一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展,都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强,作为信息采集系统的前端单元,传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件,作为系统中的一个结构组成,其重要性变得越来越明显。最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。传感器系统的原则框图示于图1-1,进入传感器的信号幅度是很小的,而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程,首先要将信号整形成具有最佳特性的波形,有时还需要将信号线性化,该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下,这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号,并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的,即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解,传感器还包含了信号成形器的电路部分。传感器系统的性能主要取决于传感器,传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器:有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体,而它们的状态可以是静态的,也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的,也可以是化学性质的。按照其工作原理,传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量,然后将此电信号分离出来,送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象,也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加,其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟: 光敏传感器——视觉;声敏传感器——听觉;气敏传感器——嗅觉;化学传感器——味觉;压敏、温敏、流体传感器——触觉。与当代的传感器相比,人类的感觉能力好得多,但也有一些传感器比人的感觉功能优越,例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射,感觉不到电磁场、无色无味的气体等。对传感器设定了许多技术要求,有一些是对所有类型传感器都适用的,也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是: 高灵敏度,抗干扰的稳定性(对噪声不敏感),线性,容易调节(校准简易),高精度,高可靠性,无迟滞性,工作寿命长(耐用性) ,可重复性,抗老化,高响应速率,抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 ,选择性,安全性(传感器应是无污染的),互换性 低成本 ,宽测量范围,小尺寸、重量轻和高强度,宽工作温度范围 。二、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。按照其用途,传感器可分类为: 压力敏和力敏传感器 ,位置传感器 , 液面传感器 能耗传感器 ,速度传感器 ,热敏传感器,加速度传感器,射线辐射传感器 ,振动传感器,湿敏传感器 ,磁敏传感器,气敏传感器,真空度传感器,生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为: 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
上传时间: 2013-10-11
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书籍名称:新型传感器技术及应用 作者:刘广玉 陈明 出版社:北京航空航天大学出版社 书籍来源:网友推荐 文件格式:PDG 内容简介:本书系综合目前国内外有关文献及作者的研究成果编著而成。主要内容有:传感器敏感材料;微机械加工技术;传感器建模;硅电容式集成传感器;谐振式传感器;声表面波传感器;薄膜传感器;光纤传感器;场效应管型化学传感器;固态成象传感器;Smart传感器等十一章。从敏感材料、微机械加工技术到一些先进传感器的设计原理、应用和发展情况作了较全面、深入的讨论。 前言第一章 新型传感器综述第一节新型传感效应第二节新型敏感材料第三节新加工工艺第二章 新型固态光电传感器第一节普通光敏器件阵列第二节自扫描光电二极管阵列 SSPD第三节光电位置传感器 PSD第四节输液监测中的光电传感器第三章 电荷耦合器件 CCD第一节CCD的物理基础第二节CCD的工作原理第三节CCD器件第四节CCD在测量中的应用第四章 光纤传感器第一节光纤传感原理第二节常见光纤传感器第三节光纤传感器的应用第五章 集成传感器第一节集成压敏传感器第二节集成温敏传感器第三节集成磁敏传感器第四节集成传感器应用实例第六章 化学传感器第一节离子敏传感器第二节气敏传感器第三节湿敏传感器第四节工业废水拜谢的自动监测第七章 机器人传感器第一节机器人传感器的功能与分类第二节机器人视觉传感器第三节机器人触觉传感器第四节机器人接近觉传感器第九章传感器的信号处理第一节信号处理概述第二节传感器的信号引出第三节信号补偿电路第四节精密放大电路第十章新型传感器在几何量测量中的应用第一节光学透镜心偏差的测量第二节超光滑表面微观轮廓的测量第三节光学表面疵病度的测量附录参考文献
标签: 传感器原理
上传时间: 2013-11-10
上传用户:mickey008
部分传输序列(PTS)方法通过选择合适的相位序列以降低信号峰值出现的概率,该方法不会使信号发生畸变。但是传统的 PTS 技术计算复杂度非常大,需遍历所有可选的相位因子,其计算量随分割子序列数按指数增长。本文提出了一种正倒二叉树多层相位序列方法,该方法通过对称的树形搜索,搜索出最优的相位序列。仿真结果表明,该方法大大降低系统的复杂度,同时 PAPR 得到更好地抑制。
上传时间: 2013-11-10
上传用户:zjf3110
Audio100 audio tester是短歌行网站(WWW.AUDIO100.COM)开发的音频信号发生器软件,提供了35种不同频率的正弦波信号,也提供了3组粉红噪音信号和一组20Hz-20kHz的扫频信号,所有信号的幅度为-20dB。Audio100 audio tester中的波形信号全部从专业音频信号发生仪器采样,所产生波形的频率极为准确,失真度也极小,并且提供了专业的音频测试信号说明。在1.0以前的版本均为测试版本,在以后的版本中将加入更多频率的正弦波和不同频率的方波、三角波等波形信号,成为一个具有专业品质的软信号发生器。
上传时间: 2013-11-11
上传用户:zl520l
Audio100 audio tester是短歌行网站(WWW.AUDIO100.COM)开发的音频信号发生器软件,提供了35种不同频率的正弦波信号,也提供了3组粉红噪音信号和一组20Hz-20kHz的扫频信号,所有信号的幅度为-20dB。Audio100 audio tester中的波形信号全部从专业音频信号发生仪器采样,所产生波形的频率极为准确,失真度也极小,并且提供了专业的音频测试信号说明。在1.0以前的版本均为测试版本,在以后的版本中将加入更多频率的正弦波和不同频率的方波、三角波等波形信号,成为一个具有专业品质的软信号发生器。
上传时间: 2013-10-18
上传用户:半熟1994
介绍了一种基于DSP和FPGA的磁铁电源控制器的设计方案,阐述了该控制器硬件系统的组成,包括信号调理电路、中间数据处理部分、后端的驱动电路。同时给出了DSP和FPGA之间通过SPI接口通信的具体流程和输出PWM波形死区部分的控制流程。设计的磁铁电源控制器有很好的控制和运算能力,同时具有很好的灵活性和可靠性。
上传时间: 2013-11-16
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电源电路,放大电路,信号产生电路,信号处理电路,声音报警电路,传感器电路,功率接口电路,显示电路,ad da电路
上传时间: 2013-11-16
上传用户:JIMMYCB001
针对目前电表计量范围小,规格多的问题,本文采用宽动态范围的新型电能计量芯片RN8302,设计了一款支持预付费和分时电价,具有RS485和调制式红外通讯、按键及红外停电唤醒抄表功能的三相四线制智能电表,介绍了系统设计、模拟信号输入电路、RN8302与MCU接口电路和软件实现。测试结果表明:在20 mA~100 A的电流范围内,有功电能的计量误差低于±0.3%,实现了高精度、宽量程的电能计量,减少了电表规格数量。
上传时间: 2013-11-09
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为满足对真空度断路器实时检测的需求,利用电磁波检测法实现了真空断路器真空度在线监测装置。文章首先分析真空灭弧室局部放电机理,局放电磁波信号特征为装置设计提供初始参考依据。其次介绍了信号调理电路,通讯接口电路等主要硬件设计方案。进行了工程实际验证,装置实现在不改动真空开关主体结构及运行状态的前提下的真空度实时在线监测。
上传时间: 2013-10-18
上传用户:zhouchang199
对传感器前段信号处理电路进行改进,在传感器上下线圈并联电容形成LC电路,利用LC电路谐振效应改善电路的性能,以提高信号源头的灵敏度;采用Multisim软件对半桥和全桥电路在并联不同大小的电容后的性能进行仿真,并用Matlab对生成的曲线进行最小二乘拟合,比较得出使电路性能最优的电容值和并联方法。结果表明在损失微小线性度的情况下可将灵敏度提高一倍。
上传时间: 2013-11-17
上传用户:名爵少年