動啟動應急措施。
▉智能交通：通過布置於道路上的速度、識別感測器，監測交通流量等信息，為出行者提供信息服務，發現違章能及時報警和記錄[17]。反恐和公共安全通過特殊用途的感測器，特別是生物化學感測器監測有害物、危險物的信息，最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。
（4）結論
無線感測器網路有著十分廣泛的應用前景，它不僅在工業、農業、軍事、環境、醫療等傳統領域有具有巨大的運用價值，在未來還將在許多新興領域體現其優越性，如家用、保健、交通等領域。我們可以大膽的預見，將來無線感測器網路將無處不在，將完全融入我們的生活。比如微型感測器網最終可能將家用電器、個人電腦和其他日常用品同互聯網相連，實現遠距離跟蹤，家庭採用無線感測器網路負責安全調控、節電等。無線感測器網路將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網路，其應用可以涉及到人類日常生活和社會生產活動的所有領域。但是，我們還應該清楚的認識到，無線感測器網路才剛剛開始發展，它的技術、應用都還還遠談不上成熟，國內企業應該抓住商機，加大投入力度，推動整個行業的發展。
無線感測器網路是新興的通信應用網路，其應用可以涉及到人類生活和社會活動的所有領域。因此，無線感測器網路將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網路，需要各種技術支撐。目前，成熟的通信技術都可能經過適當的改進和進一步發展，應用到無線感測器網路中，形成新的市場增長點，創造無線通信的新天地。
5 結語
當前技術水平下的感測器系統正向著微小型化、智能化、多功能化和網路化的方向發展。今後，隨著CAD技術、MEMS技術、信息理論及數據分析演算法的繼續向前發展，未來的感測器系統必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統化。在各種新興科學技術呈輻射狀廣泛滲透的當今社會，作為現代科學「耳目」的感測器系統，作為人們快速獲取、分析和利用有效信息的基礎，必將進一步得到社會各界的普遍關注。
微波感測器依靠微波的很多優點，將廣泛地用於微波通訊、衛星發送等無線通訊，和雷達、導彈誘導、遙感、射電望遠鏡中。並且在一些非接觸式的監測和控制中也有很好的應用。