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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文中采用高精度AD芯片AD7891与C8051F040单片机组成高速数据采集系统,通过SPI总线,将AD7891与C8051F040直接连接,方便的实现了8路模拟量的高速采集和传输,并给出了SPI总线的接口电路及软件设计。
上传时间: 2014-12-30
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为了实现某生产线上MCU的数据采集,设计了一种基于FPGA和UART的数据采集系统,并完成系统的软硬件设计。整个设计完全采用硬件逻辑VHDL语言,集成在一枚Altera的cyclone芯片内,设计了单片机总线与FPGA接口逻辑,数据缓存的双端口RAM、FIFO和UART串行发送模块。通过仿真和实际应用证明系统的准确性,该方法和理念具有一定的通用性,为数据采集系统的设计提供了一个新思路,使系统更紧凑,易维护,更可靠。
上传时间: 2013-10-11
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本系统采用CC2530芯片为核心配置,以温湿度传感器SHT75、计算机监控系统等部件,通过单片机与智能传感器相连,采集并存储智能传感器的测量数据,并通过RS485总线来实现PC上位机与单片机控制模块半双工串行通信。基于ZigBee技术设计的智能温湿度采集系统,可全天候实时监控温室内的空气温度和湿度信息,具有实时性高、低功耗、有效范围大、成本低、可靠性高等特点。
上传时间: 2013-10-11
上传用户:wxnumen
设计了一种基于nRF24L01的无线心电采集系统, 该系统采用模拟集成电路对心电信号进行调理和采样,通过前置放大电路、带通滤波电路、主放大电路、50 Hz陷波电路、电平抬升电路等电路调理心电信号后,使用无线传输模块nRF24L01将心电信号发送至上位机中显示, 从而达到通过PC显示和监测心律变化的目的。
上传时间: 2013-10-09
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设计一款家用安全防护系统,能对家庭中燃气泄露、火灾和盗窃等突发事件进行实时监测和信息传输。系统由主机和从机两部分组成,红外遥控开关控制整个系统的开闭,通过从机单片机实时地采集和处理燃气、烟雾、人员入室等事故信息,并由NRF24L01无线模块发送给主机;主机通过NRF24L01接收事故信号,处理后将报警信息通过GSM通讯模块以短信形式第一时间发送至用户手机。系统具有成本低廉、功耗低、操作简单等特点,应用前景广阔。
上传时间: 2013-10-22
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蓝牙模块系列产品简介:南京凯春科技有限公司生产的蓝牙模块系列产品,采用CSR 公司的蓝牙芯片,从射频设计、电路设计到应用软件开发,具备完全的知识产权,多年大规模供货的经验保证了公司产品的稳定性、可靠性。KC系列嵌入式蓝牙模块集成度高,性能可靠,适合工业、行业用户为自已的产品加装蓝牙功能,广泛应用于工业数据采集、自动化控制、医疗设备、仪器仪表及军事等领域,同时为用户提供产品设计前期技术咨询,协同开发及后期产品供货一条龙服务,可大大缩短用户的产品开发时间,节少开发成本。
上传时间: 2013-10-08
上传用户:cjh1129
为了克服国内数据采集器通用性不强,论文以C8051F120为控制核心设计了通用多功能低功耗海洋数据采集器。多功能低功耗海洋数据采集器采用B1203LS非线性变压模块,降低了系统的功耗;采用了OCM12864-8液晶显示设计,实现了系统的菜单化管理;采用大容量存储器AT45DB041,可以存储大量历史数据;并提供了RS232接口可以实现远程有线或者无线传输。整个系统有体积小、功耗低、太阳能供电的特点,完全达到设计要求,有较大的实用价值和应用前景。
上传时间: 2013-11-05
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本文是关于赛灵思Artix-7 FPGA 数据手册:直流及开关特性的详细介绍。 文章中也讨论了以下问题: 1.全新 Artix-7 FPGA 系列有哪些主要功能和特性? Artix-7 系列提供了业界最低功耗、最低成本的 FPGA,采用了小型封装,配合Virtex 架构增强技术,能满足小型化产品的批量市场需求,这也正是此前 Spartan 系列 FPGA 所针对的市场领域。与 Spartan-6 FPGA 相比,Artix-7 器件的逻辑密度从 20K 到 355K 不等,不但使速度提升 30%,功耗减半,尺寸减小 50%,而且价格也降了 35%。 2.Artix-7 FPGA 系列支持哪些类型的应用和终端市场? Artix-7 FPGA 系列面向各种低成本、小型化以及低功耗的应用,包括如便携式超声波医疗设备、军用通信系统、高端专业/消费类相机的 DSLR 镜头模块,以及航空视频分配系统等。
上传时间: 2013-11-12
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为电力系统开关特性测试仪专门开发的数据采集及测试信号控制主控单元。DTE0802 同时具有 USB2.0 总线高速数据采集功能,可经 USB 电缆接入各种台式计算机、笔记本机、工控机连接,构成实验室、产品质量检验中心、特别是野外测控、医疗设备等领域的数据采集、波形分析和处理系统,也可构成工业生产过程控制监控测量系统。而且它具有体积小,即插即用等特点,因此是便携式系统用户的最佳选择。
上传时间: 2013-11-12
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