機(jī)電一體化技術(shù)課件--傳感器及其接口技術(shù)

1、在機(jī)電一體化系統(tǒng)中有各種不同的物理量在機(jī)電一體化系統(tǒng)中有各種不同的物理量(如位移、壓力、如位移、壓力、速度等速度等)需要測(cè)量與控制，如果沒(méi)有傳感器對(duì)原始的各種參數(shù)進(jìn)需要測(cè)量與控制，如果沒(méi)有傳感器對(duì)原始的各種參數(shù)進(jìn)行精確而可靠的檢測(cè)，那么對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的各種控制是無(wú)法實(shí)現(xiàn)行精確而可靠的檢測(cè)，那么對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的各種控制是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。因此能把各種不同的非電量轉(zhuǎn)換成電量的傳感器便成為機(jī)的。因此能把各種不同的非電量轉(zhuǎn)換成電量的傳感器便成為機(jī)電一體化系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。電一體化系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。 作為一個(gè)獨(dú)立器件，傳感器的發(fā)展正進(jìn)入集成化、智能化作為一個(gè)獨(dú)立器件，傳感器的發(fā)展正進(jìn)入集成化、智能化研

2、究階段。把傳感器件與信號(hào)處理電路集成在一個(gè)芯片上，就研究階段。把傳感器件與信號(hào)處理電路集成在一個(gè)芯片上，就形成了信息型傳感器；若再把微處理器集成到信息型傳感器的形成了信息型傳感器；若再把微處理器集成到信息型傳感器的芯片上，就是所謂的智能型傳感器。芯片上，就是所謂的智能型傳感器。max1FS1maxFS100%Y()Y 非線性誤差 線性度 最大非線性絕對(duì)誤差 輸出滿量程二值型傳感器的實(shí)用特性4.2 傳感器與微機(jī)的接口技術(shù)傳感器與微機(jī)的接口技術(shù) 輸入到微型機(jī)的信息必須是微型機(jī)能夠處理的數(shù)字量信息。傳感器的輸出形式可分為模擬量、數(shù)字量和開(kāi)關(guān)量。與此相應(yīng)的有三種基本接口方式，見(jiàn)下表。12位逐次逼近式位

3、逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD574與單片機(jī)與單片機(jī)8051的接口電路的接口電路112UUNNREFICL 7109與與8031接口電路接口電路35121)21 (RRRRUUUKGIIO為了提高共模抑制比和降低溫飄的影響，測(cè)量放大器采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)， 即取R1=R2，R3=R4, R5=R6, 則增益 K 可由下式計(jì)算iiiiiixxxxyyyy11iiiiixxyyk11iiixxkyy32dxcxbxayniiixyQ12)(NiixNY11式中: xi第i次采樣值； Y數(shù)字濾波的輸出； N采樣次數(shù)。 N的選取應(yīng)按具體情況決定。若N大，則平滑度高，靈敏度低，但計(jì)算量較大。一般而言，對(duì)于流量

4、信號(hào)，推薦取N12；壓力信號(hào)取N=4。321xxxNxxxx321) 2/()(132NxxxYN4.3 智能傳感器智能傳感器4.3.1 智能傳感器的概念智能傳感器的概念 智能傳感器是由傳統(tǒng)的傳感器和微處理器(或微計(jì)算機(jī))相結(jié)合而構(gòu)成的,它充分利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算和存儲(chǔ)能力,對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并能對(duì)它的內(nèi)部行為進(jìn)行調(diào)節(jié),使采集的數(shù)據(jù)最佳。 4.3.2 智能傳感器的功能與特點(diǎn)智能傳感器的功能與特點(diǎn)智能傳感器的功能概括起來(lái)主要有以下7個(gè)；自補(bǔ)償能力自補(bǔ)償能力: 通過(guò)軟件對(duì)傳感器的非線性、溫度漂移、時(shí)間漂移、響應(yīng)時(shí)間(1) 等進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。 (2) 自校準(zhǔn)功能自校準(zhǔn)功能: 操作者輸入零值或某一標(biāo)準(zhǔn)量值后,自校準(zhǔn)軟件可以自動(dòng)地對(duì)傳 感器進(jìn)行在線校準(zhǔn)。 (3) 自診斷功能自診斷功能: 接通電源后,可對(duì)傳感器進(jìn)行自檢,檢查傳感器各部分是否正常, 并可診斷發(fā)生故障的部件。 (4) 數(shù)值處理功能數(shù)值處理功能: 可以根據(jù)智能傳感器內(nèi)部的程序,自動(dòng)處理數(shù)據(jù),如進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 處理,剔除異常值等。 (5) 雙向通信功能雙向通