智能傳感器及系統(tǒng)集成-免費(fèi)閱讀
【正文】 %＝3 %%)(3)( ＝＝＝ ?WuWUc 智能傳感器的發(fā)展趨勢 ? 一、利用新型材料研制基本傳感器 ? 材料包括硅、功能陶瓷、石英、記憶合金等。 稱重傳感器的電路是橋式結(jié)構(gòu) ， 其共模輸出電壓為 由于 AD627的共模抑制比 CMRR=90dB,即有 式中 ， ΔU為 Um在放大器輸出端引起的誤差電壓 ， 于是 因此 系統(tǒng)選用 10位 A/D， 量化單位 遠(yuǎn)小于 Q的一半 ， 故屬于微小誤差 ． 可忽略不計(jì) 。 當(dāng)選擇 RG =910+（ 0~200） Ω， 增益的變比范圍為 185~225， 可滿足設(shè)計(jì)要求 。 這里 VH =5v。 基本思路是誤差預(yù)分配 、 綜合調(diào)整 、再分配再綜合 ， 直至選定單元模塊的靜態(tài)性能滿足系統(tǒng)靜態(tài)性能的要求 。 ? 單元模塊的選擇與優(yōu)化 ? 現(xiàn)代測試系統(tǒng)的基本組成形式如圖所示 ? ? S1為傳感器 ， S2為調(diào)理電路 ， S3為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； W1與 W2分別代表傳感器和放大器的頻率特性 參數(shù)的確定與預(yù)估 根據(jù)測試系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求，確定測試系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的基本參數(shù)、動態(tài)特性，預(yù)估系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的誤差極限。 ? 它能跟蹤旋渦的頻率對噪聲進(jìn)行抑制，使濾波后的數(shù)字信號正確反映流量值。它利用單晶硅諧振式傳感器原理，采用微電子機(jī)械加工技術(shù)（ MEMS)，精度達(dá)%，具有高穩(wěn)定性和高可靠性。 ? 傳感器的結(jié)構(gòu)框圖如下： 差壓 靜壓 溫度 多 路 開 關(guān) A/D CPU D/A I/O ROM RAM PROM EEPROM 420mA 或 數(shù)字信號 ? 傳感部分由差壓、靜壓和溫度三個(gè)傳感器組成，該部分的輸出是三個(gè)參數(shù)的函數(shù)，設(shè)三個(gè)傳感器的輸出為 ? 由此可解得 ???????????P,SP,T)(fUP,SP,T)(fUP,SP,T)(fUTSPΔP321),( TSPP UUUFP ??? ? 以上由三個(gè)傳感器信號計(jì)算待測壓力的過程是在微處理器中通過軟件程序進(jìn)行的。用作傳感器的敏感元件，有的可作為介質(zhì)膜起絕緣層的作用；有的可作為控制尺寸的襯墊層，在加工完成之前去除掉。 ? 體形結(jié)構(gòu)腐蝕加工 ? 腐蝕加工有化學(xué)腐蝕和離子刻蝕技術(shù)兩大類。它具有低功耗睡眠模式（ SLEEP) 和片內(nèi)看門狗定時(shí)器 (WTD)，易于實(shí)現(xiàn)低功耗設(shè)計(jì)和抗干擾設(shè)計(jì)，是低功耗低成本智能傳感器較為適宜的單片機(jī)。 ? 三、智能傳感器的低功耗設(shè)實(shí)例 ? 智能濕度傳感器的結(jié)構(gòu)框圖 濕度敏感元件 調(diào) 節(jié) 放 大 電 路 單 片 機(jī) LCD顯示器 控制鍵 通信接口 ? 被測信號經(jīng)調(diào)理放大電路處理，成為與被測量成正比的 ～ 號，送單片機(jī) A/D轉(zhuǎn)換口。 智能傳感器的低功耗設(shè)計(jì) ? 一、設(shè)計(jì)原則 ? 選用低功耗的敏感元件。 N 項(xiàng)加權(quán)遞推平均濾波算法為 ???Niii xNky11)( ? ? 四、標(biāo)度變換 如果傳感器的輸入輸出之間具有函數(shù)關(guān)系，可直接用解析式進(jìn)行標(biāo)度變換。一般情況下只要分段合理，插值點(diǎn)數(shù)得當(dāng)就可獲得良好的線性度和精度。 ? 自適應(yīng)技術(shù)提高了傳感器的重復(fù)性和準(zhǔn)確度?？墒雇活愋偷膫鞲衅鞴ぷ髟谧罴褷顟B(tài)，并且能在不同場合從事不同的工作。 ? 集成式：將若干個(gè)敏感元件與微處理器、信號處理電路集成在同一硅片上。 ? 其特點(diǎn)是： 易于線性化。 ? 智能傳感器主要由敏感元件、微處理器及相關(guān)電路組成。 ? 組態(tài)功能可以實(shí)現(xiàn)多傳感器多參數(shù)復(fù)合測量，擴(kuò)大了檢測使用范圍。 ? 自適應(yīng)技術(shù) ? 可在條件變化的情況下，在一定范圍內(nèi)使自己的特性自動適應(yīng)這種變化。 ? 二、非線性校正 線性插值法 ? 先用實(shí)驗(yàn)測出傳感器的輸入輸出數(shù)據(jù)，利用一次函數(shù)進(jìn)行插值，用直線逼近傳感器的特性曲線。每進(jìn)行一次這樣的測量，就可立即計(jì)算出一個(gè)新的平均值。從而大大提高測量準(zhǔn)確度和可靠性。 ? 控制大電流器件的工作時(shí)間。 ? 低功耗設(shè)計(jì)措施 ? 低功耗智能濕度傳感器的模擬電路主要是運(yùn)算放大器為核心的放大電路。它除了包括高度發(fā)展的硅集成電路工藝外，還有一些獨(dú)特的工藝。 ? 表面腐蝕加工技術(shù) ? 用于制造各種懸式結(jié)構(gòu)，如微型懸臂梁、懸臂塊、微型橋、微型腔等。 智能傳感器實(shí)例 ? 一、 ST3000系列智能壓力傳感器 ? 該系列傳感器是美國 Honeywell公司 20世紀(jì) 80年代研制的產(chǎn)品，是最早的商品化智能傳感器，可以同時(shí)測量靜壓、差壓和溫度三個(gè)參數(shù)。 ? 現(xiàn)場通信器具有以下功能： ? 對傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)
黨政相關(guān)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1