發布日期:2022-10-09 點擊率:145
...凱新增軟件著作權信息:“睿思凱多節電池電壓傳感器嵌入式軟件”
每日經濟新聞
前天14:54
每經訊,據啟信寶,新三板創新層公司睿思凱()新增著作權信息,登記批準日期為2021年11月17日,該作品名稱為“睿思凱多節電池電壓傳感器嵌入式軟件”,作品類別為軟件著作權證書,登記號為2021SR。 百度快照
好博2022第24屆鄭州工業自動化展:嵌入式智能傳感器
網易
10天前
摘要:本文利用嵌入式微處理機的功能和人工智能技術,給出了嵌入式智能傳感器的定義及特點,并論證了它的可行性,給出了嵌入式智能傳感器的一般結構框圖及智能控制模塊的功能,對未來傳感器的發展有較重要的指導意義。 百度快照
新產品新技術發布 |森瑟科技:540A/B嵌入式壓電傳感器技術
網易新聞
10月26日
4、供電方式:IEPE屬于即插即用接口,該類傳感器需要較高的供電電壓,540A/B具有較寬的供電電壓范圍,適合不同應用場合。3v~30v 5、低功耗:IEPE需要高的電壓和功耗。通用MEMS和嵌入式壓電傳感器540A/B有最低功耗,適用于需要低功耗的應用...百度快照
AI嵌入式物聯網設備的真實案例
網易
11月4日
建筑公司也可以使用這些傳感器來檢測工人的姿勢,以避免在工作時受到任何傷害。 5.制造業機器人 制造業也在制造過程中使用了機器人,這些機器人只不過是另一種形式的人工智能嵌入式物聯網設備。它們將有助于通過節省加工時間和成本來提高...百度快照
IOTE物聯網展,西人馬再度引爆現場
搜狐網
10月27日
CU0801A提供高達256kB的嵌入式Flash存儲器用作程序/數據存儲,高達96kB的嵌入式SRAM存儲器用作系統操作和應用程序運用,具有多種外設,如14 bit SAR ADC、I2C、UART、SPI、IWDT、RTC等。CU0801A專為智能傳感器應用、PLC、電源監控、報警...百度快照
Fraunhofer ILT開發智能維護列車部件的 3D打印傳感器系統
3DSciencevalley
前天10:30
3D打印還被用于生產其他可穿戴技術,例如壓電驅動電子設備,以及睡眠監測“智能床”、嵌入式傳感器無人機和用于遠程作物監測的水合作用傳感器等等。而最近,根據3D科學谷的市場了解,德國亞琛弗勞恩霍夫激光技術研究所 (Fraunhofer ILT) 的研究...百度快照
關于嵌入式安全優先級
網易
4月25日
物聯網基礎設施中使用的許多傳感器和低級控件都是嵌入式設備:例如運動傳感器,環境監控以及包括汽車在內的各種工業生態系統中的設備控制。物聯網通信的增長大部分來自機器對機器通信,自動化和便攜式設備中使用的計算設備和嵌入式傳感器系統。百度快照
嵌入式傳感器是智能交通發展的關鍵
網易
4月22日
隨著移動即服務(MaaS)被視為智能移動的關鍵要素,對增長至關重要的一個重要因素是機器人車輛技術,而機器人技術又將高度依賴嵌入式傳感器。 在這種情況下,高端傳感器技術和原始計算能力將成為這一持續的市場擾亂的核心,根據市場研究,用于機器...百度快照
【第2680期】3D打印嵌入式傳感器用于輪胎或油箱
網易
3月30日
北德克薩斯大學剛剛獲得了能源部(DOE)的兩筆贈款,以推動他們正在進行的3D打印汽車結構研究。第一筆授權涵蓋嵌入式傳感器,第二筆授權涵蓋汽車3D打印中超聲波缺陷檢測的方法。 嵌入式傳感器 該大學宣布的第一筆贈款(150萬美元)涵蓋了3年的...百度快照
3D打印嵌入式傳感器用于輪胎或油箱
3xmaker合越智能
3月30日
北德克薩斯大學剛剛獲得了能源部(DOE)的兩筆贈款,以推動他們正在進行的3D打印汽車結構研究。第一筆授權涵蓋嵌入式傳感器,第二筆授權涵蓋汽車3D打印中超聲波缺陷檢測的方法。嵌入式傳感器 該大學宣布的第一筆贈款(150萬美元)涵蓋了3年...百度快照
描述
傳感器在我們的世界經歷了快速的推廣,事實上,傳感器現在已經非常普遍,以至于我們每個人日常所使用的手機里都有好幾種不同類型的傳感器。這些傳感器有的能檢測壓力、溫度、加速度和重力的簡單變化,同樣也有更為高級的傳感器,例如GPS、RADAR、LIDAR和圖像傳感器。
傳感器融合是指從幾種不同的傳感器中提取數據,以生成靠單個傳感器無法提供的信息。隨后,可以對該信息做進一步處理和分析。并根據最終應用,必要時還可用傳感器來制定決策。傳感器融合分為兩大類:
●實時傳感器融合——提取并融合傳感器數據,并根據得到的信息實時制定決策。
●離線傳感器融合——這種方案是提取并融合傳感器數據,但在過后的某個時間制定決策。
就嵌入式視覺系統和傳感器融合應用而言,大部分應用適合實時傳感器融合。
嵌入式視覺應用
嵌入式視覺應用正在經歷迅猛增長,涉及領域廣泛,從機器人、高級駕駛員輔助系統(ADAS)到增強現實,不一而足。這些嵌入式視覺應用對最終應用的成功運行有很大幫助。將嵌入式視覺系統提供的信息與來自不同傳感器或多個傳感器的信息進行融合,有助于更好理解環境,從而提升所選應用的性能。
很多嵌入式視覺應用只使用一個圖像傳感器來監控一個方向,例如只監測汽車的前方。利用這樣的圖像傳感器可以檢測、分類和跟蹤對象。然而,由于只使用一個傳感器,因此就無法測量與圖像中對象的距離。也就是說,我們可以檢測和跟蹤到另一個車輛或行人,但如果不借助另一個傳感器,我們就無法確定是否存在碰撞風險。本例中我們需要另一個傳感器,例如RADAR或LIDAR,該傳感器能提供與已檢測到的對象的距離。由于這種方法能夠將來自多個不同類型傳感器的信息融合,因此稱為異構傳感器融合。
ADAS異構傳感器融合實例
另一種方案是提供第二個圖像傳感器,以實現立體視覺。這種方案是讓兩個圖像傳感器朝著相同方向,但分開一小段距離,就像人的兩個眼睛那樣,通過視差確定對象在視場中的深度。像這樣使用多個相同類型的圖像傳感器,稱為同構傳感器融合。
當然,這里需要根據駕駛條件確定架構和傳感器類型的選擇。這包括深度感的范圍、測量精度、環境光和天氣條件、實現成本以及實現復雜程度。
嵌入式視覺不僅可用于對象檢測和汽車防撞,還可以作為導航系統的一部分,用來收集交通標志信息。另外,還可融合醫用X光、MRI和CT等多種不同圖像,或者融合安防與監視設備中的可見光和紅外圖像。
我們通常認為嵌入式視覺應用只使用可見電磁光譜,其實很多嵌入式視覺應用能融合來自可見電磁光譜以外的數據。
處理要求
如果不進行融合,處理圖像時就需要相當大的計算能力,這是因為系統要執行一系列預處理功能。例如在使用彩色圖像傳感器時,這些處理任務包括顏色濾波插值、色彩空間轉換/重采樣以及圖像校正。除此之外,我們還要執行傳感器融合算法本身的處理任務,在之前使用的對象檢測實例中,我們需要執行背景減法、閾值和輪廓檢測,以使用最簡單方案定位對象,或者可能需要更強的 HoG/SVM 分類器。
隨著幀率和圖像尺寸增加,預處理圖像和提取信息所需的處理能力也會隨之增加。
然而,從圖像中提取所需的信息還只是任務的一部分,如果使用異構融合,我們還需對來自第二個傳感器的信息進行配置、驅動、接收和提取。如果我們選擇同構系統,則需要為第二個圖像傳感器再次執行與第一個傳感器相同的圖像處理流水線。
這樣能提供兩組數據,必須對這兩組數據進行處理以確定與對象的實際距離,這才是真正的融合。
All Programmable SoC或FPGA的優勢
在嵌入式視覺系統中,一般使用All Programmable FPGA或All Programmable SoC來實現圖像處理流水線。如果它們能用于傳統嵌入式視覺應用,那么也適用于嵌入式視覺融合應用。
無論選擇FPGA還是SoC,嵌入式視覺應用通常使用處理器進行監視、控制和通信。如果選用All Programmable SoC,那么中間有一個硬核,并有很多支持外設和接口標準。如果使用All Programmable FPGA,就會使用一個軟核,例如 MicroBlazeTM,并采用更加定制化的外設和接口支持。
對于嵌入式視覺傳感器融合應用,我們可進一步利用處理器為所用的眾多傳感器提供簡單接口。例如,加速計、壓力計、陀螺儀和 GPS 傳感器都配有串行外設接口(SPI)和內部集成電路(I2C)接口,都得到All Programmable Zynq?-7000和MicroBlaze軟核處理器的支持。這使軟件能夠快速、方便地從不同類型的傳感器獲得所需信息,并提供給可擴展架構。
在可編程邏輯架構中可輕松實現用于從圖像傳感器提取信息的圖像處理流水線,此外,可編程邏輯架構還可用來為其他異構傳感器(例如 RADAR 和 LIDAR)或者同構系統中的多種情況實現處理流水線。
當使用All Programmable Zynq-7000 或 All Programmable UltraScale+TMMPSoC時,處理器存儲器與可編程邏輯之間緊密耦合的架構允許應用軟件訪問所得到的數據集,以便進一步處理和制定決策。獨立傳感器鏈可在可編程邏輯中實現,而且可并行運行,這對于立體視覺等需要同步操作的情況非常有利。
為了加速在可編程邏輯中實現的融合應用的交付進程,我們可利用高層次綜合(HLS)開發可直接在可編程邏輯架構中實現的算法。
實例架構
開發前面介紹的對象檢測和距離算法,利用All Programmable SoC演示同構和異構方案。盡管兩種方案使用的傳感器類型不用,但這兩種架構的最終目標都是將兩個數據集放在處理系統的DDR內存,同時將可編程邏輯架構的性能最大化。
實現同構對象檢測系統需要使用相同的傳感器類型,這里是CMOS成像傳感器。這樣做的優勢是只需要開發一條圖像處理鏈,這個圖像處理鏈可以為兩個圖像傳感器在可編程邏輯架構中實例化兩次。
同構架構實現立體視覺系統的條件之一是要求兩個圖像傳感器同步在可編程邏輯架構中并行實現兩個圖像處理鏈并使用具有適當約束的相同時鐘,這樣有助于滿足這一苛刻的要求。
盡管視差計算需要進行密集處理,但兩次實現相同的圖像處理鏈的能力可顯著節省開發成本。
上圖給出了同構方案的架構,其中兩條圖像處理鏈主要基于可用的 IP 模塊。圖像數據采用定制的傳感器接口IP 模塊捕獲,并從并行格式轉換為AXI流媒體。這樣能實現輕松可擴展的圖像處理鏈;我們可以利用高性能 AXI 互連以及視頻DMA將結果從圖像處理鏈傳送到PS DDR。
考慮采用不同類型傳感器的異構實例, 我們可將上面介紹的圖像傳感器對象檢測架構與RADAR 距離檢測相結合。對于RADAR的實現,我們有兩個選擇:脈沖方案(多普勒)或者連續波。具體選擇哪種方案取決于最終應用要求,不過,這兩種方法大同小異。
RADAR的架構可分成兩部分:信號生成和信號接收。信號生成部分負責生成連續波信號或者待傳輸的脈沖信號,無論哪種方案都需要利用信號生成 IP 模塊與高速數模轉換器進行接口連接。
信號接收部分也需要使用高速模數轉換器來捕獲接收到的連續波或脈沖信號。說到信號處理,這兩種方案都需要使用通過可編程邏輯架構實現的FFT分析方法;同樣,我們可使用DMA將得到的數據集傳送到PS DDR。
無論選擇哪種實現架構,兩個數據集的融合算法都是通過軟件用PS來執行。另外,這些融合算法對處理帶寬要求較高,實現更高性能的一種方法是使用現有工具集功能,尤其是設計環境 SDSoCTM。
SDSoC可利用Vivado HLS和連接框架(二者對軟件開發人員都是透明的)無縫地在處理器與SoC可編程邏輯之間傳輸軟件功能。當然,我們可利用高層次綜合為同構和異構實現方式的處理鏈開發功能。我們還可進一步擴展,針對所選的實現方案創建定制SDSoC平臺,然后借助SDSoC功能,利用未占用的邏輯資源進一步加速整個嵌入式視覺系統性能的提升。
結論
傳感器融合已經扎根,同時,嵌入式視覺系統正在迅速增長,傳感器快速推廣和普及。All Programmable FPGA 和 SoC 提供的功能使多種類型的傳感器可并行運行并按要求實現同步;同時,利用 SoC 處理系統或軟核處理器來執行數據融合和決策活動。
系統和高層次綜合工具(如 SDSoC 和 Vivado HLS),為工程設計團隊帶來了多種優勢,可確保如期進行應用開發。
來源:維庫電子市場網
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原標題:嵌入式技術
嵌入式技術是計算機技術和傳感器技術以及電子應用技術等相互結合后產生的信息處理技術,與另外兩個核心技術對比,嵌入式技術比較全面且復雜。伴隨生活條件的不斷提高和計算機技術的日新月異,嵌入式技術也越來越多地應用到生活中,例如人們日常所用的手機、國家的航天衛星體統。3種核心技術之間是有聯系的,傳感器和RFID技術相當于人體器官中的眼睛或者耳朵、鼻子,傳感器技術的任務就是手機信息,網絡是神經元傳遞信息,嵌入式技術則是人體的腦部,對收集回來的信息進行處理。返回搜狐,查看更多
責任編輯:
嵌入式系統應用廣泛,在生活中也處處可見到嵌入式設備,小到電視遙控器,電子秤、大到空調設備等等,都是嵌入式系統。
我想大家也一定思考過這樣的問題,比如為什么電子秤可以稱出體重,為什么保溫電水壺可以保持水的恒溫等等?當然這也不說什么很神奇的事情,因為我們都知道電子秤里面有壓力傳感器,通過壓力傳感可以把壓力信號轉化成電信號,這樣就可以稱出體重了,而電熱水壺可以保存水溫恒定是因為里面有溫度傳感器,可以把水溫測出來,然后通過控制電熱絲加熱使水壺里的水保持一定的溫度。這些電子設備都是通過使用傳感器,才使得變成智能。所以傳感器在嵌入式系統中是非常重要的東西,應用也非常多,傳感器的使用也是使得嵌入式設備變成得智能的主要手段。
傳感器的作用是把非電信號轉換成電信號,使得嵌入式硬件設備可以處理這些電信號,這樣就得到了非電信號信息。
下面我介紹下在嵌入式系統中常用的傳感器。
嵌入式系統常用傳感器:
1.溫度傳感器
熱敏電阻器是常用的溫度傳感器,按照溫度系數不同分為正溫度系數熱敏電阻器(PTC)和負溫度系數熱敏電阻器(NTC)。熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感,不同的溫度下表現出不同的電阻值。正溫度系數熱敏電阻器(PTC)在溫度越高時電阻值越大,負溫度系數熱敏電阻器(NTC)在溫度越高時電阻值越低,它們同屬于半導體器件。
NTC-3D-25
NTC-MF52
2.濕度傳感器
濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。
濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜,當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時,元件的電阻率和電阻值都發生變化,利用這一特性即可測量濕度。
濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當環境濕度發生改變時,濕敏電容的介電常數發生變化,使其電容量也發生變化,其電容變化量與相對濕度成正比。
濕敏電阻(HR202L)
濕度模塊(DHT11)
3.可見光傳感器
可見光傳感器,是一種對可見光敏感的電子元件,常用的可見光傳感器有硅光電池,光敏電阻。
硅光電池是利用的光電效應,當有光照射到表面后會產生光電流,光線越強,光電流也就越大。
光敏電阻的特性是光線越強,電阻越小,通過測量電阻可以獲取到光強信號。
硅光電池
4.紅外線傳感器
紅外線傳感器是利用紅外線來進行數據處理的一種傳感器,有靈敏度高等優點,紅外線傳感器可以控制驅動裝置的運行。
紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量,氣體成分分析和無損探傷,在醫學、軍事、空間技術和環境工程等領域得到廣泛應用。例如采用紅外線傳感器遠距離測量人體表面溫度的熱像圖,可以發現溫度異常的部位。
常用的紅外線傳感器有紅外接收頭(主要用來做紅外遙控接收器,紅外測距,火焰監測),紅外攝像頭。
5.人體紅外傳感器
人體紅外傳感器是用來監測是否有人的,常用的有RE200B。
RE200B采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測紅外輻射,RE200B內置2片熱釋電基片,并行排列。
當有人走動時,人體紅外輻射到兩個熱釋電基片的能量不想等,RE200B會輸出一個電壓波動。
6.壓力傳感器
壓力傳感器(Pressure Transducer)是能感受壓力信號,并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。
壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型,壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。
壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器,其廣泛應用于各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業
(1)壓阻式力傳感器:電阻應變片是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象,俗稱為電阻應變效應。
(2)陶瓷壓力傳感器:陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個惠斯通電橋,由于壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號,標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和應變式傳感器相兼容。
(3)擴散硅壓力傳感器:擴散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應,利用壓阻效應原理,被測介質的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷),使膜片產生與介質壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發生變化,利用電子線路檢測這一變化,并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。
(4)藍寶石壓力傳感器:利用應變電阻式工作原理,采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件,具有無與倫比的計量特性。因此,利用硅-藍寶石制造的半導體敏感元件,對溫度變化不敏感,即使在高溫條件下,也有著很好的工作特性;藍寶石的抗輻射特性極強;另外,硅-藍寶石半導體敏感元件,無p-n漂移。
(5)壓電式壓力傳感器:壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態測量,因為經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。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態的應力。
7.磁傳感器
磁傳感器廣泛用于現代工業和電子產品中以感應磁場強度來測量電流、位置、方向等物理參數。在現有技術中,有許多不同類型的傳感器用于測量磁場和其他參數。
磁傳感器分為三類:指南針、磁場感應器、位置傳感器。指南針:地球會產生磁場,如果你能測地球表面磁場就可以做指南針。電流傳感器:電流傳感器也是磁場傳感器。電流傳感器可以用在家用電器、智能電網、電動車、風力發電等等。位置傳感器: 如果一個磁體和磁傳感器相互之間有位置變化,這個位置變化是線性的就是線性傳感器,如果轉動的就是轉動傳感器。
常用的磁傳感器有霍爾傳感器(主要用來檢測磁場強度),地磁芯片(利用地磁來檢測方向),干簧管。
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器,磁場中有一個霍爾半導體片,恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下,I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移,使該片在CD方向上產生電位差,這就是所謂的霍爾電壓?;魻栯妷弘S磁場強度的變化而變化,磁場越強,電壓越高,磁場越弱,電壓越低,霍爾電壓值很小,通常只有幾個毫伏,但經集成電路中的放大器放大,就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。一個霍爾元件一般有四個引出端子,其中兩根是霍爾元件的偏置電流 I 的輸入端,另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構成外回路,就會產生霍爾電流。一般地說,偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出;若精度要求高,則基準電壓源均用恒流源取代。為了達到高的靈敏度,有的霍爾元件的傳感面上裝有高導磁系數的鍍膜合金;這類傳感器的霍爾電勢較大,但在0.05T左右出現飽和,僅適用在低量限、小量程下使用。
地磁芯片又叫電子指南針,電子指南針用來測量地球磁場,傾角傳感器是在磁力儀非水平狀態時進行補償;MCU處理磁力儀和傾角傳感器的信號以及數據輸出和軟鐵、硬鐵補償。該磁力儀是采用三個互相垂直的磁阻傳感器,每個軸向上的傳感器檢測在該方向上的地磁場強度。向前的方向稱為x方向的傳感器檢測地磁場在x方向的矢量值;向左或Y方向的傳感器檢測地磁場在Y方向的矢量值;向下或Z方向的傳感器檢測地磁場在Z方向的矢量值。每個方向的傳感器的靈敏度都已根據在該方向上地磁場的分矢量調整到最佳點,并具有非常低的橫軸靈敏度。
干簧管(Reed Switch)也稱舌簧管或磁簧開關,是一種磁敏的特殊開關,是干簧繼電器和接近開關的主要部件。干簧管的工作原理非常簡單,兩片端點處重疊的可磁化的簧片、密封于一玻璃管中,兩簧片分隔的距離僅約幾個微米,玻璃管中裝填有高純度的惰性氣體,在尚未操作時,兩片簧片并未接觸、外加的磁場使兩片簧片端點位置附近產生不同的極性, 結果兩片不同極性的簧片將互相吸引并閉合。依此技術可做成非常小尺寸體積的切換組件,并且切換速度非常快速、且具有非常優異的信賴性。
8.氣壓傳感器
氣壓傳感器是用于測量氣體的絕對壓強的儀器,主要適用于與氣體壓強相關的物理實驗,如氣體定律等,也可以在生物和化學實驗中測量干燥、無腐蝕性的氣體壓強。
空氣壓縮機的氣壓傳感器主要的傳感元件是一個對氣壓傳感器內的強弱敏感的薄膜和一個頂針開控制,電路方面它連接了一個柔性電阻器。當被測氣體的壓力降低或升高時,這個薄膜變形帶動頂針,同時該電阻器的阻值將會改變。電阻器的阻值發生變化。從傳感元件取得0-5V的信號電壓,經過A/D轉換由數據采集器接受,然后數據采集器以適當的形式把結果傳送給計算機。
高精度氣壓傳感器一般是利用MEMS技術在單晶硅片上加工出真空腔體和惠斯登電橋,惠斯登電橋橋臂兩端的輸出電壓與施加的壓力成正比,經過溫度補償和校準后具有體積小,精度高,響應速度快,不受溫度變化影響的特點。輸出方式一般為模擬電壓輸出和數字信號輸出兩種,其中數字信號輸出方式由于和單片機連接方便,是市場上的主流。
9.加速度傳感器
加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調電路等部分組成。傳感器在加速過程中,通過對質量塊所受慣性力的測量,利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據傳感器敏感元件的不同,常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。
壓電式:壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計。它也屬于慣性式傳感器。壓電式加速度傳感器的原理是利用壓電陶瓷或石英晶體的壓電效應,在加速度計受振時,質量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動頻率遠低于加速度計的固有頻率時,則力的變化與被測加速度成正比。
壓阻式:基于世界領先的MEMS硅微加工技術,壓阻式加速度傳感器具有體積小、低功耗等特點,易于集成在各種模擬和數字電路中,廣泛應用于汽車碰撞實驗、測試儀器、設備振動監測等領域。
電容式:電容式加速度傳感器是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器。電容式加速度傳感器/電容式加速度計是對比較通用的加速度傳感器。在某些領域無可替代,如安全氣囊,手機移動設備等。電容式加速度傳感器/電容式加速度計采用了微機電系統(MEMS)工藝,在大量生產時變得經濟,從而保證了較低的成本。
伺服式:伺服式加速度傳感器是一種閉環測試系統,具有動態性 能好、動態范圍大和線性度好等特點。其工作原理,傳感器的振動系統由 'm-k”系統組成,與一般加速度計相同,但質量m上還接著一個電磁線圈,當基座上有 加速度輸入時,質量塊偏離平衡位置,該位移大小由位移傳感器檢測出來,經伺服放大器 放大后轉換為電流輸出,該電流流過電磁線圈,在永久磁鐵的磁場中產生電磁恢復力,力圖使質量塊保持在儀表殼體中原來的平衡位置上,所以伺服加速度傳感器在閉環狀態下工作。
10.角速度傳感器
角速度傳感器是利用陀螺儀的回旋體效應制作而成的用來測量載體的旋轉角速度的一種器件。
陀螺儀在導航中是非常重要的東西,四軸飛行器、船舶、飛機、乃至宇宙飛船都需要配置陀螺儀。
常用的角速度傳感器是3軸陀螺儀芯片。
11.超聲波傳感器
超聲波傳感器是將超聲波信號轉換成其他能量信號(通常是電信號)的傳感器。超聲波是振動頻率高于20KHz的機械波。它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產生多普勒效應。超聲波傳感器廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面
常用的超聲波傳感器由壓電晶片組成,既可以發射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結構,可分直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、蘭姆波探頭(蘭姆波)、雙探頭(一個探頭發射、一個探頭接收)等。
超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓超聲波傳感器電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小,如直徑和厚度也各不相同,因此每個探頭的性能是不同的,我們使用前必須預先了解它的性能。
超聲波應用范圍:
超聲波在醫學上的應用:診斷疾病,它已經成為了臨床醫學中不可缺少的診斷方法。超聲波診斷的優點是:對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、診斷的準確率高等。
超聲波距離傳感器技術應用:超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度??梢詼y量物體的厚度,還可以用來測量距離。
下圖是常用來測距的超聲波探頭:
12.錄音傳感器
錄音傳感器常用的是錄音咪頭。
咪頭從工作原理上分為:炭精粒式、電磁式、電容式、駐極體電容式(以下介紹以駐極體式為主)、壓電晶體式、壓電陶瓷式、二氧化硅式等
駐極體電容式錄音咪頭內置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒。聲波使話筒內的駐極體薄膜振動,導致電容的變化,而產生與之對應變化的微小電壓。這一電壓隨后被轉化成0-5V的電壓,經過A/D轉換被數據采集器接受,并傳送給計算機。
13.氣體傳感器
氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數轉化成對應電信號的轉換器。
“氣體傳感器”按分類可劃分為:半導體氣體傳感器、電化學氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、熱導式氣體傳感器、紅外線氣體傳感器、固體電解質氣體傳感器等。
常用氣體傳感器有:煙霧傳感器、液化石油氣傳感器、酒精氣敏傳感器、甲醛氣體傳感器
14.微波雷達傳感器
微波傳感器是利用微波特性來檢測一些物理量的器件。包括感應物體的存在、運動速度、距離、角度等信息。
由發射天線發出的微波,遇到被測物體時將被吸收或反射,使功率發生變化。若利用接收天線接收通過被測物體或由被測物反射回來的微波,并將它轉換成電信號,再由測量電路處理,就實現了微波檢測。 微波傳感器主要由微波振蕩器和微波天線組成。微波振蕩器是產生微波的裝置。構成微波振蕩器的器件有速調管、磁控管或某些固體元件。由微波振蕩器產生的振蕩信號需用波導管傳輸,并通過天線發射出去。為了使發射的微波具有一致的方向性,天線應具有特殊的構造和形狀。
我們知道,任何波都有反射的特性,當一定頻率的波碰到阻擋物的時候,就會有一部分的波被反射回來,如果阻擋物是靜止的,反射波的波長就是恒定的,如果阻擋物是向波源運動,反射波的波長就比波源的波長來得短,如果阻擋物是向遠離波源的方向運動,反射波的波長就比波源的波長來的長,波長的變化,就意味著頻率的變化。微波感應正是通過反射波的變化知道有運動物體逼近或遠離的。
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