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佛山市賀迪傳感儀器科技有限公司

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數(shù)字傳感器的定義、分類、特點(diǎn)、組成結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢

點(diǎn)擊次數(shù):232 發(fā)布時(shí)間:2012-11-8

數(shù)字傳感器的發(fā)展趨勢|數(shù)字傳感器的定義|數(shù)字傳感器的分類|數(shù)字傳感器的特點(diǎn)|數(shù)字傳感器組成結(jié)構(gòu)

●數(shù)字傳感器是時(shí)代的產(chǎn)物
   自世界上出現(xiàn)了*臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)以來,至今它已經(jīng)歷了電子管、晶體像集成電路和大規(guī)模集成電路四代的演變。其明顯的趨勢是體積越來越小,價(jià)格越來越低,耗電星越來越少。以大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的微型計(jì)算機(jī)正因?yàn)榫邆溥@些特點(diǎn),才顯示出了巨大的生命力,問世后立即得到迅速發(fā)展,并逐步地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中。近十年來,單片微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)又為電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用開辟了新朗領(lǐng)域。一些智能化的機(jī)電產(chǎn)品、儀器和儀表不斷涌現(xiàn)。
    數(shù)字系統(tǒng)可以給出高度的檢調(diào)和計(jì)量結(jié)果。在自動檢測和計(jì)量系統(tǒng)中,系統(tǒng)的測量積確度決定于傳感器本身的度,數(shù)字傳感鋁本身正好具備高穩(wěn)定性和高精度的性鋁。為了組成諾有電子計(jì)算機(jī)或帶有數(shù)字顯示的數(shù)字系統(tǒng),如數(shù)字顯示系統(tǒng)、數(shù)字處理系統(tǒng)b數(shù)字傳遞系統(tǒng)和效字控制系統(tǒng)等,為簡化系統(tǒng)和提高系統(tǒng)助工作可靠性,迫切需望數(shù)字傳感器。于是數(shù)字舶器便,勉遠(yuǎn)而生”。


●數(shù)字傳感的定義、分類及特點(diǎn)
    將被測量直接或間接地變換成數(shù)字的傳感器叫做數(shù)字傳感器/(中間不經(jīng)過模擬量、沒有A/D變換)。按其定義可格數(shù)字傳感器分類.如圖o—1所示。直接數(shù)字傳感器到目前為止只有一種,那就是式角度數(shù)字編碼器。

    間接數(shù)字傳感器種類繁多,可分衙大類:*類是周期計(jì)數(shù)式又稱增量式數(shù)字傳感氓它是把被測量轉(zhuǎn)換成周期函數(shù),然后再把周期函數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的傳感器,如增量式角度數(shù)字編碼糧光揪磁柵和感應(yīng)同步器等。第二類是頹率式數(shù)字傳感器。它是將被測量轉(zhuǎn)換成頻量后,再將頻率量轉(zhuǎn)換成效字員的傳感器,如壓電諧振傳感器和振蕩調(diào)頻式傳感器等。振蕩調(diào)額式數(shù)字傳感器技儲能元件是否包含石英晶體又分為品體式和非晶體式兩種。
    數(shù)字傳感器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、抗*力強(qiáng).工作可靠.分辨率高等優(yōu)點(diǎn),但也存在著成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。因此,它適用于要求高穩(wěn)定性、高度的檢測系統(tǒng)。
    如按被測雖的性質(zhì)進(jìn)行分類,數(shù)字傳感器大致可分成兩類;一類是測量位移的(直線位移和角位移)數(shù)字傳團(tuán)器。屬于此類的是角度數(shù)字編碼5B和所有用朔計(jì)數(shù)式數(shù)字傳感eB。如果想提高此類傳感器的分辯串,可以采用細(xì)分法。另一類是測量陳位移量以外酌其它各種物理量的數(shù)字傳感器。屬于此類酌傳感器是額率式數(shù)字傳感镕。欲提高這類傳感器的分辨率,可用倍頻的方洗.

●數(shù)字傳感器的結(jié)構(gòu)
數(shù)字傳感器按結(jié)構(gòu)可分成三種類型:
⑴.式角虛酗字績碼留  這種傳蹈器助結(jié)構(gòu)示意團(tuán)如圖所示,其角度分辨率決定于數(shù)字紀(jì)碼器(碼攝)的位隊(duì)目前初4位的產(chǎn)品,如再增加碼道和細(xì)分電路可制成19位和23位的。
 

⑵.屬嘲計(jì)憨式數(shù)事饋魔曰  它的結(jié)構(gòu)示意圖如圖示。此種結(jié)構(gòu)zN位夠分辨串對低精度的周期計(jì)數(shù)式數(shù)字傳感器而官,僅由周期信號發(fā)生器的性質(zhì)決定。例如,光扔

 
度的周期計(jì)數(shù)式數(shù)字傳感器而盲,還要考慮到電子細(xì)分?jǐn)?shù)。如前例,在100倍電子紉分?jǐn)?shù)下,此光柵的分辨串就是o.1ym。此種結(jié)構(gòu)后于增量式結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(位移方向的要求)決定它不但備有辨向電路,而且周期計(jì)數(shù)器還具有可逆性質(zhì)。
⑶.顧串式數(shù)字傳感器  其結(jié)構(gòu)示意圖如圖示。按振蕩器的形式,可將此種數(shù)字傳感器分成帶有晶體諧根器的和不帶晶體諧振器的兩種。前者,技校測量的作用點(diǎn),又分作用在石英諧振器上的石英晶體諧振式數(shù)字傳感器和作用在諧振器中儲能元件上朗帶有晶體諧振器的調(diào)頻式數(shù)字傳感器。按采用敏感元件的形式.又可分為簡單的[圖仔—4a)]和差動的[兇o—4b)]兩種。
    團(tuán)c—d中的數(shù)字顯示器由放串—數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字顯示器組成。為了提高這種結(jié)構(gòu)的分辨電固中采取了倍領(lǐng)措施。

    從上述三種類型數(shù)字傳感器的結(jié)構(gòu)圖可以看出,它們都具有抗*力強(qiáng)以及數(shù)字量演出的特點(diǎn)。如考慮到對電源電壓酌波動、環(huán)境溫度波動和非線性等因素的補(bǔ)償(圖中沒有畫出),則精度還可提高。如果采用單片微型計(jì)算機(jī)去進(jìn)行信息處理,諸如補(bǔ)償.頻倍(細(xì)分)和數(shù)字轉(zhuǎn)換等硬件線路可軟件化,不僅使線路簡化,還可使分辨率、測量精度和工作可靠性進(jìn)一步提面.
    我公司HDP501D,HDP503G,HDP601G等無線壓力傳感器正是數(shù)字傳感器技術(shù)研發(fā)而成的新一代工業(yè)控制產(chǎn)品.
 

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