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研究一些特殊矩阵的作用和应用，比如Toeplitz和Hankel矩阵在通信信号处理中的应用等。
从路线方面去考虑吧！
呵呵，矩阵论对控制很有用的，这只是个基础课。好好学吧，我们也学
矩阵可用于求解(n阶)线性方程组的数值解(初等行变换)；矩阵可用于求解(n次)代数方程的数值解(QR正交相似变换)；一阶微分方程组的系数矩阵A(n×n)可用于求矩阵特征值的数值解 (Jacobⅰ正交相似变换、QR正交相似变换)，进而求出一阶微分方程组的函数解。线性方程组、高次代数方程、一阶微分方程组在自然科学有广泛应用。因为抽象的数学方程平衡映射着自然界的动态平衡与静态平衡。
传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器，这是我为大家整理的传感器检测技术论文，仅供参考!
试述传感器技术在环境检测中的应用
摘要：传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器，其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。
关键词：气体传感器 液体传感器 环境检测
中图分类号：O659 文献标识码：A 文章编号：
随着人们对环境质量越加重视，在实际的环境检测中，人们通常需要既能方便携带，又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。
传感器技术主要包括两个部分：能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同，我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同，分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同，分为液体传感器和气体传感器。
1气体传感器
气体传感器可以对室内的空气质量进行检测，尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测，如含硫氧化物、氮氧化合物等，检测过程快速方便地。
以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源，但随着时代的发展，国内消费水平的提高，汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器，采用铂为电极，氧化钇和氧化锆为氧离子转换器，安装到气体排放口，可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质，也是目前环境检测的重点项目，因为在大气环境中的含量低于10-6，需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。
Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器，对NO和NO2的检测下限可达到10-8，提高反应的比表面积，增加反应灵敏度，且工作温度比常规的传感器大大降低，减少了能源消耗。
2液体传感器
在实际环境检测中，液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛，因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外，大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中，重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标，会严重影响到所有生物体的健康和安全。
重金属离子检测
采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水，所含的重金属离子种类繁多，常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移，若处置不当，容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子，经过食物链，逐渐在高级生物体内富集，最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标，将对人类产生严重的影响，因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。
Burge等人发明的传感器，可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计，可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。
除了通过化学反应检测外，采用特殊的生物物质，也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子，有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团，当蛋白质结合镍离子后，荧光基团会被淬灭，由于荧光的强度与镍离子浓度成反比，从而实现对镍离子的定量检测，检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术，该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体，就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中，当环境中存在Hg2+时，随着Hg2+浓度的变化，TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色，该传感器的检测限为，通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。
利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度，而且由于传感器的微型化技术特点，还可以通过传感器的偶联，进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器，可以同时检测Cd2+和Pb2+，该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。
农药残留物质的检测
农药是一类特殊的化学品，它在防治农林病虫害的同时，也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国，每年的农药使用量相当庞大，因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂，无需脱氧，直接检测的下限为50Lg/L，如果通过预处理进行样品浓缩后，检测限可以达到200ng/L。
采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后，能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用，并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。
多环芳香烃类化合物的检测
多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质，这类物质具有致癌性，但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低，一般在10-9范围内，因此需要借助高灵敏度的检测传感器，Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中，待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质，会降低检测信号值，如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集，然后对膜上的物质进行荧光检测，从而解决信号干扰问题，报道称这种经膜富集后的传感器技术，对pyrene的检测可达到6*10-11，蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器，在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜，检测限可达到2*10-9。
基于免疫分析原理，采用分子印迹的方法，在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子，可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术，也可应用到该领域，这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。
生物类污染物质
除了以上的无机和有机合成类污染物质，还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体，对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测，其检测限为。该技术无需样品的预处理，对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测，检测范围为9~90ng/L。
另外，致病菌和病毒也是被检测的对象，水体中出现某些特定菌种，可以表明水体受到了某种污染，利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在，而且选择性非常高，如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒，采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。
3结论和展望
目前，传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测，但是实际应用中有诸多的局限性，比如在对大气中的某些有害物质进行检测时，由于其含量往往低于传感器的最低检测限，因此在实际应用过程中，还需要进行气体的浓缩处理，这样就使传感器不容易实现微型化，或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样，在野外水体检测时，常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况，无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中，其膜的使用寿命往往较短，而频繁更换新膜的价格较为昂贵，因此仍然无法得到广泛的应用。
尽管如此，随着传感器技术的不断发展和完善，仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测，而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符，这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。
参考文献
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[4]HoneychurchKC，，2003，22:456-469.
[5]AmineA，，2006，21:1405-1423
传感器与自动检测技术教学改革探讨
摘要：传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课，传统授课方法侧重于理论知识的传授，而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析，对该课程的教学方案改革进行探讨，提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。
关键词：传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维
“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课，是一门必修课，也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术，现代检测系统通常集光、机、电于一体，软硬件相结合。
“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授，重知识，轻技能;教师之间也缺乏沟通，教学资源不能得到充分利用，教学效果不理想，学生学习兴趣不高。
一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析
笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年，最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲，由于研究型大学是以培养研究型人才为主，而独立学院是以培养应用型人才为主，在人才培养目标上有较大差异，在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位，存在以下几方面的问题。
1.重理论，轻实践
该课程是应用型课程，其中也有大量的理论知识、数学推导，而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主，在课堂上大篇幅讲解传感器的原理，进行数学公式推导，相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍，导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构，而不知道如何用，在哪里用。
2.教学模式单一
该课程传统上以讲授的教学方式为主，将现成的结论、公式和定理告诉学生，学生不能主动地思考和探索，过程枯燥乏味，导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。
3.教学实验安排不合理
传统的实验课程安排，验证性实验比例高达80%，综合设计性实验极少，缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心，重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力，以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求，使学生毕业后能尽快适应工作岗位。
二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革
传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践，教学模式单一，教学实验以验证性实验为主，这种方案能够培养研究型人才，但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中，笔者潜心研习，并反复实践，总结出以下几个可以改革的方面。
1.优化教学内容，注重工程思维
本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理，传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉，而本人则认为针对应用型人才培养，充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可，涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解，其他则可作为学生的自学内容，让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣，培养学生应用型工程学习思维。
2.改革教学方法，改变教学模式
传统的教学是“灌输式”的方法，无论学生是否接受，直接把要讲的内容全部讲述给学生，而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学，实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法，发挥学生在教学活动中的主体地位。
3.与工程实际相结合，与其他课程相结合
教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例，精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时，要培养学生的系统观，让学生明白这不是一门独立的课程，而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的，以达到融会贯通的学习效果。
4.实验环节改革
实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验，学生容易感到枯燥无味，毫无学习积极性，很少有学生进行独立思考并发现问题，实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育，笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上，增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。
5.改革教学评价方法，提高课堂教学效率
高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段，目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈，可以采用每一个章节布置一道设计型题目，让学生更加广泛地查阅资料，并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容，进而从更深的层面分析解决问题，以达到深度、广度相结合的效果。
本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案，提出了三个方面的问题，并根据四年的教学积累，在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心，在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解，以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的工程思维和能力，重视实验环节，以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。
参考文献：
[1]吴建平，甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报.
[2]曹良玉，赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.
[3]李玉华，胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.
生物医学信号处理方法论文
生物医学信号处理是指据生物医学信号特点，应用信息科学的基本理论和方法，研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息，并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文，大家可以参考以下内容哦！
摘 要： 生物医学信号是人体生命信息的集中体现，深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。
关键词： 生物医学信号 信号检测 信号处理
1 概述
1。1 生物医学信号及其特点
生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号，属于强噪声背景下的低频微弱信号，信号本身特征、检测方式和处理技术，都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号，这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多，其主要特点是：信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低，还有信号的统计特性随时间而变，而且还是非先验性的。
1。2 生物医学信号分类
按性质生物信号可分为生物电信号（Bioelectric Signals），如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号（Biomagnetic Signals），如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号（Biochemical Signals），如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号（Biomechanical Signals），如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号（Bioacoustic Signal），如心音、脉搏、心冲击等。
按来源生物医学信号可大致分为两类：（1）由生理过程自发产生的主动信号，例如心电（ECG）、脑电（EEG）、肌电（EMG）、眼电（EOG）、胃电（EGG）等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;（2）外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号，如超声波、同位素、X射线等。
2 生物医学信号的检测及方法
生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术，涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域，也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤（见图1）。
①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样，将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理，得到有意义的结果。
生物医学信号检测技术包括：（1）无创检测、微创检测、有创检测;（2）在体检测、离体检测;（3）直接检测、间接检测;（4）非接触检测、体表检测、体内检测;（5）生物电检测、生物非电量检测;（6）形态检测、功能检测;（7）处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;（8）透射法检测、反射法检测;（9）一维信号检测、多维信号检测;（10）遥感法检测、多维信号检测;（11）一次量检测、二次量分析检测;（12）分子级检测、细胞级检测、系统级检测。
3 生物医学信号的处理方法
生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号，在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展，对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法：如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布（维格纳分布）、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。
3。1 频域分析法
信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x（t）变换为频域信号X（f），从而将时间变量转变成频率变量，帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X（f）描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小，直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换，研究信号所包含的各种频率成分，从而揭示信号的频谱、带宽，并用以指导最优滤波器的设计。
3。2 相干平均分析法
生物医学信号常被淹没在较强的噪声中，且具有很大的随机性，因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均（Coherent Average）主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起，信号如果可以重复出现，而噪声是随机信号，可用叠加法提高信噪比，从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取，也用在近年来发展的心电微电势（希氏束电、心室晚电位等）的提取中。
3。3 小波变换分析法
小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展，是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前，小波的研究受到广泛的关注，特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域，被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性：多分辨率特性，保证非常好的刻画信号的非平稳特征，如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性，保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性，保证了其良好的时频局部定位特性;对称性，保证了其相位的无损;去相关特性，保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性，保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。
3。4 人工神经网络
人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来，其共性是由大量的简单基本单元（神经元）相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是：（1）并行计算，因此处理速度快;（2）分布式存贮，因此容错能力较好;（3）自适应学习（有监督的或无监督的自组织学习）。
参考文献
[1] 邢国泉，徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报（医学版），2006，20：459～460。
[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册，1992，4（15）：203～212。
二阶矩阵的知法法则:,按照这个法则,就不难算出,的值了;根据计算出的,,的的形式,先假设,再根据数学归纳的法则进行证明:时,等式显然成立;假设时等式成立,通过矩阵乘法法则,可推导出当时,等式也成立.由此可得原等式对任意正整数都成立.)(分),(分)证明:猜测(分)时,由知显然成立假设时,成立则当时,有定义得也成立.由,可知,对任意,均成立.(分)本题以二阶行列式为载体,考查了数学归纳法的一般步骤,属于中档题.牢记二阶矩阵的乘法法则,并能准确运用,是解决本题的关键.
数学领域中的一些著名悖论及其产生背景
数学与应用数学幂函数论文,行咯，多少字的，姐给.
一般有2种方法。 1、伴随矩阵法。A的逆矩阵=A的伴随矩阵/A的行列式。 2、初等变换法。A和单位矩阵同时进行初等行（或列）变换，当A变成单位矩阵的时候，单位矩阵就变成了A的逆矩阵。 第2种方法比较简单，而且变换过程还可以发现矩阵A是否可逆（即A的行列式是否等于0）。 伴随矩阵的求法参见教材。矩阵可逆的充要条件是系数行列式不等于零。
1.公式法:A^(-1)=1/|A|*(A*),这就是一楼的伴随矩阵法..2.利用初等变换,行列都可以的,只有在解线性方程组时不能列变换...3.分块求逆;4.运用推论:只要找出一个B,使AB=E,A就是可逆的... 设A^2=2E,则(A+E)(A-E)=E, 所以(A+E)和(A-E)都可逆..
矩阵是工程技术以及经济管理等领域的不可缺少的数学工具,凡是用到矩阵的地方,基本上都要涉及广义逆矩阵,尤其数值分析与数理统计有着重要作用.广义逆矩阵共15类,但最常用有5类,包括A{1},A{1,2},A{1,3},A{1,4},A{1,2,3,4}.主要讨论这5类广义逆矩阵的计算及其应用.作 者： 马秀珍 韩静华 MA Xiu-zhen HAN Jing-hua 作者单位： 沈阳航空工业学院理学系,辽宁,沈阳,110034 刊 名： 沈阳航空工业学院学报 英文刊名： JOURNAL OF SHENYANG INSTITUTE OF AERONAUTICAL ENGINEERING 年，卷(期)： 2005 22(2) 分类号： 关键词： 广义逆矩阵 矩阵方程 自反广义逆 最小范数广义逆 通解 机标分类号： 机标关键词： 广义逆矩阵应用数值分析数学工具数理统计经济管理工程技术计算 基金项目：
一般使用初等行变换或者伴随矩阵方法，来求逆矩阵。
对包装产品质量进行最后把关的包装测试技术,是包装这是我为大家整理的包装测试技术论文，仅供参考!
[摘要]以培养应用型人才为教学目的，本文首先分析了包装工程专业学生的基础素质和测试技术课程的特点，然后从教学目的、教学内容与教学方法和实践环节三个方面进行了教学改革探索，通过三年的教学实践，提出了本课程未来教学改革的发展方向。
[关键词]测试技术 包装工程 教学改革
[中图分类号]G 642 [文献标识码]A
《包装测试技术》是包装工程专业大学四年制学生的专业必修课程，随着包装产业的自动化程度越来越高、产品包装的标准化程度提高，掌握该课程的知识显得尤为重要，为取得教学效果，我们对本课程进行了教学改革的探索。本文首先分析包装工程专业学生的基础素质和测试技术课程的特点，然后在教学目的、教学内容与教学方法和实践环节三个层次上介绍了教学改革探索的进展和思考。
一、 学生素质和课程特点
包装工程专业的学生基本上来自中学阶段成绩中等的学生，学习的主动性、理解能力、动手能力较弱，但思想活跃、表现欲望较强;此外，女生较其他工科专业多，男女生比例接近于1：1，女生在学习的主动性与认真程度上高于男生。宽基础、厚专业是我校教学的主导教学方针，着力于培养学生宽广的知识、更多的专业积淀。《测试技术》在机械、能源、化工等专业均属于专业基础课程，内容涉及信号分析处理、系统的动态特性、传感器原理、工程量的测试、测试仪器的原理等等，知识面广，既有理论性很强的频谱分析知识，也有实践性很强的传感器与信号处理的应用知识。综合学生的基础素质和学校的教学指导方针，我校本课程的课堂教学减少到36学时，实验、实践环节仍维持为18学时。
二、 教学改革的探索
《测试技术》作为一门广泛开设的课程，广大教学工作者一直在进行教学教研的改革。郭建亮等[1]将虚拟仪器Labview为课程的突破口，结合测试的概念、测试的方法进行教学改进;朱春梅[2]对课程的教学进阶作了调整，强调了学习的实践性与生产应用的结合;王雪[3]采用了创新实验的方法，即学生自己构思实验、设计实验方案，进行实验数据的描述，并通过答辩评分，变“要我学”为“我要学”。徐巧玉等[4]通过让学生参加科研提高其实践动手能力;吴世雄等[5]采用应用型实验改善学生的主动性;化春键等[6]通过引入新传感器、新测试方法激发学生的学习热情。可见，所有的教学改革都以提高学生的学习主动性、培养实践动手能力为主要目的，下面介绍我们在本课程进行的教学改革探索。
(一)教学目的的改革
明确教学目的是首要的任务。包装工程专业面向包装机电装备、包装材料、印刷包装设计、运输物流等行业培养人才，行业跨度大，各专业课程的学习方法和思维特征差别大，若以有限的课时平均分配这些潜在就业岗位所对应的课程，则将面临教师教学无特色、学生无所适从的困境。我校的包装工程专业隶属于机电学院，在机械设计、机电一体化方面的师资配备与教学仪器上具备特色，结合学生的特点与社会的人才的需求，在办学过程中逐渐明确本专业的教学目的是培养包装机电装备的设计和包装材料的应用型研发人才，要求学生具备开发包装设备、设计包装材料测试方案并具有动手能力。
(二)教学内容与方法的改革
根据教学目的，首先制定教学内容的重点，即讲授传感器在包装工业中的应用方法，并以此为核心，介绍误差的处理、动态频率特性的概念和包装测试方法与标准。例如，电涡流式接近开关是包装设备中应用最多的一种传感器，其基本原理与内部的调制电路涉及复杂的线性放大、调制电路，学生较难理解，而且作为成熟的产品，已经全部封装到产品内部，就只介绍其原理，不作理解上的要求;而把其输出信号的采集作为重点，针对NPN集电极开路输出，讲授输出需接上拉电阻的原理，并在课堂上演示，用万用电表观察其输出电平的变化。
其次，从课堂内容的真实感和调动学生学习的主动性与积极性入手。现在学生每人一部手机，随时都想玩手机，除强调课堂纪律外，主要靠教师的课堂内容吸引其注意力。教学既要强调知识的系统性与理论性，也要强调实用性。如果纯粹为了知识的完整性，必定会比较枯燥乏味，课堂缺乏生动性，而应用性的视频、实物、实验、动手编程等都是吸引学生，变被动学习为主动操作，并能吸引全班同学的注意力。例如，在讲授测试系统的频率特性时，让学生回忆电工电子的知识，引出电容、电感的阻抗计算方法，采用板书的方法推导一阶阻容串联回路的频率特性，然后适当进行电路的变形，让学生上讲台现场解答，接着，拿出信号发生器和示波器，在阻容回路的输入端变化正弦信号的频率，用示波器观察输出信号的变化。
针对80后、90后学生表现欲望强烈的特点，在传感器的工程应用讲授完之后，让学生观察身边的事物、查阅文献资料，分小组攥写传感器应用的报告，教师评阅这些报告后，留出一堂课的时间，让优秀的报告获得上台讲述的机会，并进行名次的评比，评分与期末成绩挂钩，促进学生主动学习，掌握查阅文献的一般方法，培养学生表述专题知识的能力、幻灯片设计与团队合作能力。
再次，课程内容前后联系、理论与软件联系的方法，加深学生对理论知识的理解。例如传感器、滤波器与先前讲述的频率特性进行关联讲解;结合运用美国微芯公司提供的滤波器设计软件FilterLab，设计一阶、二级、三阶滤波器，让学生感受到滤波器的设计并不是那么高深莫测;再运用信号发生器和示波器，观察传感器和测试系统的频率特性，发现频率特性的测试目的;进一步运用Matlab的传递函数分析工具性，观察Bode图，顺便引入Matlab软件，让学生掌握一种新的数据分析软件，培养他们科学分析数据的能力。
最后，结合包装行业的特征，讲授包装物测试、包装容器测试、运输包装测试等应用性测试方法与相关的国家标准，引导学生把课程知识与专业应用结合。为避免讲述的枯燥性，通过观看视频、设计包装测试方案的作业，促进其对测试技术在生产应用中的了解，为今后工作中快速上手培养基础。 (三)实践环节的改革
实践是突出传感器应用为重点的课程设计思想的重要抓手。把课程实践分为两个层次，第一层次是实验环节，利用CSY-3000传感器实验台，让学生感受电阻应变片、电涡流传感器、光电传感器和电桥、滤波电路的特点，并培养误差数据的处理能力;利用包装测试实验室的瓦楞纸测试仪器和密封测试仪器，理解包装行业的测试项目和测试标准。通过这一层次的实践，初步把理论与实践进行了关联。第二层次是针对有学习自觉性强、求知欲强烈的学生，开设实践兴趣小组，进行项目教学。由学生上报感兴趣的测试项目，通过教师筛选，选择一个和专业联系紧密，但又能满足短期内可实现的项目进行知识应用能力的培养。指导学生设计项目的实现方案，然后开始传感器、电子元器件的采购、电路的焊接与调试，要求进行数据的测量，培养数据处理能力。
通过各个环节的教学改革，已经使学生初步具备了设计包装机械测试系统、自动检测传感单元的能力，并在随后的《包装机电控制》、《液压与气动》等课程中，坚持进行项目教学，通过持续的培养与努力，最终实现专业教学的目的。
三、 存在的问题与未来教学改革的方向
《测试技术》的教学方法已经通过了3年的实践，培养了一部分学生的学习兴趣与动手能力，测试的概念与方法在毕业设计环节获得了应用，但还存在一些问题，例如某些学生的学习兴趣还没有调动起来，项目教学的教学效果还不甚理想，原因是多方面的，例如我们中小学推行的压迫式的应试教学，挫伤了不少学生的学习主动性和创造性。我们认为教学改革是一项系统工程，需要多门课程协调推进。本课程未来本课程教学改革的方向包括：
1)创新教材体系，使之适应时代的发展;
2)统筹规划，不仅设计好实践环节，而且要在师资配备、师生的奖励环节进行改进;
3)开展全国性的学科竞赛，增进不同高校之间的交流。
[参考文献]
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(作者单位：浙江大学宁波理工学院)
【摘 要】产品的包装在产品运输过程中起着重要的作用，为了保证运输过程的可靠性，包装件有很多测试标准。本文主要解读了联邦快递FEDEX包装测试标准，解析了该标准中包装件的分类以及超过和不超过150磅包装件的测试项目及方法，并且与ISTA包装测试标准中的一些异同点进行对比分析。
【关键词】包装 测试 标准 FEDEX ISTA
引言
在产品运输流通过程中，产品的包装有至关重要的意义[1]，它不仅起到方便运输的作用，而且还能起到保护产品的作用[2]。如果产品的包装在运输环境中失效，则产品就可能因为运输过程中受到的强烈冲击作用而发生异常甚至报废[3]。为了保证运输包装件产品在运输过程中的可靠性，需要在运输之前就提前对包装件进行运输包装测试[4]。目前包装测试标准很多，本文主要解读联邦快递FEDEX包装测试标准，并与ISTA包装测试标准中的一些异同点进行对比分析。
1 FEDEX包装测试标准中包装件的分类
FEDEX包装测试标准分为两部分，第一部分适用于大于150磅(68kg)的包装件，第二部分适用于不超过150磅的包装件，该标准中这类包装件又分为3种：扁平形包装件、长条形包装件、标准型包装件，不同类型包装件的测试要求有所不同。几种包装件具体区别如表1所示。
相比FEDEX包装测试标准中包装件的分类，ISTA包装测试标准中也规定了包装件的分类。但是ISTA除以上三种类别之外，还规定了一类为小型包装件。具体参数为：最长棱小于35cm(14in)，体积小于13110cm3(800in3)，质量不大于(10磅)。
2 FEDEX包装测试标准中大于150磅(68kg)的包装件的测试要求
FEDEX包装测试标准中，对于大于150磅的包装件，根据表2，不同类别包装件要进行各自需要的测试。
表2中具体测试项目的测试参数及流程如下。
(1)斜面冲击试验(Side impact test)：斜面冲击最慢速率为175cm/s( ft/s)，包装件的每个面都进行试验。
(2)底部冲击试验(Bottom impact test)：将试验样品底部升高到冲击面以上(8in)，然后释放样品进行跌落。
(3)22度角冲击试验(Tip test)：把试验样品底面沿一条棱倾斜，使底面与冲击面形成22°，然后释放回到最初角度。然后沿底面其他三条棱重复以上试验。
(4)卷边冲击试验(Raised edge impact test)：把试验样品底面沿一条棱倾斜，使底面相对棱高于冲击面(10in)，然后释放回到初始位置。然后沿底面其他三条棱重复以上试验。
(5)卷角冲击试验(Raised corner impact test)：将试验样品底面沿一角升高使样品由该角被冲击面支撑，使样品底面的对角线的边角距冲击面(10in)，接着释放使样品回到冲击面上。然后沿底面其他四个边角重复以上试验。
(6)抗压试验(compression test)：在动态压缩试验机上进行，压缩速率为()，当达到以下条件之一时结束试验：①达到停止载荷F(磅)=×(108-H)×L×W×F，其中H、L、W为高、长、宽，F为湿度、时间、堆叠因子;②屈服检测比例达到15%时;③偏差为(1in)时。
(7)正弦振动试验(Rotary vibration test)：①将试验样品放到竖直振动台上，竖直方向上不进行固定，水平方向可能安装防样品掉落装置，然后从要求最低频率开始振动，保持振动位移为(1in)，然后缓慢增加频率，直至试验样品有瞬间离开振动台的情况，停止试验记录该频率;②在该频率下对样品的某一方向进行正弦振动试验，固定位移为，试验时间t(min)=14200/(f×60);③对其他两个方向进行同样的正弦振动试验。对于长条型的包装件，则可只进行最长棱和最短棱的正弦振动试验。
(8)随机振动试验(Random vibration test)：在竖直振动台上对样品某方向进行随机振动试验。第一步先按卡车随机振动程序进行振动(Grms取)，第二步按飞行器随机振动程序(Grms取)进行振动，最后再按卡车随机振动程序进行振动。两种振动程序图如图1和图2所示。对于国内运货的货物，每步振动15min;对于国际运货的货物，每步振动30min。然后对其他两个方向进行同样的试验。
大于150磅(68kg)的包装件，FEDEX标准与ISTA标准有一定异同点。主要如下：ISTA标准中需要进行的测试包括：①固定位移振动试验;②底部冲击试验、斜面冲击、水平冲击试验任选其一;③若顶面不能冲击时还需选旋转棱跌落试验，测试项目没有FEDEX标准中测试项目多。ISTA标准中固定位移振动试验与FEDEX标准中正弦振动试验相同。底部冲击试验中，ISTA标准中样品被升高至离地面(6in)，这与FEDEX标准中(8in)不同。ISTA标准中旋转棱跌落试验与FEDEX标准中卷边冲击试验主要区别是，旋转棱跌落试验中底面一条棱被一个垫木支起，而卷边冲击试验中底面一条棱直接被冲击面支撑。
3 FEDEX包装测试标准中不超过150磅(68kg)的包装件的测试要求
FEDEX包装测试标准中，对于不超过150磅的包装件，根据表3，不同类别包装件要进行各自需要进行的测试。
(1)自由跌落试验(Free-fall drop test)：把包装件按以下次序依次进行自由跌落到钢质冲击面上，最易碎边角着地→该边角处最短棱着地→该边角处次短棱着地→该边角处最长棱着地→某一最小面着地→另一相对最小面着地→某中等面积面着地→另一相对中等面积面着地→某一最大面着地→另一相对最大面着地。跌落高度由包装件的质量决定，具体如下：不大于75磅(34kg)对应高度(30in)，75磅到100磅()对应高度为61cm(24in)，100磅到150磅(68kg)对应高度为(18in)。 (2)集中冲击试验(Concentrated impact test)：将一长宽高各为(12in)的木质箱子内装上沙袋，使其重21磅()，底部某棱上包裹角铁。将扁平形包装件平放在钢质面上。标出包装件正中心及木质盒子带角铁棱的中心，将木质箱沿底部角铁棱倾斜并升高到(30in)且箱子与包装件最长边平行，然后自然跌落使带角铁的棱跌落到包装件上，并且跌落后带角铁的棱中心与包装件正中心重合。具体冲击示意图如图3所示。
(3)桥架冲击试验(Bridge impact test)：将长条形包装件的两端垫在两个(4in)高的积木上，找出包装件的正中心。将一长宽高各为(12in)的木质箱子内装上沙袋，使其重21磅()，底部某棱上包裹角铁，并找出棱的中心。将木质箱子沿底部带角铁棱倾斜并升高到(30 in)且箱子与包装件最长边垂直，然后自然跌落使带角铁的棱跌落到包装件上，并且跌落后带角铁棱中心与包装件正中心重合。具体冲击示意图如图4所示。
(4)抗压试验：与超过150磅的包装件抗压试验相同。
(5)正弦振动试验：与超过150磅的包装件正弦振动试验相同。
(6)随机振动试验：与超过150磅的包装件随机振动试验相同。
(7)重复自由跌落试验(Second free-fall drop test)：对于国际运输的货物，在振动测试之后还要进行第二次自由跌落试验。
可见FEDEX包装测试标准中不超过150磅的包装件与超过150磅的包装件主要区别在于冲击测试的种类有所不同，超过150磅的包装件的冲击测试种类明显多于不超过150磅的包装件，这正说明了更重的包装件其冲击测试的严酷性。对于不超过150磅的包装件，FEDEX标准与ISTA标准也有一定异同点。主要如下：ISTA标准中，包装件的类型还包括小型包装件;两个标准中的冲击测试项目有所不同，FEDEX标准和ISTA标准的冲击测试对于长条形包装件都包括集中冲击试验，对于扁平形包装件都包括桥架冲击试验，但是两个标准中冲击的高度不同，FEDEX标准中高度为(30in)，而ISTA标准中高度为(16in)。此外，FEDEX标准中冲击测试还有两角两棱六面次序的自由跌落，而ISTA标准中冲击测试还有三棱两角两棱两面次序的自由跌落试验、倾翻试验、旋转跌落试验;ISTA标准中有温湿度试验的预处理，FEDEX标准中则没有该预处理;振动试验方面两个标准也差别较大，而且ISTA标准中还有低气压随机振动试验。
结语
本文主要解读了FEDEX包装测试标准，并与ISTA包装测试标准进行了对比。由以上解读分析可见，包装件的测试项目很多，不同标准的测试流程及参数也会有差异[5]。但是对于不同标准要求的包装件，相关测试完成后，该包装件就能达到所要求的运输环境的可靠性。
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[6]向红.《包装设计工程基础》[M].国防科技大学出版社，2002：34-38.
论文：运用惯性法测量波磨的实践及应用
【摘 要】 基于当前检测方法，弦测法的传递函数不恒等于1，不能正确反应轨道的不平顺性，惯性基准法受速度影响较大，低速时加速度信号比较微弱，信燥比低，要做积分运算，且低频信号容易引起积分饱和，考虑积分稳定性问题，误差较大。因此当前检测方法还有许多不足之处。随着光电技术的发展，在弦测法和惯性基准法基础上需开发一种采用光电位移计或光电摄像技术获得位移信号的检测方式，检测精度会大大提高。本文在朔黄铁路应用波磨检测系统基础上，指导钢轨铣磨，探索铣磨周期。
【关键词】 波磨 RMS值 铣磨
波磨是出现于铁路线路钢轨顶面呈波浪型的磨耗，轨面光带忽明忽暗。它有波长和谷深两种属性。波长是相邻的两波峰之间的纵向距离，谷深是相邻的波峰与波谷间的垂直距离。
1 钢轨波磨对列车运行的影响
增加工务部门的维修费用，破坏轨道
（1）加速石砟粉碎。当轨道受垂向作用力加大后，石砟受挤压，换砟及补砟工作增多。
（2）空吊、泛白接头、翻浆冒泥的增多。接头空吊会使白色底砟翻到轨道表面，是空吊的典型特征，长期空吊加上自然灾害的影响会使轨道形成翻浆冒泥。（3）枕木裂纹、失效增多。在波磨地段，波峰对枕木载荷和垂向作用力加大，对轨道压溃增加，多处枕木会形成裂纹、甚至失效。
2 组成及功能
波磨检测系统由软件和硬件两部分组成，硬件主要包括左右轴箱加速度计、实时采集计算机、前置预处理装置、波磨波形机等。软件主要包括钢轨波磨实时检测软件、数据接收软件、超限编辑和报表生成软件以及波形分析软件。
系统各部件功能
（2）前置预处理装置。前置预处理装置由±15V和±5V集成一体化稳压电源、左（L）右（R）加速度处理板组成。前面板设有调试和检测孔，可在此监视各路传感器的原始信号及经过处理板进入A/D采集板的信号。左（L）右（R）加速度信号处理板分别对左右加速度信号进行预处理，包括调零点、调增益、抗混叠滤波等。
（3）波磨实时处理计算机。波磨实时处理计算机是波磨系统的核心和大脑，在波磨实时处理平台下实现对原始加速度信号的等距离采用、显示、存储，同时通过数字处理、积分滤波等技术，计算钢轨顶面相对于轴箱的位移，输出钢轨波磨幅值。开启工控机后需在该界面正确设置检测信息。
实时处理界面在采集前应正确设置检测线路、方向、起始里程、状态，界面自上至下共显示3组波形，依次为波磨峰值波形图、波磨RMS值波形、原始触发信号波形，并将数据实时传递给波形机。
（4）波磨波形机。波磨波形机位于车内波磨实时处理计算机下方，主要功能是数据存储和波形显示，并能对波形进行历史数据对比、实时输出超限报表，可对数据进行编辑、统计、打印。
（5）超限报表包含超限位置、类型、峰值大小、长度、等级、速度、检测标准。
（6）波形图包含实时检测速度和里程、左右股原始触发信号、左右股原始值波形、左右股RMS值波形，浏览波形图可以纵观轨面波动情况及趋势，点击缩放功能，放大波形图，点击测量，可以获取任意点的波磨原始峰值、任意区段波磨的均方根值，还可以通过波形历史数据对比，预见病害发展趋势，指导钢轨维护和评价轨道维护质量。
检测原理
钢轨波浪磨耗检测系统是一个对钢轨顶面波浪磨耗进行动态在线检测的系统。它采用惯性基准法，在QNX实时操作系统平台下实现对原始加速度信号的等距离采样、显示和存储，由计算机对原始触发信号进行二次积分和滤波处理，计算出钢轨顶面相对于轴箱的位移，从而得到波磨幅值。
实践及应用
因为波磨病害主要发生在曲线下股，当前波磨检测系统指导钢轨打磨，主要依靠曲线下股RMS均值进行降序排列，从而制定铣磨或打磨计划（如表1所示）。
（2）评价轨道维护质量。不论是铣磨作业还是打磨作业，利用波磨检测系统可以利用波形图对施工前后的作业质量进行评价。利用波形图的`缩放及测量功能，可以读取具体数值，灰色波形代表铣磨前轨面波磨幅值，蓝色波形代表铣磨后波磨幅值，通过对比发现铣磨后波磨幅值明显下降。
（3）建立波磨观测台账。波磨为轨面主要病害，为了探索线路打磨（铣磨）周期，研究重载铁路延长钢轨使用寿命的综合技术措施，因此需要现场验证来研究综合技术措施的有效性和实用性。基于此，我们采取对铣磨地段建立观测台账的方式，来探究打磨（铣磨）周期。如表2所示。
如表2中，4月代表铣磨前波磨情况，5、6、7、8、9月代表铣磨后波磨的发展情况，明显看出，铣磨后较铣磨前波磨明显下降，随着时间推移波磨幅值逐月上升。通过追踪观察，当波磨幅值与铣磨前相等时，即得到铣磨周期。
3 结语
基于当前检测方法，弦测法的传递函数不恒等于1，不能正确反应轨道的不平顺性，惯性基准法受速度影响较大，低速时加速度信号比较微弱，信燥比低，要做积分运算，且低频信号容易引起积分饱和，考虑积分稳定性问题，误差较大。因此当前检测方法还有许多不足之处。
随着光电技术的发展，在弦测法和惯性基准法基础上需开发一种采用光电位移计或光电摄像技术获得位移信号的检测方式，检测精度会大大提高。