信號輸入輸出ppt課件-在線瀏覽
2025-06-23 02:26本頁面
【正文】 以取其近似線性區(qū)域。而且必須考慮被測量變化范圍，令其非線性誤差在允許限度以內(nèi)。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間 與 環(huán)境 。 例如，選擇電阻應(yīng)變式傳感器時，應(yīng)考慮到濕度會影響其絕緣性，濕度會產(chǎn)生零漂，長期使用會產(chǎn)生蠕動現(xiàn)象等。光電傳感器的感光表面有塵?；蛩麜r，會改變感光性質(zhì)。 精確度 傳感器的精確度是表示傳感器的輸出與被測量的對應(yīng)程度。 在實際中并非要求傳感器的精確度愈高愈好，需要考慮到測量目的，同時還需要考慮到經(jīng)濟性。 在選擇時， 首先應(yīng)了解測試目的 ，判斷是定性分析還是定量分析。如果是定量分析，那么必須獲得精確量值。例如，對現(xiàn)代超精密切削機床，測量其運動部件的定位精度，主軸的回轉(zhuǎn)運動誤差、振動及熱形變等時，往往要求它們的測量精確度在 — ，欲測得這樣的精確量值，必須有高精確度的傳感器。例如，接觸與非接觸測量、破壞與非破壞性測量、在線與非在線測量等，條件不同，對測量方式的要求亦不同。因為對運動部件采用接觸測量時，有許多實際困難，諸如測量頭的磨損、接觸狀態(tài)的變動、信號的采集等問題，都不易妥善解決，容易造成測量誤差。 破壞與非破壞性測量 在某些條件下，可以運用試件進行模擬實驗，這時可進行破壞性檢驗。例如，渦流探傷、超聲波探傷、核輻射探傷以及聲發(fā)射檢測等。 特別是對自動化過程的控制與檢測系統(tǒng)，往往要求信號真實與可靠，必須在現(xiàn)場條件下才能達到檢測要求。例如，在加工過程中，實現(xiàn)表面粗糙度的檢測，以往的光切法、千涉法、觸針法等都無法運用，取而代之的是激光、光纖或圖像檢測法。 常用傳感器簡介 紅外光電傳感器 光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。 發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管 (LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。 接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。 檢測電路能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。 發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。輸出一個開關(guān)控制信號，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動作。 ②對射型光電傳感器 若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使 檢測距離加大 。 它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。 ③ 反光板型光電開關(guān) 把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式 (或反射鏡反射式 )光電開關(guān)。 ④擴散反射型光電開關(guān) 它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但前方?jīng)]有反光板。當(dāng)檢測物通過時擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個開關(guān)信號。光線每照射到接收器件一次，接收器件就產(chǎn)生一個脈沖，經(jīng)放大整形后，可以通過頻率計計算出每分鐘產(chǎn)生的脈沖數(shù)，即電機轉(zhuǎn)速。 極化效應(yīng)： 在受到壓力的時候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)。 壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為經(jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。 壓電材料 壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。 磷酸二氫胺 屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 主要應(yīng)用 壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。 壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。 除了壓電傳感器之外，還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器 ，利用應(yīng)變效應(yīng)的 應(yīng)變式傳感器 等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料，在不同的場合能夠發(fā)揮它們獨特的用途。其優(yōu)點是： ① 測量精度高。 ② 測量范圍廣。 ③ 構(gòu)造簡單，使用方便。 基本工作原理 熱電偶溫度傳感器的基本工作原理是，將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A和 B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體 A和 B的兩個執(zhí)著點 1和 2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢 ,因而在回路中形成一個大小的電流 ,這種現(xiàn)象稱為 熱電效應(yīng) 。采用適當(dāng)?shù)碾娐凡杉@個微弱的電動勢，即將溫度轉(zhuǎn)化成了電信號。 （ 2）獨特的單線接口方式 DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20的雙向通訊。 （ 4） DS18B20在使用中不需要任何外圍元件 全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) （ 5）測溫范圍廣 測溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時精度為177。 （ 6）測溫精度高 可編程的分辨率為 9～ 12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 和 ℃ ，可實現(xiàn)高精度測溫。 （ 8）抗干擾糾錯能力強 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時可傳送 CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。 從以上特點來看， DS18B20相對于傳統(tǒng)的溫度傳感器來說是很強大的，特別是其低廉的價格，使得它普通測量溫度的場合被廣泛采用。 DS18B20的外形及管腳排列如圖所示： DS18B20引腳定義： (1)DQ為數(shù)字信號輸入 /輸出端； (2)GND為電源地； (3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）
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