智能傳感器及系統(tǒng)集成(完整版)
【正文】 、判斷、信息處理、信息記憶、邏輯思維等功能的傳感器。 ? 智能傳感器有集成式、混合式和模塊式三種結(jié)構(gòu)。包括檢測范圍，可編程通 /斷延時(shí)，選組計(jì)數(shù)器，常開 /常閉，分辨率選擇等。同時(shí)擴(kuò)大其工作領(lǐng)域，自動適應(yīng)不同的環(huán)境條件。這樣可以按分段線性關(guān)系求出輸入值所對應(yīng)的輸出值。為增加新采樣數(shù)據(jù)在遞推濾波中的比重，提高傳感器對當(dāng)前干擾的抑制能力，可以采用加權(quán)遞推平均濾波算法，對不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加不同的權(quán)重，通常越接近現(xiàn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，權(quán)重取得越大 。 ? 六、數(shù)字調(diào)零 用軟件實(shí)現(xiàn)偏差調(diào)零。 ? 使用單片機(jī)的睡眠方式。單片機(jī)選用內(nèi)部帶有 4路 8位 A/D轉(zhuǎn)換器、 4個中斷源、 8分頻定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 1024*14位片內(nèi)程序存儲器、 68*8位 RAM的低功耗單片機(jī) PIC16C71。 ? 刻蝕技術(shù) 它是微加工技術(shù)的特殊工藝，通過腐蝕加工形成各種微結(jié)構(gòu)，這是形成微型傳感器的關(guān)鍵技術(shù)。 ? 薄膜技術(shù) ? 可以加工成各種梁、橋、彈性膜、壓電膜。目前該產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用。 ? 二、 EJA差壓變送器 ? 系日本橫河電機(jī)株式會社與 1994年研制成功的高性能智能式差壓傳感器。 ? 該變送器利用應(yīng)力檢測法測量旋渦頻率，在柱狀物的后部插入嵌有壓電元件的桿，當(dāng)旋渦沖擊桿端時(shí)形成彎矩，壓電元件出現(xiàn)電荷，電荷經(jīng)放大器放大后，經(jīng)濾波、 A/D轉(zhuǎn)換后送入數(shù)字式跟蹤濾波器。 第九章（ 2） 測試系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)與性能評價(jià) 一、 測試系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)原則與步驟 現(xiàn)代測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程就是對系統(tǒng)各單元模塊的參數(shù)反復(fù)進(jìn)行預(yù)估選擇、性能評價(jià)的過程，以使按最終確定的參數(shù)建立起的系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定的技術(shù)目標(biāo)。 （ 2） 誤差極限的預(yù)估 誤差極限的預(yù)估就是按系統(tǒng)總誤差的限定值對組成系統(tǒng)單元模塊進(jìn)行誤差分配 。 TCL1549是 TI公司生產(chǎn)的 10位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ， 具有自動采樣保持 、 串行接口功能 ，滿度輸入電壓隨基準(zhǔn)電壓 VH而變化 。 其增益 G=5＋ 200/RG， 改變RG可調(diào)整增益 。25℃ 范圍變化時(shí)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 %% ???u %100000011003122 ????u % 1753122 ?????u S2的測量不確定度為 U(S2) 此外 ， 共模電壓也會引起測量誤差 。1V時(shí)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 于是 ， S3的測量不確定度 U(S3)為 %% ???u %%3132 ???u % 2322313 ???）（ ④ A/D轉(zhuǎn)換器的輸出量 D（ 量化的數(shù)字值 ） 的測量不確定度 U（ D） 的計(jì)算 在未給出 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度情況下 ， 其測量不確定度主要由量化誤差計(jì)算引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 1011( ) 100 % 56%213uD ? ? ? ?? （ 3） W的合成測量不確定度的預(yù)估 根據(jù)測量不確度預(yù)估的數(shù)學(xué)模型式 ， W的合成測量不確定度為 UC（ W） )()()()()( 2322212 DuSuSuSuWu c ???＝ %100)()()()( 222 ????＝（ 4） W的擴(kuò)展測量不確定度的預(yù)估 W的擴(kuò)展測量不確定度 U（ W） 等于合成測量不確定度乘以覆蓋因子 (這里取 )， 即 W的擴(kuò)展測量不確定度為 %，小于 %的設(shè)計(jì)要求，所以設(shè)計(jì)的系統(tǒng)符合要求。 ? 二、利用新加工技術(shù) ? 主要指微加工技術(shù)。 %)( 2232222212 ???? uuuSu VVU Ecm 6122121 ???? dBUUCMRR cm?lg20＝ 2023 CM RRcmU??? VUU CMR Rcm 4209020 ??? ??????? VQ 310 5 ????＝ efnVS ?123?＝③ S3的測量的確定度 U(S3)的計(jì)算 S3是 A/D轉(zhuǎn)換器的靈敏度 ， 其表達(dá)式為 式中， Vref是 A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓。 此外 ， 考慮到 A/D轉(zhuǎn)換器的最大輸入電壓 VH =5v ，當(dāng)最大載荷 W=10t時(shí) ， 橋路的輸出電壓為： 于是 ， AD627的最大增益 VWSU 311 ??????? ? 52 ??S AD627管腳示意圖 AD627的主要技術(shù)參數(shù)見下表 測量不確定度的預(yù)估 （ 1） 測量不確定度預(yù)估的數(shù)學(xué)模型 當(dāng)被測重物的重量 W對應(yīng) A/D轉(zhuǎn)換器的量化值為 D，根據(jù)基本結(jié)構(gòu) ， 可得重量 W與量化值 D的關(guān)系為 于是可得數(shù)學(xué)模型 式中 ， S S S3分別為傳感器 、 放大器 、 A/D轉(zhuǎn)換器的靈敏度 321 SSSDW ?1 2 3S S S W＝ （ 2）
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