一、傳感器的定義信息處理技術(shù)取得的進(jìn)展以及微處理器和計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應(yīng)的進(jìn)展。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測量和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著這些系統(tǒng)能力的增強(qiáng),作為信息采集系統(tǒng)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(tǒng)和機(jī)器人技術(shù)中的關(guān)鍵部件,作為系統(tǒng)中的一個結(jié)構(gòu)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(xué)量轉(zhuǎn)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(tǒng)中的一種前置部件,它將輸入變量轉(zhuǎn)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(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的傳感器”。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個組成部分,它是被測量信號輸入的第一道關(guān)口。傳感器系統(tǒng)的原則框圖示于圖1-1,進(jìn)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(zhuǎn)換成數(shù)字信號,并輸入到微處理器。德國和俄羅斯學(xué)者認(rèn)為傳感器應(yīng)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(tǒng)的性能主要取決于傳感器,傳感器把某種形式的能量轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dān)將某個對象或過程的特定特性轉(zhuǎn)換成數(shù)量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體,而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的,也可以是動態(tài)(即過程)的。對象特性被轉(zhuǎn)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(zhì)的,也可以是化學(xué)性質(zhì)的。按照其工作原理,傳感器將對象特性或狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成可測定的電學(xué)量,然后將此電信號分離出來,送入傳感器系統(tǒng)加以評測或標(biāo)示。各種物理效應(yīng)和工作機(jī)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(jī)制和效應(yīng)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(xué)傳感器——味覺;壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺。與當(dāng)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(yōu)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(shè)定了許多技術(shù)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(jié)構(gòu)在不同場合均需要的基本要求是: 高靈敏度,抗干擾的穩(wěn)定性(對噪聲不敏感),線性,容易調(diào)節(jié)(校準(zhǔn)簡易),高精度,高可靠性,無遲滯性,工作壽命長(耐用性) ,可重復(fù)性,抗老化,高響應(yīng)速率,抗環(huán)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(yīng)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(qiáng)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(jìn)行分類:它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng));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(jù)傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類:傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng),諸如壓電效應(yīng),磁致伸縮現(xiàn)象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器,被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)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(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的。化學(xué)傳感器技術(shù)問題較多,例如可靠性問題,規(guī)模生產(chǎn)的可能性,價格問題等,解決了這類難題,化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會有巨大增長。常見傳感器的應(yīng)用領(lǐng)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?zhèn)鞲衅?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(biāo)準(zhǔn)可將傳感器分為: 模擬傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。數(shù)字傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。膺數(shù)字傳感器——將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。開關(guān)傳感器——當(dāng)一個被測量的信號達(dá)到某個特定的閾值時,傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)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(tài)下的機(jī)械特性 1、改變他勵直流電動機(jī)機(jī)械特性有哪些方法? 2、他勵直流電動機(jī)在什么情況下,從電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入回饋制動狀態(tài)?他勵直流電動機(jī)回饋制動時,能量傳遞關(guān)系,電動勢平衡方程式及機(jī)械特性又是什么情況? 重點 掌握直流電機(jī)的電動和回饋制動特性 難點 調(diào)節(jié)直流電動機(jī)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(zhuǎn)速nN 了解和測定他勵直流電動機(jī)在R2=0時電動及回饋制動狀態(tài)下的機(jī)械特性 直流他勵電動機(jī)機(jī)械特性測定的實驗原理圖
上傳時間: 2013-10-12
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提出了一種基于微控制器(MCU)的實時音樂節(jié)奏提取系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地提取節(jié)奏感較強(qiáng)的樂曲節(jié)奏,并按照設(shè)定的增益要求控制音頻放大系統(tǒng)的增益。經(jīng)處理得到的輸出音樂節(jié)奏和音頻能量作為控制信號調(diào)節(jié)音樂噴泉的花型變換節(jié)奏以及水柱高度。
上傳時間: 2014-12-30
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注:為了使波導(dǎo)內(nèi)的能量不從縫隙外泄,饋源到第一個縫隙的距離,以及縫隙間隔需要通過計算得出,本例的目的在于說明模型建立的方法,具體波導(dǎo)設(shè)計的參數(shù),參看相關(guān)書籍。
上傳時間: 2014-12-30
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RFID系統(tǒng)工作頻率不高時,多用環(huán)天線。大部分能量以交變磁場的形式耦合。常用的有四種微型化設(shè)計方案:空心線圈、磁芯線圈、薄膜天線和集成天線
上傳時間: 2014-01-11
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【摘要】設(shè)計了基于15693協(xié)議的射頻識別讀卡器系統(tǒng)。該系統(tǒng)以RC--632芯片為主控芯片。標(biāo)簽天線將磁場能量轉(zhuǎn)換成電流,激活射頻芯片并維持工作,然后接收讀寫器發(fā)出的命令,射頻天線芯片作出應(yīng)答。標(biāo)簽天線通過其本身負(fù)載的變化將標(biāo)簽信息反向調(diào)制在讀卡器的天線上,經(jīng)讀寫器天線傳送到讀寫器,讀寫器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼,最終將解碼后的信息送到上位機(jī)系統(tǒng)。上位機(jī)處理器根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性,針對不同的設(shè)定作出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)關(guān)動作,從而實現(xiàn)讀卡的功能。
標(biāo)簽: 15693 協(xié)議 射頻識別 讀卡器
上傳時間: 2013-11-02
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慢波結(jié)構(gòu)是微波管重要的部件,它是電子注與高頻場相互作用進(jìn)行能量交換以實現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的高頻特性,并在此基礎(chǔ)上使用了HFSS以及CST MWS等軟件對兩種新型微波管慢波結(jié)構(gòu)(環(huán)桿慢波結(jié)構(gòu)、折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu))的高頻特性(色散特性、耦合阻抗)進(jìn)行了初步的仿真研究,并通過對結(jié)果的分析比較了兩個結(jié)構(gòu)的特性。
上傳時間: 2013-10-15
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系統(tǒng)發(fā)射部分由Lorenz混沌電路和調(diào)頻電路產(chǎn)生混沌調(diào)頻載波信號,經(jīng)采樣后在FPGA中實現(xiàn)差分延時和調(diào)制;接收部分基于非相干相關(guān)法,位同步模塊采用相關(guān)值與能量比值作為定時測度,通過設(shè)置門限和滑動搜索窗口尋找初始同步,而后引入數(shù)字鎖相環(huán)進(jìn)行相關(guān)峰值跟蹤和位同步調(diào)整。
標(biāo)簽: FM-DCSK 混沌 原型設(shè)計 通信系統(tǒng)
上傳時間: 2013-10-27
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針對能量受限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),該文綜合考慮了協(xié)作節(jié)點數(shù)量和調(diào)制方式對系統(tǒng)能量有效性的影響,提出一種能量最優(yōu)的綜合優(yōu)化方法。文中首先給出了在Rayleigh 衰落信道環(huán)境下,協(xié)作通信系統(tǒng)采用二相相移鍵控(BPSK)和M 進(jìn)制正交幅度調(diào)制(MQAM)時誤碼率的閉式表達(dá),同時對協(xié)作通信的系統(tǒng)能耗進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)能耗最小化原則對協(xié)作節(jié)點數(shù)量和調(diào)制方式進(jìn)行了聯(lián)合優(yōu)化。仿真結(jié)果表明,與調(diào)制方式固定或協(xié)作節(jié)點數(shù)固定的系統(tǒng)相比,該方案能進(jìn)一步降低協(xié)作通信的系統(tǒng)能耗。
標(biāo)簽: 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 協(xié)作通信 能耗
上傳時間: 2013-11-21
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提出一種復(fù)合式雷達(dá)信號,其兼有跳頻和極化編碼信號的特點.并從信號形式和信號輻射能量方面分析了極化編碼跳頻信號的低截獲性能。
標(biāo)簽: 極化 中的應(yīng)用 編碼 跳頻信號
上傳時間: 2014-08-13
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