浅谈光纤传感技术的应用与发展

随着光纤技术的不断进步,光纤传感技术在很多的领域得到应用与发展。文章概述了光纤传感技术的特点、分类,介绍了光纤传感技术的新近应用与发展,以期激发更多的科研工作者投身光纤传感技术创新研发,让光纤传感技术在我国经济建设和科学研究方面发挥更重要的作用。

磁性MEMS传感器制备技术及生物传感应用研究进展

对磁性传感器件的微电子机械系统(MEMS)加工技术以及在生物医学检测方面的应用进行了简单阐述,分析了磁性生物传感技术的工作原理,重点介绍了巨磁阻抗(GMI)、巨磁阻(GMR)和微磁通门传感器的MEMS制备工艺,其中详述了磁性传感器的材料、几何尺寸、结构以及基底对其性能的影响,总结了磁性生物传感器在生物检测中的研究进展,重点阐述了磁性生物传感器在磁性标签、癌症标志物、食源性细菌、病毒以及细胞检测方面的应用。最后,对当前磁性生物传感器在生物医学检测领域面临的问题进行了简要分析,并对磁性生物传感器未来的应用前景进行了展望,以期为研发新一代可用于临床检测磁性生物检测系统打下良好的基础。

基于反馈线性化法的同步磁阻电机跟踪控制

抑制同步磁阻电机的混沌而保持其稳定性是一个值得研究的重要问题。本文针对同步磁阻电机的混沌特性进行数值研究,利用李雅普诺夫指数分析同步磁阻电机不同的运动状态;并结合微分几何中的局部反馈线性化理论以及滑模控制理论设计了控制器。结果表明,给予输入输出反馈线性化的滑模控制方法能够实现对精确同步磁阻电机和不确定同步磁阻电机的输出信号的有效跟踪。

Rucklidge系统的反馈线性化控制

为了控制混沌Rucklidge系统的不稳定平衡点,本文首先采用数值分析的方法对该系统的混沌特性进行研究,结果表明Rucklidge系统具有十分丰富的动力学行为;然后根据微分几何理论,对Rucklidge系统进行全状态反馈线性化控制器的设计,实现对该系统不稳定平衡点的有效控制,并对比近似线性化方法设计的控制器效果。结果表明反馈线性化方法具有一定的优越性。

利用热力学第一定律分析一种磁力伪永动机

第一类永动机是一种想象中的不需外界输入能量便能够不断运动并且对外做功的机器。最近某些空想者声称能制造出磁力永动机。文中针对他们提出的一种以磁力和重力为驱动力的"永动机",通过利用热力学第一定律分析证明该"永动机"无法实现永动。任何科学研究都必须遵循自然规律,违背热力学相关理论的永动机是不可能造出来的。对于伪科学的思考和批判,不仅有利于人们正确地认识科学,而且有利于人们正确地认识世界。

两狭长平行板间液桥两端体积的计算

当微量液体被吸附在具有微小间距的两个固体表面时,会出现液桥现象.本论文以两狭长平板间的液桥为研究对象,建立三维液桥模型,计算液桥两端马鞍形液体体积,得到液桥形态特征参数与体积之间的数学关系.

无重力下水滴在两纤维间的形貌特征分析

运用最小自由能原理,数值计算了液滴在2个平行圆柱形纤维上的润湿行为.计算结果发现液滴的形貌取决于液滴体积大小和纤维之间的距离.当纤维的间距小于临界距离时,液滴为柱状形貌.当纤维的间距大于临界距离时,液滴为桶状液滴或者液滴桥,这取决于临界体积:当液滴体积大于临界体积时,液滴为桶状液滴平衡形貌;当液滴体积小于临界体积时,液滴为液滴桥形貌.该研究可用于了解纺织产品,例如运动服、卫生免洗材料和医疗产品中纤维的润湿和芯吸行为.

分数阶混沌同步磁阻电机的滑模控制

利用数值方法,计算了分数阶同步磁阻电机系统的最大李雅普诺夫指数,并对其状态值时间序列进行0-1测试,得出其出现混沌运动的最小阶数约为2.01,表明该系统在特定阶数和参数情况下会出现混沌振荡,进而严重影响电机动态性能和稳定性。通过考察控制系统的频率特征,基于无穷状态方法和滑模控制理论设计合理的控制器,借助李雅普诺夫方法,实现了该系统在无干扰和有干扰2种情况下的镇定控制,系统状态镇定控制的评价指标是系统能否迅速达到零值全局渐进稳定,数值仿真验证了本文方法的有效性。研究分数阶同步磁阻电机的镇定控制问题对工程实践中研究优良的控制方法提供了参考。

浅析当代大学生科学素养的基本内涵及培养

当代大学生科学素养的基本内涵主要包含崇高的思想品德、严谨的科学精神、科学的研究能力和开阔的科学视野等内容。当代大学生科学素养在培育方面存在的问题主要表现在思想认识上有偏差、培养模式上不科学、高等院校不重视。为了培育当代大学生的科学素养,应注重构建科学的人才培养方案、创新教学方法手段、提供科研实践活动平台和营造良好的环境。

受限水平狭缝中液桥的形貌和毛细力计算

以拉普拉斯方程为理论基础建立液桥三维外观轮廓的理论模型,计算水平狭缝中液桥的形貌特征参数和毛细力.将理论计算结果与实验结果、有限元软件仿真结果对比,得到了很好的一致性,证明了该模型的正确有效性.计算结果表明扎钉角随着间距的增加而增大,毛细力的大小与狭缝的高度宽度比和接触角密切相关.此外详细分析了(受限空间)狭缝中液桥形貌随着间距的变化与(不受限空间)典型液桥模型形貌变化规律不同的原因.

曲折结构钴基非晶薄带巨磁阻抗效应及其仿真分析

建立了曲折结构钴基非晶薄带近横向各向异性场巨磁阻抗效应的理论计算模型,通过Maxwell方程组以及带阻尼项的Landau-Lifshitz进动方程,对其巨磁阻抗效应(GMI)进行理论分析。着重讨论了曲折结构钴基非晶薄带的长度、宽度、线条间距以及工作频率和外加磁场等参数对GMI性能的影响。结果表明,在考虑非晶薄带微型化尺寸以及理想的GMI性能的情况下,曲折结构钴基非晶薄带的长度、宽度和线条间距之间存在一个比较理想的比例。根据理论计算结果,较为理想的结构参数分别为长度8 mm、间距60μm、宽度240μm,在工作频率为20 MHz的情况下,GMI比高达175%,理论计算结果为后续开展微型化薄带传感器的研制以及相关生物传感检测研究提供了一定的理论依据。

基于Arduino的显微观测平台的设计

为了模拟纺织品中衣物纤维的吸湿性能,搭建了能操控并观测微小体积(微升)液滴的实验平台。本实验平台将自行编写可执行程序上传到Arduino开发板中控制步进电动机的脉冲信号,使用步进电动机和数码显微镜来达到微观尺度的高精度间距控制和观察。通过控制纤维的间距来观察液滴的形貌变化,发现液滴形貌变化与纤维半径、液滴体积有关。当纤维半径是0.25mm时,小体积液滴(约小于1.2μL)随着间距的增加或者减少形貌具有可逆性,但是(相对的)大体积的液滴(约大于1.2μL)随着纤维间距的变化出现了滞后性。本文的研究对于纤维纺织品的制造和小规模液体的操纵或运输有参考作用。

心脏老化和收缩对螺旋波动力学的影响研究

通过用Greenberg-Hasting元胞自动机模型的邻域半径和激发阈值的增大来模拟心脏老化,用邻域半径交替变化代替心脏收缩与舒张,数值模拟研究了心脏老化和有规律收缩对螺旋波动力学的影响.结果表明:心脏老化会导致螺旋波漫游和不能产生螺旋波,既可以使螺旋波波长缩短和螺旋波周期维持不变,也可以使螺旋波的波长变长和周期增大;在心脏老化和有规律收缩共同作用下,系统可出现不同形状的螺旋波斑图、螺旋波发生破碎和消失等现象,给出了心力衰竭、心颤、死亡的发生概率,这些结果与流行病相关调查结果基本符合.

两包层长周期光纤光栅的原理及谱特性研究

光纤光栅传感器由于近来发展迅速,已被广泛应用到工程结构监测、工业生产与制造、生物化学等领域中。但由于光的波长变化是对其测量的数据的依据,故测量时针对的数据灵敏度很高。在两包层长周期光纤光栅的原理、谱特性的传输率、谐振波长漂移等方面对均匀长周期光纤光栅作了较为详细的研究。

基于光纤布拉格光栅的金属梁杨氏模量的测量

提出基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器和三点弯曲测试法测量金属梁杨氏模量的新方法。将FBG粘贴在待测金属梁上,采用三点弯曲测试法对待测金属梁进行负荷,推导出了一个具有普适性的,可以测量任意片状刚性固体材料的杨氏模量的公式,利用该公式分别对铁梁和铜梁的杨氏模量测量进行了实验研究。结果表明,采用FBG传感器测得的结果与标称值的误差分别为0.5%和0.6%,并且FBG的反射中心波长与负荷具有良好的线性关系。另外,FBG粘贴位置对测量结果影响不大。该方法在刚性固体材料杨氏模量的测量中有着潜在的应用前景。

整体性视野 梯度式建构——例谈解决语文“碎片化”教学的设计思想

碎片化是相对于整体性来说，也即整体分裂成许多个细小的片段。后现代文化呈现出零散性、片断化与缺乏连贯性的特征，碎片化是伴随着后现代文化的发展而衍生的，它概括了当代大众文化片断化、零散化的现状。在后现代文化背景下的许多领域也都表现出碎片化的趋向，比如天文、政治、传媒等。在现代教育领域也不例外，正如郑金洲所说：“无论是教育理论研究，还是教育实践研究，似乎正出现这样一种趋向，那就是关心当下具体的教育问题，单一的教育实际，片断的教育事实，零散的教育观点，我把它称之为‘碎片化＇”。

柯尼希定理的初步实验探究

通过注入液体的乒乓球弹跳实验来学习柯尼希定理。将乒乓球从同一个高度释放,实验记录乒乓球第一次弹跳高度与注入液体量的关系,分析反弹过程的动能与注入液体量的关系来快速理解柯尼希定理。同时建立简单模型计算弹跳过程中的能量损失,从理论上验证实验结果的合理性。