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計算機軟件技術中的傳感器原理研究

來源:原創論文網 添加時間:2019-11-09

  摘要:現階段, 計算機技術已普遍應用于各個領域。相較于硬件技術, 計算機軟件技術的發展空間更加廣闊, 應用領域更加廣泛, 備受各行各業的關注。傳感器作為一種流行的硬件技術, 與計算機軟件技術相融合, 有助于強化功能。筆者簡要論述了傳感器的概念及分類, 結合具體實例, 深入探討了傳感器的實際應用, 以期最大程度優化傳感器的功能, 使其得到全面發展。

  關鍵詞:軟件技術,傳感器原理,磁場原理

軟件技術畢業論文

  物聯網在互聯網之后形成和發展。該技術的熱度比較高, 在各領域應用普遍。物聯網中, 傳感器技術非常關鍵。靈活掌握傳感器的原理, 可實現合理應用, 并制作物品的唯一識別碼, 促使全部終端成為物聯網組網的各個節點。文章依據傳感器相關原理, 探究其實際應用, 拓展應用范圍, 優化相關性能, 取得了突破性發展。

  1 傳感器的概念及分類

  傳感器應用范圍廣泛, 在各個領域、行業備受青睞。傳感器的常見構成要素除了敏感元件和轉換元件外, 還包括變換電路和輔助電源。其中:敏感元件的直觀性最強, 能夠輸出與之相關的各類物理量信號;轉換元件的價值在于更改上述元件輸出的內容, 轉變為電信號的形式;變換電路的主要作用是放大、調制轉換元件輸出的電信號;無論是轉換元件還是變換電路, 都離不開輔助電源的供電[1]。

  1.1 傳感器的概念

  傳感器作為一種常見裝置, 可感知外界信息并進行轉化, 使之以可利用的信號形式存在。傳感器的價值和作用在于轉化感知到的模擬信號, 使之以電信號的形式顯示。這一過程被稱為模數變化過程, 主要構成元素為傳感器末梢和信號變化裝置。前者的作用在于感知外界信息。傳感器具備數字化、智能化、系統化、微型化和網絡化等特征, 為自動檢測及控制過程中的首要環節。充分發揮傳感器的作用和價值, 能夠使物體更加立體、形象。依據感知功能, 可將傳感器細分為熱、光、磁、氣和色等各類敏感元件。文章不一一舉例, 著重探討溫、光、力和磁四個方面[2]。

  1.2 傳感器的分類

  第一, 溫度傳感器。此類傳感器的核心是熱敏元件。通常, 溫度傳感器中, 熱敏軟件由雙金屬片、銅、鉑和半導體等各類熱電阻構成, 甚至可以由熱電偶構成。半導體熱敏傳感器體積小, 靈敏度和準確性都非常高, 制作工藝也非常簡單, 費用低, 應用普遍。

  第二, 光傳感器。目前, 光電技術的發展速度非常快, 由其滋生的光敏元件應用比較普遍。光敏元件的生產工藝比較簡單, 價格比較便宜, 廣泛應用于許多領域, 比如光電二極管、光電耦合器和光敏電阻器等。

  第三, 力敏傳感器。以往材料的形變和位移通常用物理量測量, 而現在則被傳感器取代。目前, 半導體器件技術發展較快。無論是半導體材料的電阻效能, 還是器件物理特性, 都通過力學原理進行測量。這一測量方法受到了人們的廣泛關注。力敏傳感器具備非常高的靈敏度, 體積相對較小, 非常輕便, 便于搬運、收納。它普遍應用于測量器件壓力、加速度, 甚至可以應用于工業控制[3]。

  第四, 磁敏傳感器。它依托磁場原理制作而成。霍爾器件作為一種磁敏傳感器, 應用普遍。霍爾器件和磁阻器件分別依據霍爾效應和磁阻效應原理制作而成。一旦出現外加磁場, 周圍磁場增大時, 半導體電阻隨之增大。電子元器件中, 磁敏二極管和磁敏三極管應用普遍, 而電子產品審計過程中, 常用電子元器件。現階段, 磁敏元件生產工藝比較完備, 磁敏傳感器正是以磁敏元件為基礎制作而成, 可以用于測量電學量、磁學量和力學量[4]。

  2 傳感器的實際應用

  多元信息環境下, 半導體技術發展速度非常快。傳統工業生產中, 同步使用先進的信息技術和科學技術, 效果非常好, 有助于提升工業生產質量和效益。半導體技術的優勢在于可使各類傳感器單獨工作, 以獨立個體的形式存在。此外, 還可以檢測周圍環境參數, 使自動化系統廣泛應用于多個領域[5]。以煤礦生產控制系統為例, 實際操作過程中, 可充分發揮傳感器的優勢, 全方位監測礦井周邊環境中的氣體參數, 保障煤礦安全生產工作的順利進行。

  2.1 傳感器的應用范圍

  目前, 傳感器在各個領域應用普遍, 以最常見的溫度計作為案例進行分析。眾所周知, 溫度計可感知人的體溫, 如果溫度上升至與體溫相同, 溫度計數值保持不變。此過程中, 借助溫度傳感器感知人的體溫。當某一時間段內的溫度靜止時, 可顯示此刻的溫度, 并通過語音形式給予提示。

  汽車運行過程中, 使用傳感器時效果良好。將溫度傳感器應用于發動機, 除了能直觀顯示當前溫度, 還能依托汽車中心控制接收各類溫度信息, 進而有效控制噴油量。將有氧傳感器設置在最佳位置, 即排氣前面的部位, 充分發揮傳感器的作用和優勢, 直觀感知汽車廢氣中的氧氣分數。通常在中心控制獲取信息后調節發動機, 使其始終處于正常運行狀態, 最大程度發揮其利用率, 減少不必要的尾氣排放問題。流量傳感器能夠傳輸流量信息至中心控制器, 通過中心控制器改變流量信息的形態, 以壓力或者流量的形式存在。

  2.2 傳感器中的計算機技術

  計算機技術對科技發展具有促進作用, 在各領域應用普遍。實際操作過程中, 可細分為常規軟件開發和嵌入式軟件開發兩大類。再進一步細化, 軟件開發工作中會涉及到處理器、單片機和各類關聯性程序。計算機技術的價值在實際應用過程中才能體現。用戶基于實際需求開發計算機程序, 有助于提高工作效率, 促進各項生產工作順利開展。計算機技術中融入傳感器原理, 可充分發揮單片機的優勢, 讀寫傳感器。傳統傳感元件依托熱敏電阻感應, 控制熱敏電阻值, 但后續實施過程中, 需處理相關信號。由于熱敏電阻穩定性不強, 很難準確測量溫度變化情況, 因此難以檢測系統整體的精度情況。

  3 實例分析

  應用計算機技術中的傳感器原理時, 溫度測量非常關鍵。實際生產工藝實施過程中, 溫度控制要求高, 過程嚴格。溫度監測過程中需應用CPU, 如果溫度超出規定范圍, 會有報警信號。具體生產操作中, 人們對溫度的關注度往往較高。對電子產品而言, 只有保持內外部溫度適宜, 才能使其始終處于正常工作狀態, 內部各類器件亦是如此。例如, 分別選定計算機和CPU溫度作為測量主體和測量對象, 如果溫度與實際情況不符合, 會發出報警信號。通常情況下, 機房環境溫度保持在23~25℃, 而內部馬達控制器對溫度也有要求。計算機軟件參數中, 溫度傳感器的價值不容忽略, 其可靈活控制計算機程序的流向, 在工業生產過程中具有極大價值。

  結語

  傳感器屬于高新技術范疇, 優勢明顯, 備受各領域關注。實踐操作中, 要明確傳感器的概念, 了解其應用范圍和計算機軟件技術的相關情況, 并廣泛應用于環境檢測、物聯網普及和自動化工業等各個領域, 促進各項生產工作的順利開展。

  參考文獻
  [1] 戴衛.計算機軟件技術中的傳感器原理分析[J].軍民兩用技術與產品, 2016 (18) :42-43.
  [2]郭蓉.淺談計算機軟件技術中的傳感器原理[J].數碼世界, 2017 (7) :8.
  [3]陳暉.計算機軟件技術中傳感器原理探討[J].電子技術與軟件工程, 2015 (22) :135.

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