新型传感器讲座 第七讲 线列CCD图像耦合传感器(下)

三、CCD图像传感器的应用 CCD图像传感器已经在国外得到广泛的应用,但是目前在国内还没有形成商品化。下面介绍一些实例,有助于推动CCD图像传感器应用研究的开展。 (一)长度测量用CCD图像传感器可以进行长度的非接触精密测量。由于测量的迅速和数据处理方便,因此可用于自动生产线的监控上。图7是一个钢管长度监测系统的实例。在被测钢管(1)的背后放两个荧光灯(2)、(3)作为光源,两荧光灯之间的距离LT已知。荧光灯未被钢管遮住的部分L_1和L_2经两个透镜分别聚焦在两个COD传感器上。根据传感器输出信号的脉冲数,光敏元的尺寸以及透镜光学系统的放大倍数即可求得L_1和L_2.最后由     

传感器讲座 第五讲 磁电式传感器(上)

磁电式传感器,范围很广。本文仅介绍对自动控制及检测仪器关系比较大的磁致伸缩换能器、霍尔效应和磁阻效应传感器、变μ式传感器以及磁进动式传感器四类,对涡流式传感器限于篇辐,暂不介绍。在介绍具体的传感器前,简单介绍一些磁学基本原理。设μ_0为真空的导磁率(4π×10~(-7)亨/米),B为磁感应强度(韦伯/米~2),H为磁场强度(安/米),J为磁化强度(韦伯/米~2),k为磁化系数,则对真空 B=μ_0H; (4-1)在铁磁物质中,由于它的磁化,产生一个附加的磁感应强度μ_0J,J=kH,大大地加强了总磁感应强度,其公式如下: B=μ_)(H+J)=μ_0(1+x)H=μ_0μ_rH; (4-2)μ_r称为相对导磁率,与k一样无量纲,其值与铁磁材     

新型传感器讲座 第十讲 仿生感官学及集成智能化传感器(上)

一、仿生感官学仿生学是一门新兴的边缘科学,由于生物体的复杂性及生命科学的奥秘,使这门科学变得愈来愈庞大,牵涉面也愈来愈广。20世纪70年代,机器人大量发展,并逐步走向智能化,这就迫切需要给机器人装上感觉器官。可是我们目前生产的各种传感器,同生物体的感觉器官相差得还非常远,而且我们对生物体的     

新型传感器讲座 第九讲 生物传感器

生物传感器是由固定化生物材料与适当的换能器件结合而成。这个换能器件将生化信号转换成定量的电信号。生物分子具有能识别单一化合物或一小族化合物并与之结合的性质,这种识别和结合具有很好的选择性。若将所用的生物材料分类,生物传感器可分为:酶传感器,微生物传感器、免疫传感器、细胞及组织传感     

传感器讲座——第十讲 热工测量用传感器(上)

概述在化工、炼油、发电和冶金等连续生产过程中,常常需要对温度、压力、流量和物位等参数进行测量和控制.通常把温度、压力、流量和物位称为热工参数,而把测量这些参数的传感器和仪表统称为热工仪表.随着生产的发展和自动化水平的提高,温度、压力、流量和物位等参数的测量和控制几乎遍及到诸如机械、造纸、纺织、制药、食品、轻工以及交通运输等整个工业生产部门.因此,准确地测量这些参数,对于提高产品质量,保证生产设备安全正常运转,减轻工人劳动强度,有着十分重要的意义.     

新型传感器讲座 第八讲 新型超声波换能器

随着检测要求不断提高,超声波检测设备正在不断地更新换代,目前已进入智能化领域。最初的超声波探伤仪是穿透式的,它只能发现工件内部是否存在缺陷,而不能确定缺陷的深度位置。而后又发展了脉冲反射式探伤仪,可进行缺陷定位及估计缺陷的大小。目前正在发展超声检测的定性定量,其中主要是超声显像,能显示并打印缺陷大小、形状和     

传感器讲座 第三讲 阻抗式传感器(下)

一、电容式传感器 (一)工作原理电容式传感器是将被测的物理量变化转换为电容器的电容量变化,以平行板式电容器为例来分析其工作原理。如图2-16所示为平行板式电容器,设两极板的有效复盖面积为A(厘米~2),两极板间的距离为d(毫米),极板间充满介电系数为ε的电介质,ε=ε_0ε_r,ε_0为真空的介电常数,其值为0.08859微微法/厘米,ε_r为相对介电常数。在忽略极板边缘影响的条件下,它的电容量(微微法)可用下式表示: 由上式可知,在ε、A、d三个参数中,任意保持其中两个参数不变,使另外一个参数改变,则电容量就产     

第六讲 磁电式传感器(下)

三、霍尔效应传感器 (一)霍尔效应(如图4-13)。在磁场H(安培/米)中以速度v运动的电荷将受到一个机械力这是一个矢量方程,(vH)为矢量积,其大小为vH sin H,其方向垂直于v及H组成的平面,且按右螺旋规则。如果单位体积有n个电荷,则电流I=nqvad安,由于力则得:(a,d′、l为片子尺寸,q为电荷的电量) 式中R=μ_0/nq称为霍尔系数,其单位为亨利·米~2/库仑。另外我们令M为迁移率M=v/E(米~2/伏秒)(E为电场强度,E=v/l)。代入得 即     

传感器讲座 第八讲 压电式换能器(下)

六压电换能器的应用 (一) 压电陶瓷电声器件一个优质的压电陶瓷送话器,必须首先选择高的机电耦合系数、低机械品质因数,适当高的介电常数的材料,同时选用适当的振动模式及合理的制作工艺。目前使用的压电片,一般采用两个圆形或椭圆形的陶瓷片,中间粘以金属片组成弯曲振动模式,共结构有单片及双片之分如图5-14,双片法有极性相反的串联接法,其阻抗较高;有极性相同的并联接法,其阻抗     

有线数字电视讲座第六讲CADTV系统的测试(上)

(上接第11期) 一CADTV网络技术要求 1正向通道数字信号的技术参数 模拟CATV系统的技术指标和测量方法,已在国家标准GB/6510<电视和声音信号的电缆分配系统>中给出.本讲介绍的是CADTV(有线数字电视)系统的技术指标和测量方法.     

传感器讲座 第九讲 生物医学传感器

概述生物医学传感器(换能器)是将生理参数(或生理现象)转换为其他工程上容易测定的量(一般是电量)的装置。它是生物医学测量、诊断、治疗、数据处理等工作中不可缺少的关键元件。传感器的特性,往往决定了整个测量系统的特性。生物医学传感器的主要用途有三:第一,是对生物体进行检查,以深入了解生理功能或进行正确诊断。第二,是监护,即测定生理参数是否处于规定的范围以内,以便观察病体复原过程,或在出现异常时及早报警。第三,是控制,即利用检测到的生理信息控制生理过程。虽然医用传感器的测定对象是生理参数,但这些     

新型传感器讲座——第四讲 半导体气敏传感器

在工农业生产和人们的日常生活中,往往会接触到各种各样的气体,需要对它进行检测和控制.比如化工厂里存在着化学反应过程中的气体成分的检测和控制;农业温室中气体成分含量的检测和控制;煤矿瓦斯浓度的检测及报警断电控制;环境气体的监测等.对气体成份或浓度的检测和控制的手段是多种多样的,而以使用气体传感器为最佳,它可以把有关气体成分和浓度等各种物理特性转变为电信号,从而使人们能正确有效地控制它和应用它.     

新型传感器讲座——第五讲 新型有机压电材料及传感器

本世纪50年代发现,有些生物机体组织(例如腱、肌、骨、羊毛、木材等)在承受应力或应变时会产生表面电荷的变化.这一启示说明,有机物质也可产生较大的压电效应.到了60年代末,日本科学家Kawai首先观察到经单轴拉伸和电极化的聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜具有强压电性,其压电电压常数g31约为30×10~(-3)Vm/N,引起了各国科学家的极大兴趣,纷纷开展了这一材料性能和压电机理的研究.经过将近十年的工作,PVDF薄膜的压电常数提高了将近10     

传感器讲座——第十一讲 热工测量用传感器(下)

二、压力传感器(一)电阻应变式压力传感器电阻应变式传感器的原理已在第二讲介绍过了.电阻应变式压力传感器由两部分组成:一是弹性元件,它把被测压力转换成弹性元件的位移.二是粘贴在弹性元件上的电阻应变丝,其作用是把弹性元件的位移转换成电阻的变化.     

128光敏单元线型电荷耦合图像传感器

巳制成一种三相多晶硅栅结构的线型电荷耦合摄像器,该固体摄像器具有128光敏单元。图像信息采用双信道传输,片上放大器采用 p 沟道硅栅自对准 MOS管。在100千赫的驱动频率下测得的电注入转移效率达到99.994％。本器件的制作采用了较先进的工艺步骤。     

传感器讲座——第十二讲 数字传感器

随着电子计算机在工业上的广泛应用,一些非电量如何能直接转换为电数字量,以便能直接送入电子计算机,就成为现代传感器研究的一项新课题.大家知道,过去的传感器极大部分是属于模拟式传感器,也就是说,这种传感器将诸如温度、压力、位移等非电量转换为电模拟量(如电压).这样要用数字显示或送入电     

CATV基础知识讲座 第九讲 传输系统(上)

(上接第 0 8期 )有线电视系统中的传输部分是把前端的高频电视信号不失真地稳定地传送给用户分配系统的传输设备 ,它处于前端和分配系统之间 ,是有线电视系统的重要组成部分。为了实现大容量、远距离、高质量传输 ,传输部分一般采用设计合理的星型或星 -树型的传输网 ,分配干线、超干线采用同轴电缆、光纤和微波等媒介。1　同轴电缆传输1.1　同轴电缆传输系统的构成同轴电缆传输系统目前在国内外仍占有主要地位 ,图 1是该系统的典型组成模式。图 1　同轴电缆传输系统典型模式图　　由图 1可以看出 ,它是由多级干线放大器级联 ,1级桥接放大器…     

可靠性问题讲座 第四讲 系统可靠性设计(上)

一、可靠性设计的目的及主要内容随着现代科学技术的发展和复杂的综合系统不断出现,对可靠性要求也愈来愈高。例如大型电子计算机、导弹、雷达、卫星和载人宇宙飞船等系统要能可靠地进行工作,从一开始就必须对设计、生产和使用等各个方面进行全面系统地考虑,从可靠性角度出发,对系统的各部分、各阶段,进行全面认真地推敲,提出要求和措施,所有这些工作统称为系统可靠性设计。因此,可靠性设计的目的就是为了提高系统的可靠性,它必须从开始设计构思阶段起就要进行全面的考虑。如不从设计阶段考虑可靠性,而等到系统装成以后,再去修修补补,这样不仅浪费经费,拖延时间,而且系统的可靠性也根本无法保证。     

单片机实用技术讲座(8) 第六讲 键盘及其接口技术

<正> 在一个单片机应用系统中,键盘和显示是系统中必不可少的输入输出设备,是控制系统与操作人员对话的窗口。一个安全可靠的控制系统通常具有方便的交互功能,操作人员可以通过外设键盘灵活地输入各种参数以调节系统的运行,掌握系统的工作状态。在一些复杂的应用系统中,为准确判断系统的运行状态和故障定位,设计人员往往会在程序中加入一些用于系统定位的代码。一种简便的做法便是额外设置几个按键,通过按键的组合以及显示状态的不同来判定系统的工作状况,以便及时了解系统内部运行状态,一旦出现故障,可以在最短的时间内找出故障原因,及时恢复。所以我们可以这样认为:键盘是单片机系统中实现人机对话的纽带和桥梁。下面,我们就键盘设计中的软硬件的实现方法向读者作一介绍。 键盘设计中应注意的几个问题 1.键盘接口类型的选择 一般来说,键盘有两种接口方式:独立式和行列式。独立式是指将每个按键一一对应地接到