機電一體化技術課件--傳感器及其接口技術

1、在機電一體化系統(tǒng)中有各種不同的物理量在機電一體化系統(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)需要測量與控制，如果沒有傳感器對原始的各種參數進需要測量與控制，如果沒有傳感器對原始的各種參數進行精確而可靠的檢測，那么對機電產品的各種控制是無法實現行精確而可靠的檢測，那么對機電產品的各種控制是無法實現的。因此能把各種不同的非電量轉換成電量的傳感器便成為機的。因此能把各種不同的非電量轉換成電量的傳感器便成為機電一體化系統(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。 作為一個獨立器件，傳感器的發(fā)展正進入集成化、智能化作為一個獨立器件，傳感器的發(fā)展正進入集成化、智能化研

2、究階段。把傳感器件與信號處理電路集成在一個芯片上，就研究階段。把傳感器件與信號處理電路集成在一個芯片上，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 最大非線性絕對誤差 輸出滿量程二值型傳感器的實用特性4.2 傳感器與微機的接口技術傳感器與微機的接口技術 輸入到微型機的信息必須是微型機能夠處理的數字量信息。傳感器的輸出形式可分為模擬量、數字量和開關量。與此相應的有三種基本接口方式，見下表。12位逐次逼近式位

3、逐次逼近式A/D轉換器轉換器AD574與單片機與單片機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，測量放大器采用對稱結構， 即取R1=R2，R3=R4, R5=R6, 則增益 K 可由下式計算iiiiiixxxxyyyy11iiiiixxyyk11iiixxkyy32dxcxbxayniiixyQ12)(NiixNY11式中: xi第i次采樣值； Y數字濾波的輸出； N采樣次數。 N的選取應按具體情況決定。若N大，則平滑度高，靈敏度低，但計算量較大。一般而言，對于流量

4、信號，推薦取N12；壓力信號取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(或微計算機)相結合而構成的,它充分利用計算機的計算和存儲能力,對傳感器的數據進行處理,并能對它的內部行為進行調節(jié),使采集的數據最佳。 4.3.2 智能傳感器的功能與特點智能傳感器的功能與特點智能傳感器的功能概括起來主要有以下7個；自補償能力自補償能力: 通過軟件對傳感器的非線性、溫度漂移、時間漂移、響應時間(1) 等進行自動補償。 (2) 自校準功能自校準功能: 操作者輸入零值或某一標準量值后,自校準軟件可以自動地對傳 感器進行在線校準。 (3) 自診斷功能自診斷功能: 接通電源后,可對傳感器進行自檢,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) 數值處理功能數值處理功能: 可以根據智能傳感器內部的程序,自動處理數據,如進行統(tǒng)計 處理,剔除異常值等。 (5) 雙向通信功能雙向通