W傳感器與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2008/5/29 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):340
| 一 概述 |
| w傳感器是一種三端式全數(shù)字型新型傳感器。與目前市場(chǎng)上銷售的傳感器的主要區(qū)別在于它的輸出是計(jì)算機(jī)能直接辨認(rèn)的脈沖數(shù)字信息，其重復(fù)頻率或脈沖周期與被測(cè)物理量呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。 |
| 二 工作原理 |
| 任何電子傳感器均需把被測(cè)物理量變?yōu)殡妳⒘? 這種轉(zhuǎn)變稱敏感特性。以用ntc作為敏感元件的溫度傳感器為例來(lái)說(shuō)明：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),熱敏電阻阻值降低。如果我們能設(shè)計(jì)一阻容式振蕩器，將熱敏電阻作為回路電阻的一部分，而且要求當(dāng)熱敏電阻阻值減少時(shí)，振蕩器輸出的重復(fù)頻率增加。調(diào)整回路各參數(shù)，使其在某區(qū)間內(nèi)，熱敏電阻的特性曲線和振蕩器的振蕩頻率的特性曲線相重合。這時(shí)熱敏電阻所感知的溫度值即可用頻率值來(lái)代表。例如，+20℃為1200hz，-20℃為800hz，0℃為1000hz。依此類推。 |
| 三 性能特點(diǎn) |
| w傳感器有下面一些特點(diǎn)： |
| 1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：傳統(tǒng)的模擬傳感器, 從物理量到計(jì)算機(jī)能辨認(rèn)的數(shù)字量，一般要經(jīng)過(guò)十來(lái)個(gè)環(huán)節(jié)。以容性濕度傳感器為例來(lái)說(shuō)明其過(guò)程：(1)被測(cè)相對(duì)濕度值——濕敏電容——(2)固定頻率振蕩器——(3)檢波器——(4)濾波器——(5)積分器——(6)放大器——(7)整形電路——(8)電壓電流（4-20ma）轉(zhuǎn)換器(vic)——(9)電流電壓（1-5v）轉(zhuǎn)換器(ivc)——(10)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)——(11)計(jì)算機(jī)。其間共10個(gè)環(huán)節(jié)。而w傳感器的轉(zhuǎn)換過(guò)程是：(1)被測(cè)相對(duì)濕度值--傳感器——(2)計(jì)算機(jī)。很明顯，其中只有一個(gè)環(huán)節(jié)。如圖1所示。每個(gè)環(huán)節(jié)都有幾個(gè)元件，每個(gè)元件都有誤差和漂移。少了8、9個(gè)環(huán)節(jié)，當(dāng)然測(cè)量精度和穩(wěn)定性都要提高。其次，每個(gè)環(huán)節(jié)都有材料成本和調(diào)試費(fèi)，環(huán)節(jié)少的當(dāng)然成本低。而且操作簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、經(jīng)久耐用，便于推廣應(yīng)用。 |
| 2.抗干擾能力強(qiáng)：模擬傳感器的最大特點(diǎn)是先把被測(cè)物理量變成電壓，再把電壓變?yōu)閿?shù)字。外界的干擾信號(hào)多以電壓形式存在。干擾電壓和被測(cè)電壓容易疊加或相減，因而引起混亂。而w傳感器是直接把物理量變成頻率，信息存于頻率之中，因而不受電壓干擾信號(hào)的影晌。 |
| 3.利于運(yùn)距離傳輸，無(wú)需線路電阻補(bǔ)償，遠(yuǎn)近距離有同等的測(cè)量精度：模擬傳感器的測(cè)量信息存于輸出電壓之中，而線路電阻會(huì)對(duì)電壓進(jìn)行衰減，因而常需用電阻補(bǔ)償，這些電阻又會(huì)因誤差、溫度影響和漂移，損失測(cè)量精度。而w傳感器將被測(cè)信息寓于頻率之中，不受線路電阻的影響，故利于遠(yuǎn)距離傳輸。 |
| 4.無(wú)需外接任何器件，能與計(jì)算機(jī)直接接口：由于w傳感器輸出的信息是脈沖頻率，可用0、1的個(gè)數(shù)或脈沖周期的時(shí)間來(lái)表示，計(jì)算機(jī)內(nèi)部有時(shí)鐘，很容易辨認(rèn)，因而省去很多裝配調(diào)試的過(guò)程。 |
| 5.使用方法如圖2所示。 |
| 一 概述 |
| w傳感器是一種三端式全數(shù)字型新型傳感器。與目前市場(chǎng)上銷售的傳感器的主要區(qū)別在于它的輸出是計(jì)算機(jī)能直接辨認(rèn)的脈沖數(shù)字信息，其重復(fù)頻率或脈沖周期與被測(cè)物理量呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。 |
| 二 工作原理 |
| 任何電子傳感器均需把被測(cè)物理量變?yōu)殡妳⒘? 這種轉(zhuǎn)變稱敏感特性。以用ntc作為敏感元件的溫度傳感器為例來(lái)說(shuō)明：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),熱敏電阻阻值降低。如果我們能設(shè)計(jì)一阻容式振蕩器，將熱敏電阻作為回路電阻的一部分，而且要求當(dāng)熱敏電阻阻值減少時(shí)，振蕩器輸出的重復(fù)頻率增加。調(diào)整回路各參數(shù)，使其在某區(qū)間內(nèi)，熱敏電阻的特性曲線和振蕩器的振蕩頻率的特性曲線相重合。這時(shí)熱敏電阻所感知的溫度值即可用頻率值來(lái)代表。例如，+20℃為1200hz，-20℃為800hz，0℃為1000hz。依此類推。 |
| 三 性能特點(diǎn) |
| w傳感器有下面一些特點(diǎn)： |
| 1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：傳統(tǒng)的模擬傳感器, 從物理量到計(jì)算機(jī)能辨認(rèn)的數(shù)字量，一般要經(jīng)過(guò)十來(lái)個(gè)環(huán)節(jié)。以容性濕度傳感器為例來(lái)說(shuō)明其過(guò)程：(1)被測(cè)相對(duì)濕度值——濕敏電容——(2)固定頻率振蕩器——(3)檢波器——(4)濾波器——(5)積分器——(6)放大器——(7)整形電路——(8)電壓電流（4-20ma）轉(zhuǎn)換器(vic)——(9)電流電壓（1-5v）轉(zhuǎn)換器(ivc)——(10)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)——(11)計(jì)算機(jī)。其間共10個(gè)環(huán)節(jié)。而w傳感器的轉(zhuǎn)換過(guò)程是：(1)被測(cè)相對(duì)濕度值--傳感器——(2)計(jì)算機(jī)。很明顯，其中只有一個(gè)環(huán)節(jié)。如圖1所示。每個(gè)環(huán)節(jié)都有幾個(gè)元件，每個(gè)元件都有誤差和漂移。少了8、9個(gè)環(huán)節(jié)，當(dāng)然測(cè)量精度和穩(wěn)定性都要提高。其次，每個(gè)環(huán)節(jié)都有材料成本和調(diào)試費(fèi)，環(huán)節(jié)少的當(dāng)然成本低。而且操作簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、經(jīng)久耐用，便于推廣應(yīng)用。 |
| 2.抗干擾能力強(qiáng)：模擬傳感器的最大特點(diǎn)是先把被測(cè)物理量變成電壓，再把電壓變?yōu)閿?shù)字。外界的干擾信號(hào)多以電壓形式存在。干擾電壓和被測(cè)電壓容易疊加或相減，因而引起混亂。而w傳感器是直接把物理量變成頻率，信息存于頻率之中，因而不受電壓干擾信號(hào)的影晌。 |
| 3.利于運(yùn)距離傳輸，無(wú)需線路電阻補(bǔ)償，遠(yuǎn)近距離有同等的測(cè)量精度：模擬傳感器的測(cè)量信息存于輸出電壓之中，而線路電阻會(huì)對(duì)電壓進(jìn)行衰減，因而常需用電阻補(bǔ)償，這些電阻又會(huì)因誤差、溫度影響和漂移，損失測(cè)量精度。而w傳感器將被測(cè)信息寓于頻率之中，不受線路電阻的影響，故利于遠(yuǎn)距離傳輸。 |
| 4.無(wú)需外接任何器件，能與計(jì)算機(jī)直接接口：由于w傳感器輸出的信息是脈沖頻率，可用0、1的個(gè)數(shù)或脈沖周期的時(shí)間來(lái)表示，計(jì)算機(jī)內(nèi)部有時(shí)鐘，很容易辨認(rèn)，因而省去很多裝配調(diào)試的過(guò)程。 |
| 5.使用方法如圖2所示。 |
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