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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功率变换器是开关磁阻电动机调速系统(SRD)中的重要组成部分,现有的各种功率变换器大都有这样或那样的问题与不足,关键是不能保证较好的性能价格比。本文通过对两种常用的四相开关磁阻电动机(SR)功率变换器主电路进行分析,优化、综合常用的主电路,给出了目前最优的四相SR电机功率变换器主电路型式——最少主开关型,提高了经济性和实用性。结合作者的研制实践,又给出了5.5KW 的SR电机新型功率变换器的实际电路、主要器件及其定额的选择。通过实验成功地应用此方案,基于降低SR电机转矩波动的有效手段,同时实现电机实时双相绕组通电稳定运行。关键词:开关磁阻电动机;功率变换器;最少主开关;绕组双相运行
上传时间: 2013-10-08
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电子元器件 任何一个电子电路,都是由电子元器件组合而成。了解常用元器件的性能、型号规格、组成分类及识别方法,用简单测试的方法判断元器件的好坏,是选择、使用电子元器件的基础,是组装、调试电子电路必须具备的技术技能。下面我们首先分别介绍电阻器、电容器、电感器、继电器、晶体管、光电器件、集成电路等元器件的基本知识1 .电阻器电阻器在电路中起限流、分流、降压、分压、负载、匹配等作用。1.1电阻器的分类电阻器按其结构可分为三类,即固定电阻器、可变电阻器(电位器)和敏感电阻器。按组成材料的不同,又可分为炭膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器、热敏电阻器、压敏电阻器等。常用电阻器的外形图如图1.1 1.2 电阻器的参数及标注方法电阻器的参数很多,通常考虑的有标称阻值、额定功率和允许偏差等。(1)、标称阻值和允许误差 电阻器的标称阻值是指电阻器上标出的名义阻值。而实际阻值与标称阻值之间允许的最大偏差范围叫做阻值允许偏差,一般用标称阻值与实际阻值之差除以标称阻值所得的百分数表示,又称阻值误差。普通电阻器阻值误差分三个等级:允许误差小于±5﹪的称Ⅰ级,允许误差小于±10﹪的称Ⅱ级,允许误差小于±20﹪的称Ⅲ级。表示电阻器的阻值和误差的方法有两种:一是直标法,二是色标法。直标法是将电阻的阻值直接用数字标注在电阻上;色标法是用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值和误差,其规定如表1.1(a)和(b)。 用色标法表示电阻时,根据阻值的精密情况又分为两种:一是普通型电阻,电阻体上有四条色环,前两条表示数字,第三条表示倍乘,第四条表示误差。二是精密型电阻,电阻体上有五条色环,前三条表示数字,第四条表示倍乘,第五条表示误差。通用电阻器的标称阻值系列如表1.2所示,任何电阻器的标称阻值都应为表1.2所列数值乘以10nΩ,其中n为整数。(2)、电阻器的额定功率 电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中,长期连续工作所允许消耗的最大功率。常用的额定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W、25W等。电阻器的额定功率有两种表示方法,一是2W以上的电阻,直接用阿拉伯数字标注在电阻体上,二是2W以下的炭膜或金属膜电阻,可以根据其几何尺寸判断其额定功率的大小如表1.3。3 电阻器的简单测试 电阻器的好坏可以用仪表测试,电阻器阻值的大小也可以用有关仪器、仪表测出,测试电阻值通常有两种方法,一是直接测试法,另一种是间接测试法。(1).直接测试法就是直接用欧姆表、电桥等仪器仪表测出电阻器阻值的方法。通常测试小于1Ω的小电阻时可用单臂电桥,测试1Ω到1MΩ电阻时可用电桥或欧姆表(或万用表),而测试1MΩ以上大电阻时应使用兆欧表。
上传时间: 2013-10-26
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嵌入式系统是一种应用范围非常广泛的系统。可以说除了桌面计算机和服务器外所有计算设备都属于嵌入式系统,例如从便携式音乐播放器到航天飞机上的实时系统控制都属于嵌入式系统。 大多数商用的嵌入式系统都设计成专用任务的低成本的产品。大多数的嵌入式系统都具有实时性的要求。有些功能需要非常快的主频,但其他大多数功能并不需要高速的处理能力。这些系统通过特定的器件和软件来满足实时性的要求。 简单地通过速度和成本来定义嵌入式系统是困难的,但对于大批量的产品而言,成本常常对系统设计起决定作用。通常,一个嵌入式系统的很多部分相对系统主要功能来说需要较低的性能,因此嵌入式系统和通用PC相比,能够使用一个满足辅助功能的合适的CPU,从而简化了系统设计,降低了成本。例如,数字电视的机顶盒需要处理每秒以百万兆位计的连续数据,但这些数据处理大部分是由定制的硬件来实现的,如解析、管理和编解码多个频道的数字影像。 对于大批量生产的嵌入式系统,如便携式音乐播放器或手机等,降低成本就成为最主要的问题。这些系统通常只具有几个芯片:一个高度集成的CPU,一个定制的芯片用于控制其他所有的功能,还有一个存储芯片。在这种设计中,每部分都设计成使用最小的系统功耗。 对于小批量的嵌入式应用,为了降低开发成本,常常使用PC体系结构,通过限制程序的执行时间或用一个实时操作系统来替换原先的操作系统。在这种情况下,可以使用一个或多个高性能的CPU来替换特殊用途的硬件。 嵌入式系统的软件通常运行在有限的硬件资源上:没有硬盘、操作系统、键盘或屏幕。软件一般都没有文件系统,如果有的话,也会采用Flash驱动器。如果有人机交互接口的话,也是一个小键盘或液晶显示器。硬件是计算机的物理部分,和存储在硬件中的计算机软件程序和数据区分开来。 嵌入到机械中的嵌入式系统需要长期无故障连续运行,因此它的软件需要比PC中的软件更加仔细地开发和更加严格地测试。 那么,到底什么是嵌入式系统呢? 根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”(原文为devices used to control,monitor,or assist the operation of equipment,machinery or plants)。这主要是从应用上加以定义的,从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等附属装置。 目前国内一个普遍被认同的定义是:以应用为中心、以计算机技术为基础,软件 硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 可以这样认为,嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。 本书是按照人事部、信息产业部全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试要求编写,内容紧扣《嵌入式系统设计考试大钢》。全书共六章,分别对嵌入式系统基础知识、嵌入式微处理器与接口设计、嵌入式软件与操作系统、嵌入式软件程序设计、嵌入式系统设计与维护等知识进行了详细的讲解。最后介绍了一个典型的嵌入式系统设计案例。 本书内容丰富,结构合理,概念清晰。既可作为全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试中嵌入式系统设计师级别的考试用书,供有关考生学习使用,也可作为本科生嵌入式系统相关课程教材或培训书使用。
上传时间: 2013-10-29
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了解全球首个采用下一代ARM Cortex M0+ 内核的MCU产品“Kinetis L系列”。这些新器件可兼容基于ARM Cortex-M4的Kinetis K系列产品,能够给传统的8位及16位入门级应用提供出众的低功耗性能、易用性和重要价值。本会议将简要介绍全新ARM Cortex-M0+ 内核及Kinetis L系列产品特性、配套支持和产品计划。
上传时间: 2014-12-30
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本会议将允许与会者亲自尝试使用面向智能器件的i.MX 6 SABRE 板卡,包括查看Linux照片、演示、基准测试和性能信息。我们还将通过基准测试及其他演示应用介绍使用i.MX 6系列的Android™产品。
上传时间: 2013-10-13
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为满足能谱分析中多道脉冲幅度分析器A/D转换的要求,设计了一种高速脉冲峰值保持电路。以高速电压比较器LM311、采样/保持芯片LF398作为主要器件,具有幅度判别、波形采样、峰值保持、电荷泄放等功能,结构简单,易于调试。实验表明:对于高速脉冲信号,该电路可以较好地甄别峰值并保持,性能可靠,响应速度快,误差小于1%。
上传时间: 2013-11-17
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致力于提供高速信号处理解决方案的北京拓目科技有限公司(Beijing Topmoo Tech Co. Ltd)在2011年推出基于FLASH阵列存储的高端固态存储产品TMS-F231-160G之后,近日宣布推出其入门级固态存储产品TMS-S231-512G。 在容量选择上,TMS-F231-160G可以通过更换PIN2PIN的FLASH芯片而达到扩容目的,但是SLC FLASH成本高居不下,在目前高速发展的工业相机领域,难以推广普及。为了推动高速工业相机存储市场的发展,拓目科技发布了基于SATA接口的SSD盘存储系统TMS-S231-512G,随着消费电子的发展,SSD的单盘容量不断的扩大,价格不断的降低,必然能使TMS-S231-512G得到广泛的应用。 “TMS-S231-512G是一款专门针对航空拍摄、工业照相、汽车碰撞实验等需要高速图像采集、存储的场合而开发的固态存储设备”拓目科技产品经理Lemon Chan介绍道,“该产品的单盘存储容量最高可达512GB,单盘存储带宽则最高可达250MB/s,在该带宽支持条件下,TMS-S231-512G最高能支持1280x1024@200fps的连续拍照模式,几乎适用于所有需要高速图像采集的场合”。 “目前,Camera Link接口在航空相机、工业相机等领域得到广泛应用。与此同时,TMS-S231-512G板载两个SFP光纤接口,最高可支持5Gbps的有效数据吞吐率。”拓目科技研发总监Steven Wu介绍道,“除了硬件板卡以外,拓目科技还提供一整套完整的客户端解决方案,以方便客户能够轻易地对设备进行管控,同时方便客户对记录下来的数据进行预览、下载等操作”。 “与国外同类产品相比,TMS-S231-512G除了大容量、高带宽等优点以外,另一大优势在于其极强的可定制性。TMS-S231-512G从硬件设计到软件开发,所有的核心技术都由拓目科技研发团队自主开发,相比于国外同类产品,拓目科技无论在产品的可定制性还是售后技术支持方面,都具有较大的优势”Steven Wu补充道。 同时,该款产品所有器件均采用工业级宽温芯片,温度、振动等环境适应性试验均已顺利通过,能最大程度地保证产品在恶劣环境下的可靠性。 TMS-S231系列产品特点 1, 采用业界领先的掉电保护技术,令您的数据安全无忧 2, 性能卓越,拥有单盘高达250MB/s的写带宽 3, 单盘64GB~512GB大容量可选,存储容量大小也可以根据用户需求定制 4, 支持Camera Link视频输入接口 5, 支持DVI显示接口 6, 支持SFP光纤接口 7, 支持2个SSD盘 8, 支持1个千兆以太网口 9, 满足各种恶劣环境应用要求,能在高温度、多灰尘、高海拔、强振动等应用场合下正常使用 TMS-S231采用12V电源适配器供电,功耗小于10W,TMS-S231集成度非常高,产品体积仅为260mm x 180mm x 45mm,如上图所示。TMS-S231现已进入大批量生产阶段并随时接受客户试用申请与订货。
上传时间: 2013-11-12
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I2C器件开发资料1.1.1 PCA9545/48 PACK PCA9545将1路I2C总线扩展为4路,PCA9548将1路I2C总线扩展为8路; 具有隔离特性,扩展总线,将总线负载电容隔离,减轻每条总线的负担; 辅助电路:I2C接口的温度传感器LM75A和铁电存储器FM24CL04; 可配套SmartARM2200工控学习开发板使用。
上传时间: 2013-11-01
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概述恩智浦半导体推出其第二代车载网络CAN/LIN核的系统基础芯片(SBC)UJA1078TW产品,实现了性能、功耗以及电子控制单元(ECU)成本的优化,惠及车身控制模块、车内温度控制、座椅控制、电动助力转向(EPS)、自适应照明、雨量/光强传感器、泊车辅助及传输模块等广泛的车载应用。UJA1078TW支持车载网络互联应用,这些应用通过使用高速CAN作为主网络接口和LIN作为本地子总线来控制电源和传感器设备。UJA1078TW SBC产品集成以下功能器件: 高速CAN收发器,可相互操作和向下兼容CAN收发器TJA1042,符合ISO 11898-2 和ISO 11898-5标准; LIN收发器,符合LIN 2.1、LIN2.0和SAE J2602标准,并兼容LIN1.3规范; 先进的独立看门狗(UJA1078/ xx/WD版); 250mA的电压调节器,用于微控制器(3.3V或5V)及外部设备的可扩展稳压器(V1);还可配置外部PNP晶体管进行扩展,从而令电流输出能力更强、耗散分布得到优化; 独立的电压调节器,用来给UJA1075TW芯片内部的CAN收发器供电; 串行外设接口(SPI)(全双工); 2个本地唤醒输入端口,带循环偏置选择; 软备件(Limp home)输出端口。
上传时间: 2013-10-11
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