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基于PDMS的FPI高灵敏度温度与气压传感器

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传感技术学报 2024年第4期37卷 581-588页

作者：曹庭水胡传菊李丽方婷李宏江超湖北师范大学物理与电子科学学院湖北黄石435002

为了满足生产实际对高灵敏度温度和气压测量的需要,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一款新型的高灵敏度温度与气压光纤传感器。传感器由两个自由光谱范围相近的法布里-珀罗干涉仪(FPI)并联构成,两个FPI由单模光纤端面涂覆PDMS制成。由于... 详细信息

为了满足生产实际对高灵敏度温度和气压测量的需要,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一款新型的高灵敏度温度与气压光纤传感器。传感器由两个自由光谱范围相近的法布里-珀罗干涉仪(FPI)并联构成,两个FPI由单模光纤端面涂覆PDMS制成。由于PDMS具有优良的热敏性和弹性,基于PDMS的FPI具有较好的温度和压力敏感性。将两个自由光谱范围相近的FPI并联后,形成一个光学游标效应传感器,进一步放大了传感器灵敏度。实验结果表明传感器的温度和气压灵敏度分别为2.7893 nm/℃和15.5079 nm/MPa,而单个FPI的温度与气压灵敏度分别为0.2508 nm/℃和1.5181 nm/MPa,灵敏度被分别放大了11.1和10.2倍。该传感器结构简单、制作容易、尺寸紧凑、成本低、灵敏度高、重复性和稳定性好,具有一定的实际应用价值。

关键词：光纤传感器光纤法布里-珀罗干涉仪光学游标效应气压与温度 PDMS

基于单片机和PID算法的温度智能控制系统设计

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现代电子技术 2024年第8期47卷 83-89页

作者：祖一康徐妙婧黄冈师范学院机电与智能制造学院湖北黄冈438000 黄冈师范学院物理与电信学院湖北黄冈438000

为提高温度控制的智能化水平,设计一种智能温度控制系统。该系统以STC89C52单片机为控制器,采用PID算法控制温度,具有语音播报和手机远程控制等功能。采用DS18B20温度传感器采集环境温度;设计LCD12864显示电路实时显示当前温度、温度上... 详细信息

为提高温度控制的智能化水平,设计一种智能温度控制系统。该系统以STC89C52单片机为控制器,采用PID算法控制温度,具有语音播报和手机远程控制等功能。采用DS18B20温度传感器采集环境温度;设计LCD12864显示电路实时显示当前温度、温度上下限以及温度状态;设计WT588D语音提醒电路,当测量温度小于下限或大于上限时发出语音提醒;设计按键电路实现温度上下限值的设定;设计蓝牙通信电路,与手机APP通信,实现远程控制;采用PID算法输出控制量,控制固态继电器驱动加热或降温装置,实现温度控制。其次,对温度控制系统的硬件和软件进行设计,并制作实物进行运行测试。实验结果表明,所设计的温度控制系统能够很好地实现温度控制,从而达到预期效果,且操作方便、成本低,具有较强的应用价值。

关键词：温度控制系统 PID算法 STC89C52单片机 LCD12864显示电路语音提示蓝牙通信

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基于拉锥细芯光纤的大量程双参量传感器

光电子．激光 2024年第10期35卷 1018-1023页

作者：鲁志琪李驰周文标任杰彭敏刘昌宁湖北师范大学物理与电子科学学院湖北黄石435000

折射率与轴向应变的监测是工程应用的重要组成部分。为了实现大量程的折射率、应变双参量测量传感器,提出了一种基于锥形细芯光纤(thin-core fiber,TCF)传感器。首先在两段标准单模光纤(single-mode fiber,SMF)之间熔接一段长度为2 cm的... 详细信息

折射率与轴向应变的监测是工程应用的重要组成部分。为了实现大量程的折射率、应变双参量测量传感器,提出了一种基于锥形细芯光纤(thin-core fiber,TCF)传感器。首先在两段标准单模光纤(single-mode fiber,SMF)之间熔接一段长度为2 cm的TCF,然后在TCF中心放电并拉锥,制作得到一个全光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)。在实验中,利用丙三醇溶液替代氯化钠(NaCl)溶液可扩大折射率的测量范围。实验结果表明,在1.3511—1.3803范围内,折射率的最高灵敏度为-20.95 nm/RIU;在1.3843—1.4466范围内,折射率的最高灵敏度可达-294.32 nm/RIU。在0—2727με的应力范围内,表现出-0.6 pm/με的应变灵敏度,说明该结构在折射率量程大且灵敏度高的前提下,也维持着较强的鲁棒性。该器件制备简单、结构紧凑,在折射率和应力测量等领域具有一定的应用价值。

关键词：折射率应力细芯光纤(TCF) 拉锥传感器

复合场中旋轮线运动的解法探究与轨迹探秘——以2023年高考江苏物理卷压轴题为例

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物理教学 2024年第6期46卷 72-77,55页

作者：罗金龙马晟黄冈师范学院湖北438000

对2023年高考江苏物理卷压轴题第三问给出三种解法,突出一题多解对培养科学思维的重要性。从微分方程和等效处理等不同角度入手定量求解带电粒子在不同情形下的运动学方程,并利用电脑软件描绘粒子在不同情形下的运动轨迹,形象直观且不... 详细信息

对2023年高考江苏物理卷压轴题第三问给出三种解法,突出一题多解对培养科学思维的重要性。从微分方程和等效处理等不同角度入手定量求解带电粒子在不同情形下的运动学方程,并利用电脑软件描绘粒子在不同情形下的运动轨迹,形象直观且不失严谨地展示粒子的运动情况,总结粒子的运动规律并加以应用。通过对带电粒子在正交均匀复合场中复杂的旋轮线运动进行归类剖析,促进师生对该模型的深度理解,有利于形成科学思维,有效培养物理学科核心素养。

关键词：带电粒子复合场等效法速度运动轨迹

“两线–一点–多元”课程思政实施路径探索——以《材料制备与加工》课程为例

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教育进展 2024年第7期14卷 1114-1121页

作者：陈欣琦湖北第二师范学院物理与机电工程学院材料物理系湖北武汉湖北第二师范学院湖北省环境净化材料工程技术研究中心湖北武汉

材料制备与加工课程肩负着强化学生对基础理论的理解,训练学生基本实验技能,养成学生科学思维方式的任务。结合学校办学定位、专业特色和人才培养要求,本课程坚持以“学生为中心”,深入融合“课程思政”理念,将“文化自信,美学修养,工... 详细信息

材料制备与加工课程肩负着强化学生对基础理论的理解,训练学生基本实验技能,养成学生科学思维方式的任务。结合学校办学定位、专业特色和人才培养要求,本课程坚持以“学生为中心”,深入融合“课程思政”理念,将“文化自信,美学修养,工匠精神,工程伦理”作为课程思政总体教育目标,采用“两线–一点–多元”的课程思政实施路径,从专业知识、职业素养、家国情怀、正确三观等方面加强对学生的引导和鼓励,构建系统化和长期化的课程思政教学实践,培养新材料领域高素质技术技能人才。

关键词：课程思政材料制备材料加工思政元素

数字化转型下AI课堂观察系统使用对师生课堂行为的影响——基于W中学412节课例的循证研究

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现代教育技术 2024年第5期34卷 64-73页

作者：刘梦君蔡雨菲蒋新宇杨兵湖北大学师范学院湖北武汉430062

当前,课堂教学的数字化转型实践和应用正如火如荼,但师生可能因习惯于传统教学环境而对新技术的引入产生抵触情绪,从而影响数字化转型的成效。对此,文章以武汉市W中学七年级四个班的412节课例为研究样本,通过前后测实验设计,对比了AI课... 详细信息

当前,课堂教学的数字化转型实践和应用正如火如荼,但师生可能因习惯于传统教学环境而对新技术的引入产生抵触情绪,从而影响数字化转型的成效。对此,文章以武汉市W中学七年级四个班的412节课例为研究样本,通过前后测实验设计,对比了AI课堂观察系统投入使用前后师生的课堂行为变化情况、不同特征(包括科目、职称、性别)教师的课堂行为差异,结果发现:AI课堂观察系统对师生课堂行为有一定的影响,且这种影响会随着时间的推移而减弱;AI课堂观察系统对不同特征教师产生了不同程度的影响。文章的研究揭示了课堂教学数字化转型面临的实践挑战,可为课堂教学创新的科学管理提供理论支撑和实践参考。

关键词： AI课堂观察系统课堂行为数字化转型科目职称性别

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基于多次级线圈的电动车辆无线充电抗偏移系统

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武汉大学学报（工学版） 2024年第1期57卷 104-111页

作者：王小龙熊伟邓其军武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 湖北第二师范学院物理与机电工程学院湖北武汉430205

提出了一种适用于电动车辆的多次级线圈无线电能传输系统,以提高次级侧的抗偏移能力,满足能量传输需求。该系统采用了一对多线圈拓扑结构,其中,次级侧的多个线圈采用多绕组变压器来实现功率集成。为在次级侧有较大水平偏移的条件下也能... 详细信息

提出了一种适用于电动车辆的多次级线圈无线电能传输系统,以提高次级侧的抗偏移能力,满足能量传输需求。该系统采用了一对多线圈拓扑结构,其中,次级侧的多个线圈采用多绕组变压器来实现功率集成。为在次级侧有较大水平偏移的条件下也能进行抗偏移,分析了多次级线圈的能量传输特性,进行了等效电路分析和Matlab仿真,并提出了一种多次级线圈的自适应工作模式。研究和实验表明,所提出的多次级线圈拓扑结构可以有效扩大无线电能传输系统的定位范围,提高次级侧的抗偏移能力。

关键词：抗偏移无线电能传输多次级线圈自适应工作模式

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对一道弹簧连接体问题疑难点的研究与拓展

物理教学 2024年第8期46卷 53-56页

作者：罗金龙马晟黄冈师范学院湖北438000

以一道弹簧连接体例题为载体,首先对该例题进行定性分析,发现仅做定性分析无法准确判断出正确答案;再对例题中两物块的运动情况展开定量研究,得出两物块运动过程中的各个物理量与时间的具体关系;最后对例题的各个选项进行分析,将例题模... 详细信息

以一道弹簧连接体例题为载体,首先对该例题进行定性分析,发现仅做定性分析无法准确判断出正确答案;再对例题中两物块的运动情况展开定量研究,得出两物块运动过程中的各个物理量与时间的具体关系;最后对例题的各个选项进行分析,将例题模型进行适当拓展,并借助GeoGebra软件绘图使结果形象直观,从而解决了定性分析中出现的疑难问题。

关键词：弹簧连接体速度加速度 GeoGebra

Zn掺杂提升AgSnSbSe3热电性能的研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 124-129页

作者：刘海强罗裕波范淑媛华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 湖北师范大学物理与电子科学学院湖北黄石435002

通过高温熔炼的方法制备掺Zn的Ag Sn Sb Se3,分析了Ag Sn Sb Se3掺Zn后得到的Ag Sn Sb1-xZnxSe3(x=0.01,0.02,0.03,0.04)的相组成、形貌、元素组成和热电性能的关系,并利用COMSOL Multiphysic仿真模拟了热电优值(ZT值)最高的Ag Sn Sb0.9... 详细信息

通过高温熔炼的方法制备掺Zn的Ag Sn Sb Se3,分析了Ag Sn Sb Se3掺Zn后得到的Ag Sn Sb1-xZnxSe3(x=0.01,0.02,0.03,0.04)的相组成、形貌、元素组成和热电性能的关系,并利用COMSOL Multiphysic仿真模拟了热电优值(ZT值)最高的Ag Sn Sb0.98Zn0.02Se3的发电性能.研究表明:所有样品均为高对称的岩盐Na Cl结构,Zn掺杂可在样品中形成纳米第二相,一定量的Zn掺杂可协同优化Ag Sn Sb Se3的电声输运性能,样品Ag Sn Sb0.98Zn0.02Se3获得最高热电优值0.86@823 K.当温差为460 K时,获得的最大发电功率为11.372 m W,发电效率为5%,对Ag Sn Sb Se3掺杂外来原子可提升其热电性能.

关键词：掺杂高温熔炼热电材料电声输运性能热电性能