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。
上傳時間: 2013-10-11
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電子元器件 任何一個電子電路,都是由電子元器件組合而成。了解常用元器件的性能、型號規格、組成分類及識別方法,用簡單測試的方法判斷元器件的好壞,是選擇、使用電子元器件的基礎,是組裝、調試電子電路必須具備的技術技能。下面我們首先分別介紹電阻器、電容器、電感器、繼電器、晶體管、光電器件、集成電路等元器件的基本知識1 .電阻器電阻器在電路中起限流、分流、降壓、分壓、負載、匹配等作用。1.1電阻器的分類電阻器按其結構可分為三類,即固定電阻器、可變電阻器(電位器)和敏感電阻器。按組成材料的不同,又可分為炭膜電阻器、金屬膜電阻器、線繞電阻器、熱敏電阻器、壓敏電阻器等。常用電阻器的外形圖如圖1.1 1.2 電阻器的參數及標注方法電阻器的參數很多,通常考慮的有標稱阻值、額定功率和允許偏差等。(1)、標稱阻值和允許誤差 電阻器的標稱阻值是指電阻器上標出的名義阻值。而實際阻值與標稱阻值之間允許的最大偏差范圍叫做阻值允許偏差,一般用標稱阻值與實際阻值之差除以標稱阻值所得的百分數表示,又稱阻值誤差。普通電阻器阻值誤差分三個等級:允許誤差小于±5﹪的稱Ⅰ級,允許誤差小于±10﹪的稱Ⅱ級,允許誤差小于±20﹪的稱Ⅲ級。表示電阻器的阻值和誤差的方法有兩種:一是直標法,二是色標法。直標法是將電阻的阻值直接用數字標注在電阻上;色標法是用不同顏色的色環來表示電阻器的阻值和誤差,其規定如表1.1(a)和(b)。 用色標法表示電阻時,根據阻值的精密情況又分為兩種:一是普通型電阻,電阻體上有四條色環,前兩條表示數字,第三條表示倍乘,第四條表示誤差。二是精密型電阻,電阻體上有五條色環,前三條表示數字,第四條表示倍乘,第五條表示誤差。通用電阻器的標稱阻值系列如表1.2所示,任何電阻器的標稱阻值都應為表1.2所列數值乘以10nΩ,其中n為整數。(2)、電阻器的額定功率 電阻器的額定功率指電阻器在直流或交流電路中,長期連續工作所允許消耗的最大功率。常用的額定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W、25W等。電阻器的額定功率有兩種表示方法,一是2W以上的電阻,直接用阿拉伯數字標注在電阻體上,二是2W以下的炭膜或金屬膜電阻,可以根據其幾何尺寸判斷其額定功率的大小如表1.3。3 電阻器的簡單測試 電阻器的好壞可以用儀表測試,電阻器阻值的大小也可以用有關儀器、儀表測出,測試電阻值通常有兩種方法,一是直接測試法,另一種是間接測試法。(1).直接測試法就是直接用歐姆表、電橋等儀器儀表測出電阻器阻值的方法。通常測試小于1Ω的小電阻時可用單臂電橋,測試1Ω到1MΩ電阻時可用電橋或歐姆表(或萬用表),而測試1MΩ以上大電阻時應使用兆歐表。
上傳時間: 2013-10-26
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I2C器件開發資料1.1.1 PCA9545/48 PACK PCA9545將1路I2C總線擴展為4路,PCA9548將1路I2C總線擴展為8路; 具有隔離特性,擴展總線,將總線負載電容隔離,減輕每條總線的負擔; 輔助電路:I2C接口的溫度傳感器LM75A和鐵電存儲器FM24CL04; 可配套SmartARM2200工控學習開發板使用。
上傳時間: 2013-11-01
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STC12C5624AD系列單片機器件手冊
上傳時間: 2013-10-21
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紫外無線通信是一種新型通信方式,為實現紫外無線通信系統關鍵光器件選型的目的,依據日盲紫外光的傳播特性,合理搭建系統結構,對系統結構中需要的光器件采用工作原理、特性分析對比等方法,實現了該系統紫外光源、紫外探測器及紫外濾波片三種關鍵光器件的合理選擇。日盲紫外光器件的選型為紫外無線通信系統整體實現提供了依據。
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敘述GaAs MESFET、GaAs HEMT和GaAs耿氏器件等新一代GaAs毫米波器件的發展現狀。
上傳時間: 2013-11-17
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近年來,太赫茲科學技術的發展極為迅速。與此同時,以波導為基礎的、用于太赫茲傳輸的器件應運而生,其中主要包括:太赫茲金屬波導、太赫茲光子晶體波導、太赫茲光子晶體光纖、太赫茲聚合物波導、太赫茲塑料帶狀波導、太赫茲藍寶石光纖等。為此,就國際上太赫茲波導器件方面的研究進展和最新動態進行了較詳細的分析和歸納總結。
上傳時間: 2013-10-22
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分別研究了金屬器件:揚聲器、電池與該平面雙頻單極天線的相對位置關系,以及對天線性能的影響。并利用HFSS軟件優化功能,尋找出揚聲器和電池板對平面單極天線性能影響最小的位置組合關系。
上傳時間: 2014-12-30
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熱敏微打控制模塊采用NXP公司的32 ARM微控制器LPC1100作為主控芯片,外加輸入電壓檢測、RS232通訊、字庫擴展、打印電壓控制、步進電機控制以及熱敏打印機芯控制。其中熱敏打印機芯控制增加過溫保護和缺紙檢測使系統更穩定。
上傳時間: 2013-10-22
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雙極型與MOS半導體器件原理_黃均鼐.
上傳時間: 2013-11-08
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