【正文】 被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 傳感器按照其輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)分類　　模擬傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。 傳感器按照其材料為標(biāo)準(zhǔn)分類　　在外界因素的作用下，所有材料都會(huì)作出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。 　　(3)在研究新型材料的基礎(chǔ)上探索新現(xiàn)象、新效應(yīng)和反應(yīng)，并在傳感器技術(shù)中加以具體實(shí)施。 傳感器按照其制造工藝分類　　集成傳感器薄膜傳感器 厚膜傳感器陶瓷傳感器 　　集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。 　　厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進(jìn)行熱處理，使厚膜成形。 　　每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足。 生物型傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的，用以檢測(cè)與識(shí)別生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器。 傳感器按照其作用形式的不同分類　　按作用形式可分為主動(dòng)型和被動(dòng)型傳感器。 被動(dòng)型傳感器只是接收被測(cè)對(duì)象本身產(chǎn)生的信號(hào)，如紅外輻射溫度計(jì)、紅外攝像裝置等 傳感器靜態(tài)特性　　傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào)，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。 　?。?）遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。產(chǎn)生漂移的原因有兩個(gè)方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。否則，它將隨輸入量的變化而變化。 提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來的。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相關(guān)性。它是由二個(gè)線圈被固定在傳感器上，中間一塊磁鋼通過彈簧片連在殼體，磁鋼在線圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)，因此產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2mv最大加速度：8g測(cè)量范圍：2mm(pp)使用環(huán)境：25～100℃測(cè)量方式：垂直、水平外形尺寸：φ3565重 量：安裝固定螺孔：M10 深度10mm本設(shè)計(jì)選用濟(jì)寧市中煤工礦公司的KGE30應(yīng)力傳感器。技術(shù)特點(diǎn):◆長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)記錄離層數(shù)據(jù)；◆現(xiàn)場(chǎng)顯示數(shù)據(jù)，離層超限時(shí)報(bào)警指示；◆紅外無線方式采集，傳輸數(shù)據(jù)；主要技術(shù)參數(shù):KGE30圍巖移動(dòng)傳感器技術(shù)指標(biāo)：◆電 源 DC 5V 3mA◆測(cè)量范圍 ——8 m ◆ 量 程 0——150mm◆精 度 %◆信號(hào)輸出 0——◆重 量 放大電路是增加電信號(hào)幅度或功率的電子電路。常用的能源是直流電源，但有的放大器也利用高頻電源作為泵浦源。20世紀(jì)初，真空三極管的發(fā)明和電信號(hào)放大的實(shí)現(xiàn)，標(biāo)志著電子學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的階段。 　　現(xiàn)代使用最廣的是以晶體管（雙極型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管）放大電路為基礎(chǔ)的集成放大器。 　　一、共發(fā)射極放大電路 　　共發(fā)射極放大電路簡(jiǎn)稱共射電路，輸入端AA′外接需要放大的信號(hào)源；輸出端BB′外接負(fù)載。 　?。?）直流電源VCC使三極管工作在放大狀態(tài)，VCC一般為幾伏到幾十伏。Rc的值一般為幾千歐至幾十千歐。靜態(tài)時(shí)，電路中只有直流電源VCC作用，三極管各極電流和極間電壓都是直流值，電容CC2相當(dāng)于開路，其等效電路如圖622所示，該電路稱為直流通路。功率放大電路和電壓放大電路都是利用三極管的放大作用將信號(hào)放大，不同的是功率放大電路以輸出足夠的功率為目的，工作在大信號(hào)狀態(tài)，而電壓放大電路的目的是輸出足夠大的電壓，工作在小信號(hào)狀態(tài)。功率放大電路在輸出信號(hào)功率的同時(shí)，晶體管本身也發(fā)熱損耗功率，稱為管耗。顯然，V1管和V2管均為射極輸出器接法。在正半周時(shí)，V1管發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通，V2管發(fā)射結(jié)反偏截止，由+VCC提供的電流ic1經(jīng)V1管流向負(fù)載，在負(fù)載RL上獲得正半周輸出電壓uo。由于三極管有一死區(qū)電壓，當(dāng)ui小于死區(qū)電壓時(shí)，兩管均不導(dǎo)通，輸出為零，只有當(dāng)ui增加到大于死區(qū)電壓時(shí)，管子才導(dǎo)通，因此，當(dāng)輸入正弦電壓ui時(shí)，在輸出電壓uo的正負(fù)半周交接處出現(xiàn)失真本系統(tǒng)采用LM324運(yùn)放電路，LM324系列器件帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片 主要特性　　1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　 ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13．22所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型D／A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 　 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。下面說明各引腳功能。如下表所示。下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。可據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 　　不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 ADC0809工作的時(shí)序圖 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。因此可以用查詢方式，測(cè)試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 　?。?）定時(shí)傳送方式 　　對(duì)于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。當(dāng)OE輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器?！　?1～28：8位數(shù)字量輸出端。輸入輸出與TTL兼容。 　　3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs　　4）單個(gè)＋5V電源供電 　　5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 管腳連接圖 LM324封裝圖 放大電路本設(shè)計(jì)通過放大器將溫度，應(yīng)力，振動(dòng)傳感器采集到的數(shù)據(jù)放大傳送到ADC0809. ADC0809ADC0809是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一?？梢?，在ui的整個(gè)周期內(nèi)，V1管和V2管輪流導(dǎo)通，相互補(bǔ)充，從而在RL上得到完整的輸出電壓uo，故稱為補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。由于電路對(duì)稱，因此發(fā)射極電位為零，負(fù)載上無電流。 　?。?）非線性失真小功率放大電路在大信號(hào)的工作狀態(tài)，很容易產(chǎn)生非線性失真，因此需要采取措施，減小非線性失真。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)考慮到三極管的極限參數(shù)PCM、ICM和U(BR)CEO。 　　三極管工作于放大狀態(tài)時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，這時(shí)UBEQ基本不變。CC2一般為幾微法至幾十微法的電解電容器，在聯(lián)結(jié)電路時(shí)，應(yīng)注意電容器的極性，不能接錯(cuò)。Rb一般為幾十千歐至幾百千歐。公共端通常稱為“地”（實(shí)際上并非真正接到大地），其電位為零，是電路中其他各點(diǎn)電位的參考點(diǎn)，用“⊥”表示。高頻和微波的大功率放大主要靠特殊類型的真空管，如功率三極管或四極管、磁控管、速調(diào)管、行波管以及正交場(chǎng)放大管等。放大電路的基本形式有3種：共發(fā)射極放大電路，共基極放大電路和共集電極放大電路。輸入信號(hào)的作用是控制這種轉(zhuǎn)移，使放大器輸出信號(hào)的變化重復(fù)或反映輸入信號(hào)的變化。它的核心是電子有源器件，如電子管、晶體管等。該產(chǎn)品采用了新型的傳感器結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路技術(shù)，解決了長(zhǎng)期以來橋梁測(cè)量精度低、讀數(shù)困難問題。由于采用雙線圈結(jié)構(gòu)，它能使有效信號(hào)迭加，干擾信號(hào)衰減，有效地提高了抗干擾能力，是原JD27SDJSG１型傳感器升級(jí)改進(jìn)型產(chǎn)品。 JD27SDJSG2型速度傳感器和振動(dòng)監(jiān)視器一起使用，可以進(jìn)行連續(xù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。PT100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng)PT100溫度為0℃時(shí)它的阻值為100歐姆，在100℃。 通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。 傳感器的分辨率　　分辨率是指?jìng)鞲衅骺筛惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。 　　它是輸出一輸入特性曲線的斜率。在實(shí)際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來表示。 　?。?）重復(fù)性：重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等。檢測(cè)探測(cè)信號(hào)變化方式的稱為作用型，檢測(cè)產(chǎn)生響應(yīng)而形成信號(hào)方式的稱為反作用型。 　　組合型傳感器：是由不同單個(gè)變換裝置組合而構(gòu)成的傳感器。傳感器根據(jù)測(cè)量目的不同分類　　物理型傳感器是利用被測(cè)量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成的。 　　完成適當(dāng)?shù)念A(yù)備性操作之后，已成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結(jié)。 　　薄膜傳感器則是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。傳感器開發(fā)的基本趨勢(shì)是和半導(dǎo)體以及介質(zhì)材料的應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的。從所應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類： (1)按照其所用材料的類別分 金屬聚合物陶瓷混合物 (2)按材料的物理性質(zhì)分： 導(dǎo)體絕緣體 半導(dǎo)體磁性材料 (3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分： 單晶 多晶非晶材料 與采用新材料緊密相關(guān)的傳感器開發(fā)工作，可以歸納為下述三個(gè)方向： 　　(1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)，然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實(shí)際使用。 　　膺數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。 傳感器按照其用途分類　　壓力敏和力敏傳感器 ；位置傳感器 ； 　　液位傳感器；能耗傳感器 ； 　　速度傳感器；加速度傳感器； 　　射線輻射傳感器； 熱敏傳感器。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(hào)類型以及制作它們的材料和工藝等。 新型傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。 　　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　 　　敏感元件的分類： 　?、傥锢眍?，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。因此可以說，傳感器是人類五官的延長(zhǎng)，又稱之為電五官。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）?！　【д裢ǔＥc鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。另外如果用鑷子碰晶體另外一個(gè)腳，這個(gè)電壓有明顯變化，證明是起振了的。如果該指令需要執(zhí)行500次，正好1000us，也就是1ms。為了衡量指令執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短，又引入一個(gè)新的概念：指令周期。單片機(jī)訪問一次存儲(chǔ)器的時(shí)間，稱之為一個(gè)機(jī)器周期，這是一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。通過晶振的原理圖你應(yīng)該大致了解了晶振的作用以及工作過程了吧。因而能“壓控”的頻率范圍也越小。在特定的應(yīng)用場(chǎng)合優(yōu)化時(shí)鐘源需要綜合考慮以下一些因素：精度、成本、功耗以及環(huán)境需求晶振一般采用三端式(考畢茲) 交流等效振蕩電路；實(shí)際的晶振交流等效電路中，其中Cv是用來調(diào)節(jié)振蕩頻率，一般用變?nèi)荻O管加上不同的反偏電壓來實(shí)現(xiàn)，這也是壓控作用的機(jī)理；把晶體的等效電路代替晶體后。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負(fù)載電容，相應(yīng)地也需要更多的電流。CMOS放大器功耗與工作頻率成正比，可以表示為功率耗散電容值。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。這些因素會(huì)增大輸出頻率的變化，增加不穩(wěn)定性，并且在有些情況下，還會(huì)造成振蕩器停振。需認(rèn)真對(duì)待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。另一種為簡(jiǎn)單的分立RC振蕩器。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。 　　晶振在電氣上可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯(lián)諧振，較高的頻率為并聯(lián)諧振。石英晶體的每次振蕩使計(jì)數(shù)器減1。RR的大小直接影響電路的性能，因此這是各商家競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要參數(shù)。石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的一種電子器件。（f） f—傅立葉頻率或偏離載波頻率；f0—載波頻率。（f）表示，amp。開機(jī)特性在規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間內(nèi)，振蕩器頻率值的最大變化，用V=（fmaxfmin）/f0表示。頻率老化在規(guī)定的環(huán)境條件下，由于元件（主要是石英諧振器）老化而引起的輸出頻率隨時(shí)間的系統(tǒng)漂移過程。負(fù)載特性其他條件保持不變，負(fù)載在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對(duì)于標(biāo)稱負(fù)載下的輸出頻率的最大允許頻偏。調(diào)頻（壓控）特性包括調(diào)頻頻偏、調(diào)頻靈敏度、調(diào)頻線性度。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)