第一篇：論路由器的工作原理及應(yīng)用

論路由器的工作原理及應(yīng)用

自從20世紀(jì)90年代以來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了空前快速的發(fā)展，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)也使得世界越來越緊密地聯(lián)系在一起。作為架構(gòu)局域網(wǎng)，城域網(wǎng)，甚至Internet的基礎(chǔ)，路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用也越來越廣泛，隨之，對掌握路由、交換知識的人才的需求也呈上升趨勢，要求學(xué)習(xí)這方面網(wǎng)絡(luò)知識的人也越來越多。

計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備和傳輸介質(zhì)將處于不同地理位置的，功能獨(dú)特的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，通過功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件，實(shí)現(xiàn)位于不同地理位置的資源有效共享和信息傳遞的系統(tǒng)。那么路由器就在網(wǎng)絡(luò)中起到了一個(gè)非常重要的作用。路由器的結(jié)構(gòu)簡介

路由器一般由以下幾種芯片：

1、RAM

2、ROM

3、FLASH

4、NVRAM

5、Interfaces

路由器的啟動(dòng)過程

設(shè)備啟動(dòng)時(shí)首先進(jìn)行加電自檢（POST），只有當(dāng)設(shè)備的各個(gè)硬件都沒有問題的時(shí)候，設(shè)備才能正常進(jìn)入啟動(dòng)順序中的下面步驟。

當(dāng)設(shè)備的加電自檢完成，硬件沒有發(fā)現(xiàn)故障的時(shí)候，設(shè)備會(huì)查找配置注冊碼，依據(jù)其中的配置尋找IOS。一般的，IOS保存在設(shè)備的Flash芯片里。

找到IOS之后，設(shè)備將IOS提取到內(nèi)存運(yùn)行。然后設(shè)備會(huì)到NVRAM芯片中尋找啟動(dòng)配置。如果找到啟動(dòng)配置，則將其提取到內(nèi)存運(yùn)行，設(shè)備啟動(dòng)完畢；如果找不到啟動(dòng)配置，設(shè)備將提示用戶是否進(jìn)入Setup模式進(jìn)行配置，同時(shí)設(shè)備啟動(dòng)完成。

路由器的工作原理

路由器是工作在IOS的第三層上，它是基于IP的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。假如有兩臺不在同一網(wǎng)段中的主機(jī)想要通信，該怎么辦呢？那么我們的路由器就發(fā)揮出它強(qiáng)大的功能了。首先，在主機(jī)1的應(yīng)用層上向主機(jī)2發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流在主機(jī)1的傳輸層上被分成了數(shù)據(jù)段，然后這些數(shù)據(jù)段從傳輸層向下進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)層，準(zhǔn)備在這里封裝成為數(shù)據(jù)包。這個(gè)數(shù)據(jù)包就是為數(shù)據(jù)段加上IP包頭，而IP包頭中主要的一部分就是源IP和目的IP地址。這個(gè)IP地址是邏輯地址，能夠表示設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的邏輯位置，路由器就是通過檢查IP包頭的源IP地址和目的IP地址，從而知道這個(gè)包從哪里來，到那里去。在數(shù)據(jù)包封裝完成后，主機(jī)1將數(shù)據(jù)包向下發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈路層上進(jìn)行幀的封裝，在這一層里要為數(shù)據(jù)包封裝幀頭部和尾部的校驗(yàn)碼。幀頭部主要就是源MAC地址和目的MAC地址，我們知道MAC地址也叫物理地址，它是表示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備物理存在的地址，數(shù)據(jù)包的傳輸歸根結(jié)底就是依賴于MAC地址的。那么這兩個(gè)主機(jī)由于不在同一網(wǎng)段，他們之間就要必須經(jīng)過路由器。當(dāng)主機(jī)1發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)發(fā)現(xiàn)不在當(dāng)前網(wǎng)段，就會(huì)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，由默認(rèn)網(wǎng)關(guān)把這個(gè)數(shù)據(jù)包由路由發(fā)送到目的IP網(wǎng)段。

假如默認(rèn)網(wǎng)關(guān)不知道的情況下，主機(jī)1可以通過ARP地址解析得到自己的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的MAC地址，并將它緩存起來以備使用。

當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)路由器的接口之后，首先被存放在接口的緩存里進(jìn)行校驗(yàn)以確定數(shù)據(jù)幀在傳輸過程中有沒有損壞，然后路由器會(huì)把數(shù)據(jù)幀的二層封裝拆掉，取出其中的數(shù)據(jù)包，之后，主機(jī)1所封裝的幀頭部的使命就完成了，然后就被丟棄。

路由器將數(shù)據(jù)包中的包頭送往路由處理器，路由處理器讀取其中的目的IP地址，然后在自己的路由表里查找是否存在它所在網(wǎng)段的路由。

在路由器的路由表中記載了所知道的所有的網(wǎng)段路由，路由器之所以能夠把數(shù)據(jù)包傳遞到目的地就是依靠路由表來實(shí)現(xiàn)的。只有數(shù)據(jù)包想要去的目的網(wǎng)段存在于路由器的路由表中，這個(gè)數(shù)據(jù)包才能夠被發(fā)送到目的地去。

如果路由表中沒有查找到相關(guān)的路由信息，路由器就會(huì)丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)包，并向它的源設(shè)備——也就是主機(jī)1發(fā)送“destination network unavaiable”的ICMP的信息，告知這臺設(shè)備——目的網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。

假如路由器的路由表中有目的網(wǎng)絡(luò)的路由信息，路由處理器根據(jù)路由表里的信息，對數(shù)據(jù)包重新進(jìn)行幀封裝，由于這次的數(shù)據(jù)包是由路由器的另外一個(gè)接口發(fā)送出去的，那么這里的源MAC地址就是這個(gè)接口的MAC地址，目的MAC地址就是主機(jī)2的MAC地址，當(dāng)然主機(jī)2的MAC地址是由路由器用ARP協(xié)議解析得來存放在緩存里的。如果ARP緩存里沒有主機(jī)2的MAC地址，路由器就會(huì)發(fā)出ARP解析廣播來得到它。

當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)主機(jī)2后，主機(jī)2首先對幀封裝的目的MAC地址與自己的MAC地址進(jìn)行查驗(yàn)，看看是否與自己的MAC地址是否一樣。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不一致時(shí)，主機(jī)2就會(huì)把該幀丟棄。當(dāng)主機(jī)2檢查無誤后，主機(jī)2會(huì)檢查幀尾的校驗(yàn)碼，看看數(shù)據(jù)是由有損壞。如果數(shù)據(jù)是完整的之后，主機(jī)2會(huì)拆掉幀的封裝，把里面的數(shù)據(jù)包拿出來，向上傳送給網(wǎng)絡(luò)層處理。網(wǎng)絡(luò)層核對目的IP地址無誤后會(huì)拆掉IP包頭，將數(shù)據(jù)段向上傳送給傳輸層處理，到此，數(shù)據(jù)包的路由過程就結(jié)束了。

路由器和二層交換機(jī)的區(qū)別

上面講解了路由器的工作原理，下面來講一下交換機(jī)的工作原理以對于路由器進(jìn)行比較。路由器的使用使用數(shù)據(jù)包，而一般的二層交換機(jī)使用二層交換轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。

二層交換機(jī)是工作在二層的設(shè)備，所以他們是根據(jù)查詢MAC地址來實(shí)現(xiàn)互相通信的設(shè)備。它是在一個(gè)接口上收到數(shù)據(jù)幀并且從另一個(gè)接口上將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去的過程。

而路由器是工作在三層的設(shè)備，他們的不同在于：用來確定數(shù)據(jù)幀將被發(fā)送到哪個(gè)接口的信息類型不同。

二層交換是基于MAC地址的，而路由器是基于網(wǎng)絡(luò)層地址的。

二層交換機(jī)通過讀取封裝在數(shù)據(jù)幀里頭的目的MAC地址，了解該數(shù)據(jù)幀所要去的物理位置，然后通過和MAC表里的條目對比，找到該數(shù)據(jù)幀所要被發(fā)送出去的端口或接口，將它轉(zhuǎn)發(fā)。如果該目的MAC地址在MAC地址表里沒有記錄，則向除了接收到數(shù)據(jù)幀的端口以外的交換機(jī)的所有其他端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀。這種交換機(jī)向所有端口發(fā)送相同數(shù)據(jù)幀的動(dòng)作叫做“洪泛” 而路由器是通過讀取封裝在數(shù)據(jù)包頭部的目的IP地址，了解該數(shù)據(jù)包所要去的邏輯位置，然后通過和路由表里面的條目進(jìn)行比對，找到該數(shù)據(jù)包所要被發(fā)送出去的接口，并將它轉(zhuǎn)發(fā)。如果這個(gè)數(shù)據(jù)包的目的IP地址在路由表里面沒有，那么路由器則會(huì)丟棄該數(shù)據(jù)包。

路由器的基礎(chǔ)命令和步驟

一般來說，可以用5種方式來進(jìn)行路由器設(shè)置：

1、Console口接終端或運(yùn)行終端仿真軟件的計(jì)算機(jī)

2、AUX口接MODEM，通過電話線與遠(yuǎn)方的終端或運(yùn)行終端仿真軟件的計(jì)算機(jī)相連

3、通過Ethernet上的TFTP服務(wù)器

4、通過Ethernet上的TELNET程序

5、通過Ethernet上的SNMP網(wǎng)管工作站

命令狀態(tài)

1.router>

路由器處于用戶命令狀態(tài)，這時(shí)用戶可以看路由器的連接狀態(tài)，訪問其它網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)，但不能看到和設(shè)置路由器的設(shè)置內(nèi)容。

2.router#

路由器處于特權(quán)命令狀態(tài)，這時(shí)不但可以執(zhí)行所有的用戶命令，還可以看到和設(shè)置路由器的設(shè)置內(nèi)容。

3.router(config)#

路由器處于全局設(shè)置狀態(tài)，這時(shí)可以設(shè)置路由器的全局參數(shù)。

4.router(config-if)#;router(config-line)#;router(config-router)#??

路由器處于局部設(shè)置狀態(tài)，這時(shí)可以設(shè)置路由器某個(gè)局部的參數(shù)。

5.只有路由器處于RXBOOT狀態(tài)，在開機(jī)后60秒內(nèi)按ctrl-break可進(jìn)入此狀態(tài)，這時(shí)路由器不能完成正常的功能，只能進(jìn)行軟件升級和手工引導(dǎo)。

6.設(shè)置對話狀態(tài)這是一臺新路由器開機(jī)時(shí)自動(dòng)進(jìn)入的狀態(tài)，在特權(quán)命令狀態(tài)使用SETUP命令也可進(jìn)入此狀態(tài)。這時(shí)可通過對話方式設(shè)置路由器。

設(shè)置對話過程

利用設(shè)置對話過程可以避免手工輸入命令的煩瑣，但它還不能完全代替手工設(shè)置，一些特殊的設(shè)置還必須通過手工輸入的方式完成。進(jìn)入設(shè)置對話過程后，路由器首先會(huì)顯示一些提示信息：

---SystemConfigurationDialog---

Atanypointyoumayenteraquestionmark'?'forhelp.Usectrlctoabortconfigurationdialogatanyprompt.Defaultsettingsareinsquarebrackets'[]'.Status Protocol

Ethernet0 unassigned NO unset up up

Serial0 unassigned NO unset up up

?? ?? ? ?? ? ?

1.設(shè)置路由器名：

Enterhostname[Router]:

2.設(shè)置進(jìn)入特權(quán)狀態(tài)的密文（secret），此密文在設(shè)置以后不會(huì)以明文方式顯示：Theenablesecretisaone-waycryptographicsecretusedinsteadoftheenablepasswordwhenitexists.--Enterenablesecret:cisco

3.設(shè)置進(jìn)入特權(quán)狀態(tài)的密碼(password)，此密碼只在沒有密文時(shí)起作用，并且在設(shè)置以后會(huì)以明文方式顯示：Theenablepasswordisusedwhenthereisnoenablesecretandwhenusingoldersoftwareandsomebootimages.--Enterenablepassword:pass 4.設(shè)置虛擬終端訪問葉的密碼：--Entervirtualterminalpassword:cisco

5.詢問是否要設(shè)置路由器支持的各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：

--ConfigureSNMPNetworkManagement?[yes]:

--ConfigureDECnet?[no]:--ConfigureAppleTalk?[no]:

--ConfigureIPX?[no]:--ConfigureIP?[yes]:

--ConfigureIGRProuting?[yes]:--ConfigureRIProuting?[no]:

兩個(gè)校區(qū)之間通過路由實(shí)現(xiàn)互相通信

假如北校區(qū)有兩臺主機(jī)，南校區(qū)有兩臺主機(jī)，他們之間不在同一網(wǎng)段，而且想要互相通信，我們應(yīng)該怎么辦呢？

我們先將北校區(qū)的PC1的IP地址設(shè)置為192.168.1.10 255.255.255.0和PC0的IP地址設(shè)置為192.168.1.20 255.255.255.0。

然后將南校區(qū)的PC2的IP地址設(shè)置為192.168.2.10

255.255.255.0和PC3的IP地址設(shè)置為192.168.2.20

255.255.255.0。

然后將北校區(qū)的網(wǎng)關(guān)地址設(shè)置為192.168.1.1

南校區(qū)的網(wǎng)關(guān)地址設(shè)置為192.168.2.1 下面我們來設(shè)置路由器的接口（網(wǎng)關(guān)地址），北校區(qū)的接口的網(wǎng)關(guān)地址設(shè)置為192.168.1.1。南校區(qū)的接口的網(wǎng)關(guān)地址設(shè)置為192.168.2.1。接下來我們來設(shè)置路由器的配置：

Router> Router>en Router#conf Router#configure ter Router#configure terminal

Enter configuration commands, one per line.End with CNTL/Z.Router(config)#in Router(config)#interface fa0/0 Router(config-if)#no s Router(config-if)#no shu Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#exit Router(config)#inte fa0/0 Router(config-if)#ip addr 192.168.1.1 255.255.255.0 Router(config-if)#exit Router(config)#int fa0/1 Router(config-if)#ip addr 192.168.2.1 255.255.255.0 Router(config-if)#no shu Router(config-if)#exit Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.0 Router(config)#exit 這樣就可以使兩個(gè)校區(qū)進(jìn)行通信了。

第二篇：壓力傳感器原理及應(yīng)用

壓力傳感器原理及應(yīng)用

壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用

1、應(yīng)變片壓力傳感器原理與應(yīng)用力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。在了解壓阻式力傳感器時(shí)，我們首先認(rèn)識一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)點(diǎn)擊瀏覽該文件如圖1所示，是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。電阻應(yīng)變片的工作原理金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示： 式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω·cm2/m）S——導(dǎo)體的截面積（cm2）L——導(dǎo)體的長度（m）我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時(shí)，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長度減小而截面增加，電阻值則會(huì)減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情

2、陶瓷壓力傳感器原理及應(yīng)用抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強(qiáng)，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。

3、擴(kuò)散硅壓力傳感器原理及應(yīng)用 工作原理 被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。原理圖 點(diǎn)擊瀏覽該文件

4、藍(lán)寶石壓力傳感器原理與應(yīng)用利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有無與倫比的計(jì)量特性。藍(lán)寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會(huì)發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象；藍(lán)寶石比硅要堅(jiān)固，硬度更高，不怕形變；藍(lán)寶石有著非常好的彈性和絕緣特性（1000 OC以內(nèi)），因此，利用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng)；另外，硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復(fù)性，確保了高成品率。用硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最惡劣的工作條件

下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價(jià)比

高。表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構(gòu)成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路的藍(lán)寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅(jiān)固的連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅-藍(lán)寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會(huì)發(fā)生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。傳感器的電路能夠保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍(lán)寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，從而達(dá)到壓力測量的目的。

5、壓電壓力傳感器原理與應(yīng)用壓電傳感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(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小（也就說壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)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。壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因?yàn)闇y量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛

壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。

我們知道，晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時(shí)，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)；當(dāng)機(jī)械力撤掉之后，又會(huì)重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時(shí)候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)，這就是所謂的極化效應(yīng)。科學(xué)家就是根據(jù)這個(gè)效應(yīng)研制出了壓力傳感器。

壓電傳感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(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小（也就說壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。

壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)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。壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因?yàn)闇y量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。

除了壓電傳感器之外，還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器，利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料，在不同的場合能夠發(fā)揮它們獨(dú)特的用途。

這種壓力變送器主要利用液體或氣體在檢測器件上形成的壓力來檢測液體或者氣體的流量或壓強(qiáng)。把這種壓力信號轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的0～10V或者4～20mA電信號。以便控制使用。壓力和電信號的轉(zhuǎn)化主要由各種壓力傳感器的核心部件完成。核心部件主要由壓力檢測體和放大電路組成。

第三篇：gps原理及應(yīng)用

《gps原理及應(yīng)用》

1、gps定位技術(shù)相對于其他定位技術(shù)的特點(diǎn)：（1）觀測站之間無需通視（2）定位精度高（3）觀測時(shí)間短（4）提供三維坐標(biāo)（5）操作簡便（6）全天候作業(yè)

2、簡述gps定位系統(tǒng)的構(gòu)成，并說明各部分的作用：由三部分組成:空間部分—GPS星座(GPS星座是由24顆衛(wèi)星組成的星座，其中21顆是工作衛(wèi)星，3顆是備份衛(wèi)星);地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分—GPS 信號接收機(jī)。GPS的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個(gè)軌道面上(每個(gè)軌道面4 顆),軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α５孛婵刂撇糠钟梢粋€(gè)主控站,5 個(gè)全球監(jiān)測站和3 個(gè)地面控制站組成。用戶設(shè)備部分即GPS 信號接收機(jī)。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星,并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。

3、Wgs-84坐標(biāo)是如何構(gòu)建的：一種國際上采用的地心坐標(biāo)系。坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的Z軸指向BIH（國際時(shí)間）1984.O定義的協(xié)議地球極（CTP)方向，X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系，稱為1984年世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)。

GPS廣播星歷是以WGS-84坐標(biāo)系為根據(jù)的

4、水準(zhǔn)面：靜止的水面稱為水準(zhǔn)面，水準(zhǔn)面是受地球表面重力場影響而形成的，是一個(gè)處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面，因此是一個(gè)重力場的等位面。設(shè)想一個(gè)靜止的海水面擴(kuò)展到陸地部分。這樣，地球的表面就形成了一個(gè)較地球自然表面規(guī)則而光滑的曲面，這個(gè)曲面被稱為水準(zhǔn)面。

大地水準(zhǔn)面：一個(gè)與靜止的平均海水面重合并延伸到大陸內(nèi)部的包圍整個(gè)地球的封閉的重力位水準(zhǔn)面。

高程：的是某點(diǎn)沿鉛垂線方向到絕對基面的距離，稱絕對高程。簡稱高程。某點(diǎn)沿鉛垂線方向到某假定水準(zhǔn)基面的距離，稱假定高程。原子時(shí)：原子時(shí)：ATI（inernational atomic time），以物質(zhì)的原子內(nèi)部發(fā)射的電磁振蕩頻率為基準(zhǔn)的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)[1]。原子時(shí)的初始?xì)v元規(guī)定為 1958年1月1日世界時(shí)0時(shí)，秒長定義為銫-133 原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級間在零磁場下躍遷輻射9192631770周所持續(xù)的時(shí)間。這是一種均勻的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)。由于世界時(shí)存在不均勻性和歷書時(shí)的測定精度低，1967年起，原子時(shí)已取代歷書時(shí)作為基本時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)。

Gps時(shí)：GPS時(shí)鐘也是基于最新型GPS高精度定位授時(shí)模塊開發(fā)的基礎(chǔ)型授時(shí)應(yīng)用產(chǎn)品。能夠按照用戶需求輸出符合規(guī)約的時(shí)間信息格式，從而完成同步授時(shí)服務(wù)。其主要原理是通過GPS或其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號馴服晶振，從而實(shí)現(xiàn)高精度的頻率和時(shí)間信號輸出，是目前達(dá)到納秒級授時(shí)精度和穩(wěn)定度在1E12量級頻率輸出的最有效方式。

5、參心坐標(biāo)系和地心坐標(biāo)系的區(qū)別：

參心坐標(biāo)系

reference-ellipsoid-centric coordinate system

是以參考橢球的幾何中心為原點(diǎn)的大地坐標(biāo)系。通常分為：參心空間直角坐標(biāo)系（以x，y，z為其坐標(biāo)元素）和參心大地坐標(biāo)系（以B，L，H為其坐標(biāo)元素）。[1]

參心坐標(biāo)系是在參考橢球內(nèi)建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點(diǎn)O為參考橢球的幾何中心，X軸與赤道面和首子午面的交線重合，向東為正。Z軸與旋轉(zhuǎn)橢球的短軸重合，向北為正。Y軸與XZ平面垂直構(gòu)成右手系。

“參心”意指參考橢球的中心。在測量中，為了處理觀測成果和傳算地面控制網(wǎng)的坐標(biāo)，通常須選取一參考橢球面作為基本參考面，選一參考點(diǎn)作為大地測量的起算點(diǎn)（大地原點(diǎn)），利用大地原點(diǎn)的天文觀測量來確定參考橢球在地球內(nèi)部的位置和方向。參心大地坐標(biāo)的應(yīng)用十分廣泛，它是經(jīng)典大地測量的一種通用坐標(biāo)系。根據(jù)地圖投影理論，參心大地坐標(biāo)系可以通過高斯投影計(jì)算轉(zhuǎn)化為平面直角坐標(biāo)系，為地形測量和工程測量提供控制基礎(chǔ)。由于不同時(shí)期采用的地球橢球不同或其定位與定向不同，在我國歷史上出現(xiàn)的參心大地坐標(biāo)系主要有BJZ54（原）、GDZ80和BJZ54等三種。

地心坐標(biāo)系

geocentric coordinate system

以地球質(zhì)心為原點(diǎn)建立的空間直角坐標(biāo)系，或以球心與地球質(zhì)心重合的地球橢球面為基準(zhǔn)面所建立的大地坐標(biāo)系。

以地球質(zhì)心(總橢球的幾何中心)為原點(diǎn)的大地坐標(biāo)系。通常分為地心空間直角坐標(biāo)系(以x，y，z為其坐標(biāo)元素)和地心大地坐標(biāo)系(以B，L，H為其坐標(biāo)元素)。

地心坐標(biāo)系是在大地體內(nèi)建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點(diǎn)O設(shè)在大地體的質(zhì)量中心，用相互垂直的X，Y，Z三個(gè)軸來表示，X軸與首子午面與赤道面的交線重合，向東為正。Z軸與地球旋轉(zhuǎn)軸重合，向北為正。Y軸與XZ平面垂直構(gòu)成右手系。

6、廣播星歷 ：衛(wèi)星發(fā)播的預(yù)報(bào)一定時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星軌道信息的電文信息。

精密星歷：供衛(wèi)星精密定位所使用的衛(wèi)星軌道信息。

區(qū)別是，前者是預(yù)報(bào)星歷，后者是后處理星歷

7、載波相位測量的原理：載波信號量測精度優(yōu)于波長的1/100，載波波長（L1=19cm, L2=24cm）比C/A碼波長(C/A=293m)短得多，所以GPS測量采用載波相位觀測值可以獲得比偽距（C/A碼或P碼）定位高得多的成果精度。

偽距測量的原理：GPS接收機(jī)對測距碼的量測就可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，由于含有接收機(jī)衛(wèi)星鐘的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對C/A碼測得的偽距稱為C/A碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。

8、絕對定位又稱為單點(diǎn)定位，這是一種采用一臺接收機(jī)進(jìn)行定位的模式，它所確定的是接收機(jī)天線的絕對坐標(biāo)。這種定位模式的特點(diǎn)是作業(yè)方式簡單，可以單機(jī)作業(yè)。絕對定位一般用于導(dǎo)航和精度要求不高的應(yīng)用中。相對定位又稱為差分定位，這種定位模式采用兩臺以上的接收機(jī)，同時(shí)對一組相同的衛(wèi)星進(jìn)行觀測，以確定接收機(jī)天線間的相互位置關(guān)系。

接收設(shè)備安置在運(yùn)動(dòng)的載體上的定位成為動(dòng)態(tài)定位

9、Gps定位原理：GPS的基本定位原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接收到這些信息后，經(jīng)過計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置，三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。

10、Gps誤差來源有哪些：（1）與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素（2）與傳播路徑有關(guān)的因素（3）接收機(jī)有關(guān)的因素（4）GPS控制部分人為或計(jì)算機(jī)造成的影響，數(shù)據(jù)處理軟件的影響，固體潮、極潮和海水負(fù)荷的影響，相對論效應(yīng)。

11、Gps控制網(wǎng)布點(diǎn)原則：（1）周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高度角不宜超過15度；（2）遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離不小于200m；遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不小于50m；（3）附近不應(yīng)有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號的物件（如大型建筑物等）；（4）交通方便，并有利于其他測量手段擴(kuò)展和聯(lián)測；（5）地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點(diǎn)的保存；（6）AA、A、B級GPS點(diǎn)，應(yīng)選在能長期保存的地點(diǎn)；（7）充分利用符合要求的舊有控制點(diǎn)；（8）選站時(shí)應(yīng)盡可能使測站附近的小環(huán)境（地形，地貌，植被等）與周圍的大環(huán)境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。

12、基線：三角測量中推算三角鎖、網(wǎng)起算邊長所依據(jù)的基本長度邊。

觀測時(shí)段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時(shí)間段，簡稱時(shí)段。

同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機(jī)同時(shí)對同一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測。同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)。獨(dú)立觀測環(huán)：由獨(dú)立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨(dú)立環(huán)。

異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。獨(dú)立基線：對于N臺GPS接收機(jī)的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨(dú)立基線數(shù)為N-1。

非獨(dú)立基線：除獨(dú)立基線外的其它基線叫非獨(dú)立基線，總基線數(shù)與獨(dú)立基線之差即為非獨(dú)立基線數(shù)。

13、同步網(wǎng)之間的連接方式有哪些？

對于由N臺GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步圖形中一個(gè)時(shí)斷包含的GPS基線數(shù)為：

但其中僅有N-1條是獨(dú)立的GPS邊，其余為非獨(dú)立邊。當(dāng)接收機(jī)數(shù)N=2～5時(shí)所構(gòu)成的同步圖形

當(dāng)同步觀測的GPS接收機(jī)數(shù)N≥3時(shí)，同步閉合環(huán)的最少數(shù)應(yīng)為：

14、Gps網(wǎng)形設(shè)計(jì)原則：（1）GPS網(wǎng)中不應(yīng)存在自由基線。所謂自由基線是指不構(gòu)成閉合圖形的基線，由于自由基線不具備發(fā)現(xiàn)粗差的能力，因而必須避免出現(xiàn)，也就是GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨(dú)立基線構(gòu)成閉合圖形。（2）GPS網(wǎng)中的閉合條件中基線數(shù)不可過多。網(wǎng)中各點(diǎn)最好有三條或更多基線分支，以保證檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性，使網(wǎng)中的精度、可靠性較均勻。（3）GPS網(wǎng)應(yīng)以“每個(gè)點(diǎn)至少獨(dú)立設(shè)站觀測兩次”的原則布網(wǎng)。這樣不同接收 機(jī)數(shù)測量構(gòu)成的網(wǎng)之精度和可靠性指標(biāo)比較接近。（4）為了實(shí)現(xiàn)GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換GPS網(wǎng)至少應(yīng)與地面網(wǎng)有2個(gè)重合點(diǎn)。

15、數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的：對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、加工、整理、分流并產(chǎn)生各種專用信息文件，為進(jìn)一步平差計(jì)算做準(zhǔn)備。

Gps測量定位技術(shù)設(shè)計(jì)及技術(shù)總結(jié)包括那些內(nèi)容？

在gps測量工作完成后，應(yīng)按要求編寫技術(shù)總結(jié)報(bào)告，其具體內(nèi)容包括外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大部分。外業(yè)技術(shù)總結(jié)內(nèi)容

測區(qū)范圍與位置，自然地理?xiàng)l件，氣候特點(diǎn)，交通及電信、電源等情況

任務(wù)來源，測區(qū)已有測量情況，項(xiàng)目名稱，施測目的和基本精度要求；

施測單位，施測起訖時(shí)間，技術(shù)依據(jù)，作業(yè)人員情況； 接收設(shè)備作業(yè)儀器類型與數(shù)量、精度、檢驗(yàn)情況； 點(diǎn)位觀測質(zhì)量評價(jià)，埋石與重合點(diǎn)情況； 觀測方法要點(diǎn)與補(bǔ)測、重測情況； 外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與野外數(shù)據(jù)檢驗(yàn)情況 內(nèi)業(yè)技術(shù)總結(jié)內(nèi)容：

數(shù)據(jù)處理方案、所采用的軟件、所采用的星歷、起算數(shù)據(jù)、坐標(biāo)系統(tǒng)，以及無約束、約束平差情況。誤差檢驗(yàn)及相關(guān)參數(shù)與平差結(jié)果的精度估計(jì)等。

上交成果中尚存在的問題和需要說明的其他問題、建議或改進(jìn)意見 綜合附表與附圖

16、GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的是：①對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波檢驗(yàn)，剔除粗差；②統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式并將各類數(shù)據(jù)文件加工成標(biāo)準(zhǔn)化文件（如GPS衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化，衛(wèi)星時(shí)鐘鐘差標(biāo)準(zhǔn)化，觀測值文件標(biāo)準(zhǔn)化等）；③找出整周跳變點(diǎn)并修復(fù)觀測值(整周跳變的修復(fù)見5.3.3)；④對觀測值進(jìn)行各種模型改正。

17、Gps基線向量網(wǎng)平差有哪些類型：三維無約束平差法，二維約束平差，三維聯(lián)合平差，二維聯(lián)合平差

18、Gps信號接收機(jī)分類：按工作原理分為，碼相關(guān)型接收機(jī)，平方型接收機(jī)，混合型接收機(jī)。按接收機(jī)用途分為：導(dǎo)航型接收機(jī)，測量型接收機(jī)，授時(shí)型接收機(jī)。按接收機(jī)接收的載波頻率分為，單頻接收機(jī)，雙頻接收機(jī)。按接收機(jī)的通道數(shù)分為，多通道接收機(jī)，序貫通道接收機(jī)，多路復(fù)用通道接收機(jī)

19、Gps信號接收機(jī)的工作原理：當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時(shí)，接收機(jī)能夠捕獲到按一不定期衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行；對所接收到的GPS信號，具有變換、放大和處理的功能，以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間。

第四篇：抗腐蝕陶瓷壓力傳感器工作原理及應(yīng)用

抗腐蝕陶瓷壓力傳感器工作原理及應(yīng)用

抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面、室膜片的表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋(閉橋)，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性，與激勵(lì)電壓成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0、3.0、3.3mV等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0℃~70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。

陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和震動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40℃~135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電器絕緣程度大于2KV，輸出信號強(qiáng)，長期穩(wěn)定性好。高特性、低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其他類型傳感器的趨勢，在中國越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。

第五篇：電解池的工作原理及應(yīng)用教案

電解池的工作原理及應(yīng)用教案

教學(xué)內(nèi)容：電解池的工作原理及應(yīng)用(課時(shí)1)教學(xué)目標(biāo)：

（1）知識目標(biāo)――學(xué)生理解電解池工作原理，掌握電解池構(gòu)成條件，正確書寫電解池反應(yīng)式、電極反應(yīng)式，為學(xué)習(xí)飽和食鹽水的電解和電鍍打下理論基礎(chǔ)。

（2）能力目標(biāo)――通過對電解池工作原理的探究，培養(yǎng)學(xué)生觀察、比較、分析、推理、歸納、總結(jié)等能力。

（3）德育目標(biāo)――通過對比原電池和電解池的工作原理及變化實(shí)質(zhì)，對學(xué)生進(jìn)行辯證唯主義教育，同時(shí)利用大量化學(xué)史知識對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)史教育，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于探索的精神。授課類型：新授課

教學(xué)方法：探究啟發(fā)、討論、對比 教具準(zhǔn)備：多媒體課件等

教學(xué)重點(diǎn)：電解的基本原理

教學(xué)難點(diǎn)：電解中離子的放電實(shí)質(zhì)

教學(xué)過程：

[引入]現(xiàn)在電動(dòng)車使用的越來越多了，那么電動(dòng)車使用和充電過程分別發(fā)生了什么樣的能量變化？

[復(fù)習(xí)]順帶復(fù)習(xí)原電池的有關(guān)知識

[設(shè)問]請同學(xué)們回憶金屬導(dǎo)電跟電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）導(dǎo)電在方式上有何不同？當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）時(shí)，會(huì)不會(huì)發(fā)生什么實(shí)質(zhì)性的變化呢？如果有，其結(jié)果如何呢？

[思考]學(xué)生觀察課本P17圖1-21熔融態(tài)氯化鈉通電前后離子的運(yùn)動(dòng)，作簡單分析。[板書]電解：在直流電的作用下，在兩電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。

[過渡]剛才分析的熔融態(tài)氯化鈉中只有兩種陰陽離子，那么電解CuCl2 溶液又如何呢？ [設(shè)問]請同學(xué)們分析通電前溶液中有哪些離子，離子如何運(yùn)動(dòng)？

通電后離子如何運(yùn)動(dòng)？ [演示]多媒體演示電解CuCl2 溶液的實(shí)驗(yàn)。

觀察兩碳棒及電解液有什么變化，出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

[追問]當(dāng)CuCl2 溶液中通過電流時(shí)，為什么會(huì)產(chǎn)生單質(zhì)銅和氯氣呢? [思考]為何當(dāng)一個(gè)電極存在多種可能的放電離子時(shí)，不是大家共同放電，而是只有一種離子放電？放電能力與什么因素有關(guān)？

[分析]（根據(jù)兩極反應(yīng)的實(shí)質(zhì)分析）

陰極： ___電子，發(fā)生____反應(yīng)，離子_____越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。

[結(jié)論]常見陽離子放電順序： Ag>Fe>Cu>H>Fe>Zn>Al>Mg>Na [分析]陽極：___電子，發(fā)生____反應(yīng)，離子_____越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。

[結(jié)論]①當(dāng)陽極為惰性電極(石墨、鉑、金)時(shí), 常見陰離子放電順序： S2ˉ

> I-

> Br

+

3+

2+

+

2+

2+

3+

2+

+[結(jié)論]②當(dāng)陽極為金屬電極(除鉑、金)時(shí)，金屬電極優(yōu)先放電。

[總結(jié)]分析電解反應(yīng)的一般思路：首先明確溶液中存在哪些離子 → 陰陽兩極附近有哪些離子（注意電極材料）→ 根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物。

[總結(jié)歸納]原電池與電解池在能量轉(zhuǎn)換、離子的遷移方向、發(fā)生氧化反應(yīng)的電極、發(fā)生還原反應(yīng)的電極的不同及在反應(yīng)原理上的相同點(diǎn)。

[練習(xí)鞏固]舉例以石墨為兩極電解常見的酸、堿、鹽溶液，讓學(xué)生分析放電離子、寫出電極反應(yīng)及產(chǎn)物。如：

硫酸溶液： 鹽酸： NaOH溶液: CuBr2溶液： KCl溶液： CuSO4溶液： Na2SO4溶液：

[作業(yè)布置]根據(jù)本節(jié)重點(diǎn)布置課本P20練習(xí)與實(shí)踐1、2為作業(yè)。

板書設(shè)計(jì)

電解：在直流電的作用下，在兩電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。

陰極：得電子，還原反應(yīng) 陽極：失電子，氧化反應(yīng)