傳感器的設計要點及五大設計技巧分析
發布時間:2020-04-29 責任編輯:lina
【導讀】傳感器的(de)數(shu)量(liang)在(zai)整(zheng)個(ge)地(di)球(qiu)表(biao)麵(mian)和(he)人(ren)們(men)生(sheng)活(huo)周(zhou)遭(zao)空(kong)間(jian)激(ji)增(zeng),提(ti)供(gong)世(shi)界(jie)各(ge)種(zhong)數(shu)據(ju)訊(xun)息(xi)。這(zhe)些(xie)價(jia)格(ge)親(qin)民(min)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)物(wu)聯(lian)網(wang)發(fa)展(zhan)和(he)我(wo)們(men)的(de)社(she)會(hui)正(zheng)麵(mian)臨(lin)數(shu)字(zi)化(hua)革(ge)命(ming)背(bei)後(hou)的(de)驅(qu)動(dong)力(li),然(ran)而(er)連(lian)接(jie)和(he)獲(huo)取(qu)來(lai)自(zi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)數(shu)據(ju)並(bing)不(bu)總(zong)是(shi)直(zhi)線(xian)前(qian)進(jin)或(huo)那(na)麼(me)容(rong)易(yi)。本(ben)文(wen)將(jiang)介(jie)紹(shao)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)、5大設計技巧及代工企業。
傳chuan感gan器qi的de數shu量liang在zai整zheng個ge地di球qiu表biao麵mian和he人ren們men生sheng活huo周zhou遭zao空kong間jian激ji增zeng,提ti供gong世shi界jie各ge種zhong數shu據ju訊xun息xi。這zhe些xie價jia格ge親qin民min的de傳chuan感gan器qi是shi物wu聯lian網wang發fa展zhan和he我wo們men的de社she會hui正zheng麵mian臨lin數shu字zi化hua革ge命ming背bei後hou的de驅qu動dong力li,然ran而er連lian接jie和he獲huo取qu來lai自zi傳chuan感gan器qi的de數shu據ju並bing不bu總zong是shi直zhi線xian前qian進jin或huo那na麼me容rong易yi。本ben文wen將jiang介jie紹shao傳chuan感gan器qi技ji術shu指zhi標biao、5大設計技巧及代工企業。
shouxianjishuzhibiaoshibiaozhengyigechanpinxingnengyouliedekeguanyiju。kandongjishuzhibiao,youzhuyuzhengquexuanxingheshiyonggaichanpin。chuanganqidejishuzhibiaofenweijingtaizhibiaohedongtaizhibiaolianglei:靜態指標主要考核被測靜止不變條件下傳感器的性能,具體包括分辨力、重複性、靈敏度、線性度、回程誤差、閾值、蠕變、穩定性等;動態指標主要考察被測量在快速變化條件下傳感器的性能,主要包括頻率響應和階躍響應等。
由於傳感器的技術指標眾多,各種資料文獻敘述角度不同,使得不同人有不同的理解,甚至產生誤解和歧義。
傳感器的設計要點
1、一般所測得的物理量是非常小的,通常還帶有作為傳感器物理轉換元件固有的轉換噪聲。比如傳感器在1被放大倍率下的信號強度為0.1~1uV,此時的背景噪聲信號也有這麼大的水平,甚至於將其湮滅。如何將有用信號盡量取出並且壓低噪聲是傳感器設計的首要解決的問題。
2、傳感器電路一定要簡單精煉。設想具有3級放大電路的,帶有2級ji有you源yuan濾lv波bo器qi的de放fang大da回hui路lu,放fang大da了le信xin號hao的de同tong時shi也ye將jiang噪zao聲sheng放fang大da了le,如ru果guo噪zao聲sheng不bu是shi明ming顯xian偏pian離li有you用yong信xin號hao頻pin譜pu,則ze無wu論lun怎zen樣yang濾lv波bo兩liang者zhe同tong時shi放fang大da,結jie果guo信xin噪zao比bi沒mei有you提ti高gao。因yin此ci傳chuan感gan器qi電dian路lu一yi定ding要yao精jing煉lian簡jian約yue。能neng省sheng1隻(zhi)電(dian)阻(zu)或(huo)電(dian)容(rong)就(jiu)一(yi)定(ding)要(yao)將(jiang)它(ta)去(qu)掉(diao)。這(zhe)一(yi)點(dian)是(shi)許(xu)多(duo)設(she)計(ji)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)容(rong)易(yi)忽(hu)略(lve)的(de)問(wen)題(ti)。已(yi)知(zhi)的(de)情(qing)況(kuang)是(shi),傳(chuan)感(gan)器(qi)電(dian)路(lu)隨(sui)著(zhe)噪(zao)聲(sheng)的(de)問(wen)題(ti)困(kun)擾(rao),電(dian)路(lu)越(yue)修(xiu)改(gai)越(yue)複(fu)雜(za),成(cheng)為(wei)怪(guai)圈(quan)。
3、功gong耗hao問wen題ti。傳chuan感gan器qi通tong常chang在zai後hou續xu電dian路lu的de前qian端duan,有you可ke能neng需xu要yao較jiao長chang的de引yin線xian連lian接jie。當dang傳chuan感gan器qi功gong耗hao較jiao大da時shi引yin線xian的de連lian接jie將jiang會hui所suo有you的de無wu謂wei噪zao聲sheng以yi及ji電dian源yuan噪zao聲sheng引yin入ru使shi得de後hou續xu電dian路lu愈yu發fa難nan以yi設she計ji。在zai夠gou用yong的de情qing況kuang小xiao如ru何he降jiang低di功gong耗hao也ye是shi一yi個ge不bu小xiao的de考kao驗yan。
4、元yuan器qi件jian的de選xuan用yong和he電dian源yuan回hui路lu。元yuan器qi件jian的de選xuan用yong一yi定ding要yao夠gou用yong為wei好hao,隻zhi要yao器qi件jian指zhi標biao在zai需xu要yao的de範fan圍wei之zhi內nei就jiu可ke以yi了le,餘yu下xia的de就jiu是shi電dian路lu設she計ji問wen題ti。電dian源yuan是shi傳chuan感gan器qi電dian路lu設she計ji過guo程cheng一yi定ding要yao遇yu到dao的de難nan題ti,不bu要yao追zhui求qiu無wu法fa達da到dao的de電dian源yuan指zhi標biao,而er選xuan擇ze一yi款kuan帶dai有you較jiao好hao的de共gong模mo抑yi製zhi比bi的de運yun放fang,采cai用yong差cha分fen放fang大da電dian路lu設she計ji可ke能neng最zui普pu通tong的de開kai關guan電dian源yuan以yi及ji器qi件jian就jiu能neng滿man足zu你ni的de要yao求qiu。

傳感器五大設計技巧
1、先從總線工具開始
第一步,工程師應當采取首次介接到傳感器時,是透過一個總線工具的方式以限製未知。一個總線工具連接一台個人計算機(PC),然後到傳感器的I2C、 SPI或其他可讓傳感器可以“說話”的協議。與總線工具相關的PC應用程序,提供了一個已知與工作來源用以發送和接收數據,且不是未知、未經認證的嵌入式微控製器(MCU)驅動程序。在總線工具的工作環境下,開發人員可以傳送和接收訊息以得到該部分如何運作的理解,在試圖於嵌入式等級操作之前。
2、在Python編寫傳輸接口碼
一旦開發者已嚐試使用總線工具的傳感器,下一步就是為傳感器編寫應用程序代碼。並非直接跳到微控製器的代碼,而是在Python編寫應用程序代碼。許多總線 工具在編寫腳本(writing scripts)配置了插件(plug-in)和範例碼,Python通常是隨著。NET中可用的語言之一。在Python編寫應用程序是快速且容易的, 其qi並bing提ti供gong一yi個ge方fang法fa已yi在zai應ying用yong程cheng序xu中zhong測ce試shi傳chuan感gan器qi,這zhe個ge方fang式shi並bing未wei如ru同tong在zai嵌qian入ru式shi環huan境jing測ce試shi的de複fu雜za。擁yong有you高gao層ceng級ji的de代dai碼ma,將jiang使shi非fei嵌qian入ru式shi工gong程cheng師shi易yi於yu挖wa掘jue傳chuan感gan器qi的de腳jiao本ben及ji測ce 試,而不需要一個嵌入式軟件工程師的照看。
3、以Micro Python測試傳感器
在Python寫下第一段應用程序代碼的其中一個優勢是,透過調用Micro Python,應用程序調用到總線工具應用程序編程接口(API)可易於進行更換。Micro Python運作在實時嵌入式軟件內,其中有許多傳感器可供工程師來了解其價值,Micro Python運作在一個Cortex-M4處理器,且其是一個很好的環境,以從中為應用程序代碼除錯。不僅是簡單的,這裏也不需要去寫I2C 或SPI驅動程序,因為它們已被涵蓋在Micro Python的函式庫中。
4、利用傳感器供貨商代碼
任 何可以從傳感器製造商“搜括”到dao的de範fan例li碼ma,工gong程cheng師shi需xu要yao走zou一yi段duan很hen長chang的de路lu才cai能neng了le解jie傳chuan感gan器qi如ru何he工gong作zuo的de原yuan理li。不bu幸xing的de是shi,許xu多duo傳chuan感gan器qi供gong貨huo商shang並bing非fei嵌qian入ru式shi軟ruan件jian設she計ji的de專zhuan家jia,因yin此ci不bu要yao期qi待dai可ke以yi發fa現xian一yi個ge可ke投tou入ru生sheng產chan的de漂piao亮liang架jia構gou和he優you雅ya的de例li子zi。就jiu使shi用yong供gong貨huo商shang代dai碼ma,學xue習xi這zhe部bu分fen如ru何he運yun作zuo,之zhi後hou重zhong構gou的de挫cuo折zhe感gan將jiang出chu現xian,直zhi到dao它ta可ke以yi被bei幹gan淨jing利li索suo地di整zheng合he到dao嵌qian入ru式shi軟ruan件jian。它ta可ke能neng如ru“意大利麵條般(spaghetTI)”開始,但利用製造商對其傳感器如何運作的理解,在產品推出之前,將有助於減少許多得 被毀掉的周末時間。
5、使用一個傳感器融合函式庫
機會是,傳感器的傳輸接口並不是太新,且先前沒有人這麼做過。已知的所有函式庫,如由許多芯片製造商提供的“傳感器融合函式庫”,以協助開發人員快速掌握、 甚shen至zhi更geng好hao,更geng可ke避bi免mian他ta們men陷xian入ru重zhong新xin開kai發fa或huo大da幅fu修xiu改gai產chan品pin架jia構gou的de輪lun回hui。許xu多duo傳chuan感gan器qi可ke以yi被bei整zheng合he至zhi一yi般ban類lei型xing或huo類lei別bie,而er這zhe些xie類lei型xing或huo類lei別bie將jiang使shi驅qu動dong程cheng序xu順shun利li被bei開kai發fa,若ruo處chu理li得de當dang,幾ji乎hu是shi普pu遍bian或huo是shi少shao可ke重zhong複fu使shi用yong。尋xun找zhao這zhe些xie傳chuan感gan器qi融rong合he函han式shi庫ku,並bing學xue習xi它ta們men的de優you點dian和he短duan處chu。
感gan測ce器qi被bei整zheng合he至zhi嵌qian入ru式shi係xi統tong時shi,有you許xu多duo方fang式shi可ke以yi幫bang助zhu提ti高gao設she計ji時shi程cheng和he易yi用yong性xing。開kai發fa者zhe在zai開kai始shi設she計ji時shi,透tou過guo一yi個ge高gao層ceng次ci抽chou象xiang概gai念nian,以yi及ji在zai把ba傳chuan感gan器qi整zheng合he進jin一yi個ge較jiao低di等deng級ji的de 係統之前,學習傳感器如何運作,就絕對不會“走錯路”。今天存在的眾多資源將可協助開發人員“旗開得勝”,而無須從頭開始。
免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在於傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯係小編進行處理。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻




