一、傳感器的定義信息處理技術取得的進展以及微處理器和計算機技術的高速發展,都需要在傳感器的開發方面有相應的進展。微處理器現在已經在測量和控制系統中得到了廣泛的應用。隨著這些系統能力的增強,作為信息采集系統的前端單元,傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動化系統和機器人技術中的關鍵部件,作為系統中的一個結構組成,其重要性變得越來越明顯。最廣義地來說,傳感器是一種能把物理量或化學量轉變成便于利用的電信號的器件。國際電工委員會(IEC:International Electrotechnical Committee)的定義為:“傳感器是測量系統中的一種前置部件,它將輸入變量轉換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說法是:“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”,而“傳感器系統則是組合有某種信息處理(模擬或數字)能力的傳感器”。傳感器是傳感器系統的一個組成部分,它是被測量信號輸入的第一道關口。傳感器系統的原則框圖示于圖1-1,進入傳感器的信號幅度是很小的,而且混雜有干擾信號和噪聲。為了方便隨后的處理過程,首先要將信號整形成具有最佳特性的波形,有時還需要將信號線性化,該工作是由放大器、濾波器以及其他一些模擬電路完成的。在某些情況下,這些電路的一部分是和傳感器部件直接相鄰的。成形后的信號隨后轉換成數字信號,并輸入到微處理器。德國和俄羅斯學者認為傳感器應是由二部分組成的,即直接感知被測量信號的敏感元件部分和初始處理信號的電路部分。按這種理解,傳感器還包含了信號成形器的電路部分。傳感器系統的性能主要取決于傳感器,傳感器把某種形式的能量轉換成另一種形式的能量。有兩類傳感器:有源的和無源的。有源傳感器能將一種能量形式直接轉變成另一種,不需要外接的能源或激勵源(參閱圖1-2(a))。有源(a)和無源(b)傳感器的信號流程無源傳感器不能直接轉換能量形式,但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵能傳感器承擔將某個對象或過程的特定特性轉換成數量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體,而它們的狀態可以是靜態的,也可以是動態(即過程)的。對象特性被轉換量化后可以通過多種方式檢測。對象的特性可以是物理性質的,也可以是化學性質的。按照其工作原理,傳感器將對象特性或狀態參數轉換成可測定的電學量,然后將此電信號分離出來,送入傳感器系統加以評測或標示。各種物理效應和工作機理被用于制作不同功能的傳感器。傳感器可以直接接觸被測量對象,也可以不接觸。用于傳感器的工作機制和效應類型不斷增加,其包含的處理過程日益完善。常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬: 光敏傳感器——視覺;聲敏傳感器——聽覺;氣敏傳感器——嗅覺;化學傳感器——味覺;壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺。與當代的傳感器相比,人類的感覺能力好得多,但也有一些傳感器比人的感覺功能優越,例如人類沒有能力感知紫外或紅外線輻射,感覺不到電磁場、無色無味的氣體等。對傳感器設定了許多技術要求,有一些是對所有類型傳感器都適用的,也有只對特定類型傳感器適用的特殊要求。針對傳感器的工作原理和結構在不同場合均需要的基本要求是: 高靈敏度,抗干擾的穩定性(對噪聲不敏感),線性,容易調節(校準簡易),高精度,高可靠性,無遲滯性,工作壽命長(耐用性) ,可重復性,抗老化,高響應速率,抗環境影響(熱、振動、酸、堿、空氣、水、塵埃)的能力 ,選擇性,安全性(傳感器應是無污染的),互換性 低成本 ,寬測量范圍,小尺寸、重量輕和高強度,寬工作溫度范圍 。二、傳感器的分類可以用不同的觀點對傳感器進行分類:它們的轉換原理(傳感器工作的基本物理或化學效應);它們的用途;它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。根據傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學傳感器二大類:傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器,被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。有些傳感器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較多,例如可靠性問題,規模生產的可能性,價格問題等,解決了這類難題,化學傳感器的應用將會有巨大增長。常見傳感器的應用領域和工作原理列于表1.1。按照其用途,傳感器可分類為: 壓力敏和力敏傳感器 ,位置傳感器 , 液面傳感器 能耗傳感器 ,速度傳感器 ,熱敏傳感器,加速度傳感器,射線輻射傳感器 ,振動傳感器,濕敏傳感器 ,磁敏傳感器,氣敏傳感器,真空度傳感器,生物傳感器等。以其輸出信號為標準可將傳感器分為: 模擬傳感器——將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。數字傳感器——將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號(包括直接和間接轉換)。膺數字傳感器——將被測量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉換)。開關傳感器——當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時,傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
標簽: 集成 溫度傳感器 分類
上傳時間: 2013-10-11
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電子書-單片機硬件電路設計238頁第 章 智能化/網絡化傳感器及接口技術 現代信息技術的三大基礎是信息采集(即傳感器技術)、信息傳輸(通信技術)和信息處理 (計算機技術)。傳感器屬于信息技術的前沿尖端產品,被廣泛用于工農業生產、國防、科研和 生活領域。本章專門介紹智能化溫度傳感器、轉速傳感器、加速度傳感器、液位傳感器以及網 絡化智能精密壓力傳感器的工作原理、接口技術及典型應用。 智能化集成溫度傳感器的產品分類及發展趨勢 近百年來,溫度傳感器的發展大致經歷了以下三個階段; 傳統的分立式溫度傳感器(含 敏感元件) 模擬集成溫度傳感器 制器; 智能溫度傳感器。目前,國際上新型溫度傳 感器正從模擬式向數字式、由集成化向智能化、網絡化的方向發展。 集成溫度傳感器的產品分類 模擬集成溫度傳感器 集成傳感器是采用硅半導體集成工藝而制成的,因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感 器。模擬集成溫度傳感器是在 世紀 年代問世的,它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、 可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用 。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單 一(僅測量溫度)、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗,適合遠距離 測溫、控溫,不需要進行非線性校準。外圍電路簡單,它是目前在國內外應用最為普遍的一種 集成傳感器。典型產品有 等。
標簽: 單片機 硬件
上傳時間: 2022-03-23
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溫度、濕度檢測在工農業生產、醫學研究等科研工作中具有非常重要的地位。溫度、濕度是科研工作中相當重要的參數,如何準確地測量、并且進行數據分析、統計,對科研工作的開展和科研結果的發布有著極其重要的影響。本論文就實際工作需要,解決工作中的實際問題,希望能夠利用虛擬儀器構建一套遠程溫、濕度控制系統。文中首先簡要介紹虛擬儀器的概念、特點,概述了虛擬儀器的現狀及其未來的發展,并將它與傳統的儀器進行了比較,突出了虛擬儀器的優點,同時也涉及了目前應用最廣泛,最具有優勢的虛擬儀器編程軟件LabVIEW的特點及編程方法。 為了能夠構建一套穩定可靠的溫、濕度控制系統,確保實驗數據的準確性和統計的方便與合理,本文重點介紹利用LabVIEW語言開發出一套溫、濕度控制系統,該系統以鉑電阻作為溫度傳感器;電容式傳感器作為濕度敏感元件,采用美國的NI公司的數據采集卡USB-6008采集溫度、濕度信號,通過Internet網絡可以實時的監測和控制溫、濕度的變化,通過對采集到的數據進行分析和處理,實現數據的報表打印、數據的遠程共享,溫、濕度的上、下限報警等等。 利用溫、濕度傳感器和數據采集卡檢測溫室內溫度和濕度參數變化,實現了實驗數據的自動采集。針對溫室控制過程中溫度和濕度存在耦合問題,運用了模糊解耦控制。在模糊解耦控制過程中,根據長期的實踐經驗總結,制定出了較為合理的溫濕度隸屬度函數表和模糊解耦控制規則輸出表。在去模糊化的過程中,為了便于軟件實現,根據Mamdani型模糊推理算法用MATLAB語言編寫出了模糊決策表的輸出程序。采用目前國際上流行的虛擬儀器技術,進行了計算機測控系統的設計,與傳統測試中采用的多參數分別用單個儀器檢測、數據單獨匯總處理的方式,或基于單片機的數據采集處理系統相比,虛擬儀器技術的應用大大提高了檢測和控制的精度,提高了數據處理的速度,并增強了系統的通用性、可靠性、可維護性和可擴展性。采用LabVIEW虛擬儀器開發平臺和模塊化設計方法,實現了環境參數的實時獲取、采集信息的實時顯示、控制信號的準確輸出及數據的自動處理,減少了人為干預,增加了測控過程的穩定性,避免人為的讀數誤差和計算誤差。在系統試驗研究階段,對系統溫濕度參數的自動采集進行試驗設計和試驗結果分析,從數...
標簽: labview 溫濕度遠程控制系統 模糊控制
上傳時間: 2022-05-25
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用電阻材料制成的、有一定結構形式、電阻器能在電路中起限制電流通過作用的二端電子元件。阻值不能改變的稱為固 定電阻器。阻值可變的稱為電位器或可變電阻器。理想的電阻器是線性的,即通過電阻器的瞬時電流與外加瞬時電壓成正比。一些特殊電阻器,如熱敏電阻器、壓敏電阻器和敏感元件,其電壓與電流的關系是非線性的。電阻器是電子電路中應用數量最多的元件,通常按功率和阻值形成不同系列,供電路設計者選用。 電阻器在電路中主要用來調節和穩定電流與電壓,可作為分流器和分壓器,也可作電路匹配負載。根據電路要求,還可用于放大電路的負反饋或正反饋、電壓-電流轉換、輸入過載時的電壓或電流保護元件,又可組成RC電路作為振蕩、濾波、旁路、微分、積分和時間常數元件等。
標簽: 電阻器
上傳時間: 2022-07-22
渦街流量計主要存在著兩個關鍵性問題:第一,易受噪聲干擾。渦街流量計本質上是流體振動型流量計,因此它對外界振動、流體的流動狀態特別敏感,如管道振動、管道流體的沖擊力以及由于流體壓力的變化、產生的隨機脈動壓力等,現場的干擾對流量測量產生很大的影響。流場的穩定性、均勻性不僅對卡門渦街的形成和分離有影響,而且對各種敏感元件的檢測效果也有直接影響。附加的旋渦干擾了渦街信號,降低了信噪比。第二,難以準確測量低流速流量。因為小流量所產生的橫向升力較小,初始信號非常微弱,易受流體沖擊振動噪聲和管道振動噪聲的影響,存在一個量程下限死區,從而造成量程比受限,小流量不能測量。基于上述問題,使得渦街流量計在實際工程應用中,實際量程與理論值相差甚遠(實際量程比只能達到10:1,而理論值可到達100:1)。其實質性原因在于低流速下測量的困難,所以擴大量程比的問題轉化成為了擴大渦街流量計測量下限的問題了,也成為渦街流量計研究的十分重要的研究課題之一。
標簽: msp430 單片機 流量計
上傳時間: 2022-08-09
表面組裝元件
標簽: 表面組裝 元件
上傳時間: 2013-06-20
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液壓元件手冊
標簽: 液壓 元件
上傳時間: 2013-04-15
貼片元件選用指南
標簽: 貼片元件
深圳響拇指電子 霍爾元件等
標簽: 電子 霍爾元件
上傳時間: 2013-06-06
上海上斯電子貼片元件樣本 PDF
標簽: 海 樣本 電子
上傳時間: 2013-06-04
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