跳至主要内容

【转】传感器的基本知识

一、传感器的定义

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:"能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成"。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

二、传感器的分类

目前对传感器尚无一个统一的分类方法,但比较常用的有如下三种:
1、按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器
2、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。
3、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量("1"和"0"或"开"和"关")的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。

三、传感器的静态特性

传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。

四、传感器的动态特性

所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

五、传感器的线性度

通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。
拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

六、传感器的灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。

它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。
灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm。
当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。
提高灵敏度,可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。

七、传感器的分辨力

分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时,其输出才会发生变化。
通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示,则称为分辨率。

八、电阻式传感器

电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。

九、电阻应变式传感器

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。

十、压阻式传感器

压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。

用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。

十一、热电阻传感器

热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃范围内的温度。

十二、传感器的迟滞特性

迟滞特性表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度,通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F・S的百分比表示。

迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。

评论

此博客中的热门博文

【转】VxWorks中的地址映射

在运用嵌入式系统VxWorks和MPC860进行通信系统设计开发时,会遇到一个映射地址不能访问的问题。 缺省情况下,VxWorks系统已经进行了如下地址的映射:   memory地址、bcsr(Board Control and Status)地址、PC_BASE_ADRS(PCMCIA)地址、Internal Memory地址、rom(Flach memory)地址等,但是当你的硬件开发中要加上别的外设时,如(falsh、dsp、FPGA等),对这些外设的访问也是通过地址形式进行读写,如果你没有加相应的地址映射,那么是无法访问这些外设的。   和VxWorks缺省地址映射类似,你也可以进行相应的地址映射。   如下是地址映射原理及实现:   1、 地址映射结构 在Tornado\target\h\vmLib.h文件中 typedef struct phys_mem_desc { void *virtualAddr; void *physicalAddr; UINT len; UINT initialStateMask; /* mask parameter to vmStateSet */ UINT initialState; /* state parameter to vmStateSet */ } PHYS_MEM_DESC; virtualAddr:你要映射的虚拟地址 physicalAddr:硬件设计时定义的实际物理地址 len;要进行映射的地址长度 initialStateMask:可以初始化的地址状态: 有如下状态: #define VM_STATE_MASK_VALID 0x03 #define VM_STATE_MASK_WRITABLE 0x0c #define VM_STATE_MASK_CACHEABLE 0x30 #define VM_STATE_MASK_MEM_COHERENCY 0x40 #define VM_STATE_MASK_GUARDED 0x80 不同的CPU芯片类型还有其特殊状态 initialState:实际初始化的地址状态: 有如下状态: #define VM_STATE_VALID 0x01 #define VM_STATE_VALID_NOT 0x00 #define VM_STATE_WRITA

【转】多迷人Gtkmm啊

前边已经说过用glade设计界面然后动态装载,接下来再来看看怎么改变程序的皮肤(主题)     首先从 http://art.gnome.org/themes/gtk2 下载喜欢的主题,从压缩包里提取gtk-2.0文件夹让它和我们下边代码生成的可执行文件放在同一个目录下,这里我下载的的 http://art.gnome.org/download/themes/gtk2/1317/GTK2-CillopMidnite.tar.gz     然后用glade设计界面,命名为main.glade,一会让它和我们下边代码生成的可执行程序放在同一个目录下边     然后开始写代码如下: //main.cc #include <gtkmm.h> #include <libglademm/xml.h> int main(int argc, char *argv[]) {     Gtk::Main kit(argc,argv);         Gtk::Window *pWnd;        gtk_rc_parse("E:\\theme-viewer\\themes\\gtk-2.0\\gtkrc");       Glib::RefPtr<Gnome::Glade::Xml> refXml;     try     {         refXml = Gnome::Glade::Xml::create("main.glade");     }     catch(const Gnome::Glade::XmlError& ex)     {         Gtk::MessageDialog dialog("Load glade file failed!", false,       \                                   Gtk::MESSAGE_ERROR, Gtk::BUTTONS_OK);         dialog.run();               return 1;     }         refXml->get_widget("main", pWnd);     if(pW

【转】https客户端的实现(libcurl)

一、              概念 1.         为什么要使用libcurl 1)        作为http的客户端,可以直接用socket连接服务器,然后对到的数据进行http解析,但要分析协议头,实现代理…这样太麻烦了。 2)        libcurl是一个开源的客户端url传输库,支持FTP,FTPS,TFTP,HTTP,HTTPS,GOPHER,TELNET,DICT,FILE和LDAP,支持Windows,Unix,Linux等平台,简单易用,且库文件占用空间不到200K 2.         get和post方式 客户端在http连接时向服务提交数据的方式分为get和post两种 1)        Get方式将所要传输的数据附在网址后面,然后一起送达服务器,它的优点是效率比较高;缺点是安全性差、数据不超过1024个字符、必须是7位的ASCII编码;查询时经常用此方法。 2)        Post通过Http post处理发送数据,它的优点是安全性较强、支持数据量大、支持字符多;缺点是效率相对低;编辑修改时多使用此方法。 3.         cookie与session 1)        cookie cookie是发送到客户浏览器的文本串句柄,并保存在客户机硬盘上,可以用来在某个Web站点会话之间持久地保持数据。cookie在客户端。 2)        session session是访问者从到达某个特定主页到离开为止的那段时间。每一访问者都会单独获得一个session,实现站点多个用户之间在所有页面中共享信息。session在服务器上。 3)        libcurl中使用cookie 保存cookie, 使之后的链接与此链接使用相同的cookie a)         在关闭链接的时候把cookie写入指定的文件 curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_COOKIEJAR, "/tmp/cookie.txt"); b)        取用现在有的cookie,而不重新得到cookie curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_COOKIEFILE, "/tmp/cookie.txt"); b)        ht