传感器的现状和未来

当今传感器的明显发展趋势是从传统的传感器设计和应用转向以微机械加工技术为基础的微传感器和智能化传感器的设计和应用,使智能结构的实现成为可能。本文就传感器技术的现状和未来的发展予以综述,发展微传感器对我国仪器仪表工业的重要性略加讨论。     

传感器综合误差补偿探究

传感器是获取自然科学领域中信息的主要途径和手段。传统的传感器采用模拟电子线路,只能进行信号调理．基本不具备信息处理和自我管制能力,这就导致传感器精度不高、性能不稳定、可靠性差等问题。单片机技术的发展使研制高精度、高稳定和高可靠的智能传感器成为可能。基于单片机技术的发展,用数字方法对传统传感器的非线性、工作条件影响误差进行实时补偿和校正,以便能准确反映其输入信号的大小,从而实现高精度的测量。     

多路数字传感器的PC总线接口技术

在各种新型传感器中,有相当一部分是以频率为输出量的数字传感器.与传统的传感器相比,数字传感器具有精确度高、抗干扰性能好、传送距离远等优点.尤其当测控系统的传感器数量较多,信息处理量较大时,可以充分利用数字传感器传送距离长的特点,将经调理(混频、差频等)后的多路频率信号直接馈送给系统机进行处理,充分发挥系统机的图形显示、数据运算、存储打印等功能.本文将详细介绍该方法的硬件和软件设计.利用这种方法,无论数字传感器或经频率转换的普通传感器在适当调理后均可供系统机处理.     

基于1451协议的传统与智能传感器的即插即用

针对目前国内正在大量使用的传统传感器以及实现智能检测的需求,基于智能化、网络化的设计思想,借助IEEE1451智能变送器接口标准、网络技术和DSP及ARM 和HPI技术,介绍了智能传感器控制系统前端的软硬件构成,研究并建立了本智能网络化传统传感器智能化检测系统.实现了基于1451协议的远程与本地传感器数据采集系统的设计.试验表明该系统可以实现经改造的传统传感器与智能传感器的即插即用.     

数字式物位传感器的智能化研究

为了精确可靠地测量多种物料位,研发了一种新型智能式数字物位传感器。该传感器利用直接数字化检测原理,并运用物料自动识别电路和单片机使传感器具有智能化的功能。实验结果表明:该传感器任意2个检测点之间是盲区,绝对误差为±1 cm,分辨力为1 cm。     

便携式数字水位传感器无线变送器的设计

感应式数字水位传感器在传统的应用中,采集数据的传输都是采用有线传输。而传统有线网络本身的局限性,许多特殊的环境下网络覆盖和网络支持仍然是个难题。针对这个问题,本文提出了基于ZigBee无线通信技术的便携式数字水位传感器无线变送器的设计方案。该变送器体积小,成本低,可操作性强,现场安装简单。由于采用ZigBee技术,更加适合组建有大量的现场数据采集点的监控系统,且组网灵活,极大的扩展了感应式数字水位传感器的应用范围。     

压膜阻尼在声表面波加速度传感器中的应用

声表面波（SAW）加速度传感器的精度高,具有数字量输出、体积小、功耗低、抗干扰力强、可靠性高等优点,根据SAW加速度传感器工程化的需要,对SAW加速度传感 器中所采用的压膜阻尼进行了理论分析,并采用机电等效模拟技术对微间隙压膜阻尼进行了仿真,取得了较好的效果,这种分析方法同样适用于其他类型的传感器。     

基于数字信号处理的干涉型光纤传感器检测系统的研究与设计

本文基于数字信号处理技术,对干涉型光纤传感器数字检测系统进行研究与设计.分析了合成外差解调算法的基本原理,描述了检测系统的整体构架.重点讨论了采用DSP Builder技术对解调部分的设计,实现解调算法的数字信号处理和智能化数据传输接口并行工作,使系统实时、线性地跟踪到被测信号.通过实验测试,该解调系统的工作频带约为10 Hz～1kHz,具有较好的抗干扰性.     

无人机弹射器参数测量系统设计

基于MEMS加速度计,研究和设计了一种无人机弹射器参数测量系统.通过对传感器标定,校准了其零偏、灵敏度等参数,实际使用时对误差进行补偿,提高了测量精度.根据实际加速度信号特点,选择合适的带宽和采样频率,并设计了数字滤波器,在保证响应频率的同时,有效降低了噪声.实验证明:本系统不仅达到了技术要求,而且与其他测量方式相比,有效地降低了成本.     

电压输出型传感器高精度数字转换模块的研制

传感器输出信号的数字采集是工业检测系统数字化的关键技术,通过对各种传感器的分析和研究,采用能适应0～100mV宽动态模拟输入信号范围、24位显示分辨率的数字采集技术,研制出电压输出型传感器高精度数字转换模块.该模块具有功耗低、体积小、可靠性高、使用安装方便的特点,解决了工业现场各种类型传感器输出信号的数字量转换问题,它为企业新产品研发和传统设备数字化改造提供了前端数字信息采集的硬件支持.     

LON智能变送器设计与实现

智能化仪器仪表设计研究成为新一代工业制造技术突破的重要瓶颈之一。LON智能变送器是基于LonWorks总线,具有多种信息智能处理的智能变送器,能够将标准的模拟信号、传感器输出的非标准的弱模拟信号及其脉冲信号转换为数字信号,与其它控制仪表实现双向数字通讯。LON智能变送器除了具有数字调零、数字滤波等功能外,其重要特征是具有传感器故障诊断与处理功能,在传感器失效后,能够在一定时间内继续输出有效数据,保证控制系统的稳定和安全。     

即插即用的智能传感器IEEE P1451.4标准研究

IEEE P1451.4是关于即插即用的模拟传感器的新标准,该标准在传统传感器的基础上定义了一种自我识别和描述的机制,这种机制大大减少了系统的配置和诊断时间;对1451.4传感器的模型和结构进行了研究,具体分析了用于存放传感器信息的数据表单TEDS的结构及用于传输模拟和数字信号的混合模式接口,并简要介绍了数字接口的通信协议,最后指出了IEEE1451.4与IEEE1451的其他标准一起将成为智能传感器的发展方向.     

大气数据仪表校验系统的设计与实现

针对飞机大气数据计算机和测试仪表的校验问题,在分析了大气数据仪表的特点的基础上,基于嵌入式计算机控制技术和精密气压控制技术,提出了一种智能大气数据校验系统的设计方案;从控制方面,系统采用双传感器、普通硅压阻压力传感器和数字石英压力传感器,模拟传感器具有高速响应特性,将其作为过程控制传感器,保证装置的动态响应性能;数字石英压力传感器的精度达0.01%F.S,作为基准压力传感器,保证系统准确度;采用双闭环控制方案,模拟闭环采用电子电路设计实现,采用模拟硅压阻压力传感器和模拟PID控制电路构成模拟控制闭环;采用数字式压力传感器和计算机构成数字PID控制闭环,数字闭环通过计算机、数字传感器、软件、串口和计算机串口实现;实验证明,该装置升降速度的输出准确度优于0.02%F.S,控制稳定性0.002%F.S。     

基于单总线技术的热量表的研制

论述了热量的测量原理，采用先进的传感器设计了一种高可靠性热量表，并给出了软硬件设计方法。由于该系统采用了单总线技术，模拟信号在测量现场被转换为数字信号，能够远距离测量，具有很高的测量精度和应用价值。     

基于MPEG标准的视频压缩技术分析与研究

随着数字化技术与计算机技术的发展,数字信号已取代了传统的模拟信号,成为视频信息存储与传输的主要方式。为解决数字信号编码的数据膨胀问题,各类视频标准均采用了高效的压缩算法对数字信号进行编码压缩,本文详细分析当前主流的视频标准MPEG标准的核心压缩算法,并对视频压缩算法的技术趋势进行了展望。     

基于单总线技术的农业栽培温室控制系统

采用先进的传感器设计了一种低成本的农业栽培温室微机控制系统,并给出了软硬件设计方法。由于该系统采用了单总线技术,模拟信号在测量现场被转换为数字信号,能够远距离测量,具有很高的测量精度和应用价值。     

一种具有借鉴意义的传感器输入标定技术

传感器获取现场信号的准确与否,直接影响到整个工业自动化系统的测量与控制精度。为了获取真实的现场信息,要对计算机系统接入模拟传感器输出的模拟量电信号进行不失真的变换。文中提出了一种针对力和位移传感器的输入标定技术,并根据理想传感器灵敏度计算了硬件增益和通道增益,同时以软件方式进行了修正。通过工程实际验证,这种方法标定结果准确,便于操作,具有工程推广价值。     

基于微控制器的二线制智能变送器的设计

为了降低设备复杂程度,对四种微控制器与4～20mA变送器接口的方案进行了研究并实现,并应用于海洋激光雷达的状态采集;该方案在硬件上采用了Microchip低功耗微控制器与TI公司4～20mA驱动器,通过PWM和滤波器进行驱动.软件上通过对输出的控制,可实现模拟信号数据及多种报警信号的传送,实际应用表明,该变送器的设计方案可靠、稳定、精度较高,且造价低廉,可降低原有方案的复杂度,是值得推广的接口方案.     

Tilepro64多核处理器的软件无线电平台构建

以Tilepro64多核处理器为核心,设计了面向无线信号数据采集处理的软件无线电系统平台。无线中频信号通过以FPGA为核心的模拟前端的放大、滤波和下变频等处理,进入基于Tilepro64处理器的数字处理模块,经过解调和解码等步骤,将信息由XAUI接口传往上位机。