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?;瘜W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?;瘜W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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R2=0時電動及回饋制動狀態下的機械特性 1、改變他勵直流電動機機械特性有哪些方法? 2、他勵直流電動機在什么情況下,從電動機運行狀態進入回饋制動狀態?他勵直流電動機回饋制動時,能量傳遞關系,電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況? 重點 掌握直流電機的電動和回饋制動特性 難點 調節直流電動機M的額定值(三個條件互相制約,同時滿足。) 1、額定電流IN 2、額定勵磁電流IfN 3、額定轉速nN 了解和測定他勵直流電動機在R2=0時電動及回饋制動狀態下的機械特性 直流他勵電動機機械特性測定的實驗原理圖
上傳時間: 2013-10-12
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為了提高Linux操作系統的實時性,研究了Linux操作系統System V信號量機制在內核中的實現,發現其在實時應用中存在的不足,提出并實現了一種對其進行改進的方法。經測試表明,采用該方法后可以明顯降低實時進程申請信號量的延遲時間,說明該方法有效提高了Linux操作系統的實時性能。
上傳時間: 2013-10-31
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慢波結構是微波管重要的部件,它是電子注與高頻場相互作用進行能量交換以實現微波振蕩或放大的場所。隨著對微波管性能越來越高的要求,微波管慢波結構的效率和性能要求也隨之提高。文中首先分析了如何求解微波管慢波結構的高頻特性,并在此基礎上使用了HFSS以及CST MWS等軟件對兩種新型微波管慢波結構(環桿慢波結構、折疊波導慢波結構)的高頻特性(色散特性、耦合阻抗)進行了初步的仿真研究,并通過對結果的分析比較了兩個結構的特性。
上傳時間: 2013-10-15
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本文通過介紹GLONASS衛星信號的組成和特性,分析了廣泛用于衛星信號捕獲的串行二維搜索捕獲算法的算法原理;在考慮算法實現所需要的時間和涉及的計算量的前提下,分析了計算量較少,捕獲時間較短的并行碼相位搜索和部分匹配濾波兩種捕獲算法,對兩種算法的算法流程進行了詳細的分析,并利用matlab對算法進行仿真實現,成功解算出GLO—NASS信號的碼相位偏移和載波多普勒偏移,驗證了兩種算法在GLONASS信號捕獲中的可行性。
上傳時間: 2014-04-24
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運用矩量法進行分析, 從單個對數周期天線入手, 討論了分析問題的理論依據, 給出了進行計算的表達式, 分析了單個對數周期天線的方向特性及其與振子數目的關系, 并對不計互耦影響情形下陣列的方向特性進行了計算。
上傳時間: 2013-11-22
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對于復雜的微波模塊,增益隨溫度變化很大,有時很難找到合適的無源溫變衰減器來調整增益。文中介紹一種利用溫度傳感器和數控衰減器相結合的方法來改善微波模塊增益指標的溫度特性。
上傳時間: 2013-10-29
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通過本課程的學習,希望您掌握如下內容: 了解以太網特性單板常用術語及含義 熟練掌握各類以太網單板特性及差異 熟悉以太網單板提供的幾個重要功能
上傳時間: 2014-12-30
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用二端口S-參數來表征差分電路的特性■ Sam Belkin差分電路結構因其更好的增益,二階線性度,突出的抗雜散響應以及抗躁聲性能而越來越多地被人們采用。這種電路結構通常需要一個與單端電路相連接的界面,而這個界面常常是采用“巴倫”器件(Balun),這種巴倫器件提供了平衡結構-到-不平衡結構的轉換功能。要通過直接測量的方式來表征平衡電路特性的話,通常需要使用昂貴的四端口矢量網絡分析儀。射頻應用工程師還需要確定幅值和相位的不平衡是如何影響差分電路性能的。遺憾的是,在射頻技術文獻中,很難找到一種能表征電路特性以及衡量不平衡結構所產生影響的好的評估方法。這篇文章的目的就是要幫助射頻應用工程師們通過使用常規的單端二端口矢量網絡分析儀來準確可靠地解決作為他們日常工作的差分電路特性的測量問題。本文介紹了一些用來表征差分電路特性的實用和有效的方法, 特別是差分電壓,共模抑制(CMRR),插入損耗以及基于二端口S-參數的差分阻抗。差分和共模信號在差分電路中有兩種主要的信號類型:差分模式或差分電壓Vdiff 和共模電壓Vcm(見圖2)。它們各自的定義如下[1]:• 差分信號是施加在平衡的3 端子系統中未接地的兩個端子之上的• 共模信號是相等地施加在平衡放大器或其它差分器件的未接地的端子之上。
上傳時間: 2013-10-14
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為了正確反映基于光電位置敏感器(PSD)的微位移傳感器的特性,首先介紹了一維光電位置敏感器的工作原理并分析了利用PSD結合光學三角測量法將位移信號轉換成電壓信號的工作原理,得出基于PSD的微位移傳感器被測試件位移量與相關測量電路輸出電壓(S,V)關系特征,然后基于最小二乘估計算法基本原理, 提出了運用MATLAB語言建立PSD的為了正確反映基于光電位置敏感器(PSD)的微位移傳感器的特性,首先介紹了一維光電位置敏感器的工作原理并分析了利用PSD結合光學三角測量法將位移信號轉換成電壓信號的工作原理,得出基于PSD的微位移傳感器被測試件位移量與相關測量電路輸出電壓(S,V)關系特征,然后基于最小二乘估計算法基本原理, 提出了運用MATLAB語言建立PSD的微位移傳感器(S,V)關系特征的數學模型的方法, 給出了建模的程序流程圖以及仿真結果。微位移傳感器(S,V)關系特征的數學模型的方法, 給出了建模的程序流程圖以及仿真結果。
上傳時間: 2014-07-26
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