机电一体化技术课件--传感器及其接口技术

1、在机电一体化系统中有各种不同的物理量在机电一体化系统中有各种不同的物理量(如位移、压力、如位移、压力、速度等速度等)需要测量与控制，如果没有传感器对原始的各种参数进需要测量与控制，如果没有传感器对原始的各种参数进行精确而可靠的检测，那么对机电产品的各种控制是无法实现行精确而可靠的检测，那么对机电产品的各种控制是无法实现的。因此能把各种不同的非电量转换成电量的传感器便成为机的。因此能把各种不同的非电量转换成电量的传感器便成为机电一体化系统中不可缺少的组成部分。电一体化系统中不可缺少的组成部分。 作为一个独立器件，传感器的发展正进入集成化、智能化作为一个独立器件，传感器的发展正进入集成化、智能化研

2、究阶段。把传感器件与信号处理电路集成在一个芯片上，就研究阶段。把传感器件与信号处理电路集成在一个芯片上，就形成了信息型传感器；若再把微处理器集成到信息型传感器的形成了信息型传感器；若再把微处理器集成到信息型传感器的芯片上，就是所谓的智能型传感器。芯片上，就是所谓的智能型传感器。max1FS1maxFS100%Y()Y 非线性误差 线性度 最大非线性绝对误差 输出满量程二值型传感器的实用特性4.2 传感器与微机的接口技术传感器与微机的接口技术 输入到微型机的信息必须是微型机能够处理的数字量信息。传感器的输出形式可分为模拟量、数字量和开关量。与此相应的有三种基本接口方式，见下表。12位逐次逼近式位

3、逐次逼近式A/D转换器转换器AD574与单片机与单片机8051的接口电路的接口电路112UUNNREFICL 7109与与8031接口电路接口电路35121)21 (RRRRUUUKGIIO为了提高共模抑制比和降低温飘的影响，测量放大器采用对称结构， 即取R1=R2，R3=R4, R5=R6, 则增益 K 可由下式计算iiiiiixxxxyyyy11iiiiixxyyk11iiixxkyy32dxcxbxayniiixyQ12)(NiixNY11式中: xi第i次采样值； Y数字滤波的输出； N采样次数。 N的选取应按具体情况决定。若N大，则平滑度高，灵敏度低，但计算量较大。一般而言，对于流量

4、信号，推荐取N12；压力信号取N=4。12345 3321xxxNxxxx321) 2/()(132NxxxYN4.3 智能传感器智能传感器4.3.1 智能传感器的概念智能传感器的概念 智能传感器是由传统的传感器和微处理器(或微计算机)相结合而构成的,它充分利用计算机的计算和存储能力,对传感器的数据进行处理,并能对它的内部行为进行调节,使采集的数据最佳。 4.3.2 智能传感器的功能与特点智能传感器的功能与特点智能传感器的功能概括起来主要有以下7个；(1) 自补偿能力自补偿能力: 通过软件对传感器的非线性、温度漂移、时间漂移、响应时间 等进行自动补偿。 (2) 自校准功能自校准功能: 操作者输入零值或某一标准量值后,自校准软件可以自动地对传 感器进行在线校准。 (3) 自诊断功能自诊断功能: 接通电源后,可对传感器进行自检,检查传感器各部分是否正常, 并可诊断发生故障的部件。 (4) 数值处理功能数值处理功能: 可以根据智能传感器内部的程序,自动处理数据,如进行统计 处理,剔除异常值等。 (5) 双向通信功能双向通