Antallet af sensorer spreder sig over jordoverfladen og i rummet omkring os og giver verden data.Disse overkommelige sensorer er drivkraften bag udviklingen af tingenes internet og den digitale revolution, som vores samfund står over for, men alligevel forbinder og adgang til data fra sensorer går ikke altid lige eller let. Dette papir vil introducere sensorteknisk indeks, 5 designfærdigheder og OEM -virksomheder.
Først og fremmest er det tekniske indeks det objektive grundlag for at karakterisere et produkts ydeevne. Forstå de tekniske indikatorer, hjælp til korrekt valg og brug af produktet. De tekniske indikatorer for sensoren er opdelt i statiske indikatorer og dynamiske indikatorer. De statiske indikatorer undersøger hovedsageligt sensorens ydeevne under tilstanden statisk invariance, herunder opløsning, repeterbarhed, følsomhed, linearitet, returfejl, tærskel, krybning, stabilitet og så videre. Dynamisk indeks undersøger hovedsageligt sensorens ydeevne under betingelsen af hurtig ændring, herunder frekvensrespons og trinrespons.
På grund af sensorens mange tekniske indikatorer beskrives forskellige data og litteratur fra forskellige vinkler, så forskellige mennesker har forskellige forståelser og endda misforståelser og tvetydigheder.For dette formål fortolkes følgende flere tekniske hovedindikatorer for sensoren:
1, opløsning og opløsning:
Definition: Opløsning refererer til den mindste målte ændring, som en sensor kan registrere. Opløsning refererer til forholdet mellem opløsning og værdi i fuld skala.
Fortolkning 1: Opløsning er den mest grundlæggende indikator for en sensor. Det repræsenterer sensorens evne til at skelne mellem de målte objekter. De andre tekniske specifikationer for sensoren beskrives med hensyn til opløsning som minimumsenheden.
For sensorer og instrumenter med digitalt display bestemmer opløsningen det mindste antal cifre, der skal vises. For eksempel er opløsningen for elektronisk digital kaliber 0,01 mm, og indikatorfejlen er ± 0,02 mm.
Fortolkning 2: Opløsning er et absolut tal med enheder. For eksempel er en temperatursensors opløsning 0,1 ℃, en accelerationssensors opløsning er 0,1 g osv.
Fortolkning 3: Opløsning er et beslægtet og meget lignende koncept til opløsning, der begge repræsenterer opløsningen af en sensor til en måling.
Den største forskel er, at opløsningen udtrykkes som en procentdel af sensorens opløsning. Det er relativt og har ingen dimension. For eksempel er temperatursensorens opløsning 0,1 ℃, hele området er 500 ℃, opløsningen er 0,1/500 = 0,02%.
2. Gentagelighed:
Definition: Sensorens repeterbarhed refererer til graden af forskel mellem måleresultaterne, når målingen gentages flere gange i samme retning under samme betingelse. Også kaldet gentagelsesfejl, reproduktionsfejl osv.
Fortolkning 1: Gentagelse af en sensor skal være graden af forskel mellem flere målinger opnået under de samme betingelser. Hvis målebetingelserne ændres, forsvinder sammenligneligheden mellem måleresultaterne, hvilket ikke kan bruges som grundlag for vurdering af repeterbarhed.
Fortolkning 2: Sensorens repeterbarhed repræsenterer spredningen og tilfældigheden af sensorens måleresultater. Årsagen til sådan spredning og tilfældighed er, at der uundgåeligt findes forskellige tilfældige forstyrrelser inden i og uden for sensoren, hvilket resulterer i sensorens endelige måleresultater viser egenskaberne ved tilfældige variabler.
Fortolkning 3: Standardafvigelsen for den tilfældige variabel kan bruges som et reproducerbart kvantitativt udtryk.
Fortolkning 4: Ved flere gentagne målinger kan der opnås en højere målenøjagtighed, hvis gennemsnittet af alle målinger tages som det endelige måleresultat.Fordi standardafvigelsen af middelværdien er væsentligt mindre end standardafvigelsen for hvert mål.
3. Linearitet:
Definition: Linearitet (Linearitet) refererer til afvigelsen af sensorindgangs- og udgangskurven fra den ideelle lige linje.
Fortolkning 1: Den ideelle sensor input/output relation skal være lineær, og dens input/output kurve skal være en lige linje (rød linje i nedenstående figur).
Den faktiske sensor har dog mere eller mindre en række fejl, hvilket resulterer i, at den faktiske input- og outputkurve ikke er den ideelle lige linje, men en kurve (den grønne kurve i nedenstående figur).
Linearitet er graden af forskel mellem sensorens faktiske karakteristiske kurve og offlinelinjen, også kendt som ikke-lineær eller ikke-lineær fejl.
Fortolkning 2: Fordi forskellen mellem sensorens faktiske karakteristiske kurve og den ideelle linje er forskellig ved forskellige målestørrelser, bruges forholdet mellem den maksimale værdi af forskellen til værdien for hele området ofte i hele området. , linearitet er også en relativ mængde.
Fortolkning 3: Fordi sensorens ideelle linje er ukendt for den generelle målesituation, kan den ikke opnås. Af denne grund anvendes ofte en kompromismetode, det vil sige direkte ved hjælp af sensorens måleresultater til at beregne tilpasningslinjen som er tæt på den ideelle linje. De specifikke beregningsmetoder inkluderer slutpunktsmetode, bedste linjemetode, mindst kvadratmetode og så videre.
4. Stabilitet:
Definition: Stabilitet er en sensors evne til at bevare sin ydeevne over en periode.
Fortolkning 1: Stabilitet er hovedindekset for at undersøge, om sensoren fungerer stabilt i et bestemt tidsinterval. De faktorer, der fører til sensorens ustabilitet, omfatter hovedsageligt temperaturdrift og intern spændingsfrigivelse. Derfor er det nyttigt at øge temperaturkompensationen og aldringsbehandling for at forbedre stabiliteten.
Fortolkning 2: Stabilitet kan opdeles i kortsigtet stabilitet og langsigtet stabilitet i henhold til tidsperioden.Når observationstiden er for kort, er stabiliteten og repeterbarheden tæt.Derfor undersøger stabilitetsindekset hovedsageligt den lange -term stabilitet.Den specifikke tid, i henhold til anvendelsen af miljøet og krav til at bestemme.
Fortolkning 3: Både absolut fejl og relativ fejl kan bruges til det kvantitative udtryk for stabilitetsindeks. For eksempel har en belastningstypekraftsensor en stabilitet på 0,02%/12t.
5. Prøveudtagningsfrekvens:
Definition: Prøvehastighed refererer til antallet af måleresultater, der kan samples af sensoren pr. Tidsenhed.
Fortolkning 1: Samplingsfrekvensen er den vigtigste indikator for sensorens dynamiske egenskaber, der afspejler sensorens hurtige reaktionsevne. Prøvefrekvens er en af de tekniske indikatorer, der skal overvejes fuldt ud i tilfælde af hurtige måleændringer. Ifølge Shannons samplingslov skal sensorens samplingsfrekvens ikke være mindre end 2 gange ændringsfrekvensen for den målte.
Fortolkning 2: Ved brug af forskellige frekvenser varierer sensorens nøjagtighed også i overensstemmelse hermed. Generelt er det, at jo højere samplingsfrekvensen er, desto lavere er målenøjagtigheden.
Sensorens højeste nøjagtighed opnås ofte ved den laveste prøvehastighed eller endda under statiske forhold. Derfor skal præcision og hastighed tages i betragtning ved sensorvalg.
Fem designtip til sensorer
1. Start med busværktøjet
Som et første trin bør ingeniøren tage den tilgang til først at forbinde sensoren gennem et busværktøj for at begrænse det ukendte. Et busværktøj forbinder en personlig computer (PC) og derefter til sensorens I2C, SPI eller anden protokol, der tillader sensor til "tale". En pc -applikation forbundet med et busværktøj, der giver en kendt og fungerende kilde til afsendelse og modtagelse af data, der ikke er en ukendt, uautentificeret integreret mikrokontroller (MCU) driver. I forbindelse med Bus -værktøjet udvikleren kan sende og modtage beskeder for at få en forståelse af, hvordan afsnittet fungerer, før du forsøger at operere på det integrerede niveau.
2. Skriv transmissionsinterfacekoden i Python
Når udvikleren har prøvet at bruge busværktøjets sensorer, er det næste trin at skrive applikationskode til sensorerne. I stedet for at hoppe direkte til mikrokontrollerkode skal du skrive applikationskode i Python. Mange busværktøjer konfigurerer plug-ins og prøvekode, når du skriver scripts, som Python normalt følger. NET et af de tilgængelige sprog i.net. Det er hurtigt og nemt at skrive applikationer i Python, og det giver en måde at teste sensorer på i programmer, der ikke er så komplekse som at teste i et integreret miljø. -niveau-kode vil gøre det let for ikke-integrerede ingeniører at minesensorscripts og tests uden pleje af en integreret softwareingeniør.
3. Test sensoren med Micro Python
En af fordelene ved at skrive den første applikationskode i Python er, at applikationsopkald til Bus-utility application Programming interface (API) let kan byttes ud ved at ringe til Micro Python. Micro Python kører i realtid integreret software, som har mange sensorer for ingeniører at forstå dens værdi. Micro Python kører på en Cortex-M4-processor, og det er et godt miljø, hvorfra man kan fejlsøge programkode. Ikke kun er det enkelt, det er ikke nødvendigt at skrive I2C- eller SPI-drivere her, da de allerede er dækket af Micro Pythons funktion bibliotek.
4. Brug sensorleverandørkoden
Enhver prøvekode, der kan “skrabes” fra en sensorproducent, skal ingeniører gå langt for at forstå, hvordan sensoren fungerer. Desværre er mange sensorleverandører ikke eksperter i integreret softwaredesign, så forvent ikke at finde en produktionsparat eksempel på smuk arkitektur og elegance. Brug bare leverandørkoden, lær hvordan denne del fungerer, og frustrationen ved refaktorering vil opstå, indtil den rent kan integreres i indlejret software. Det kan starte som "spaghetti", men udnytte producenter 'forståelse af, hvordan deres sensorer fungerer, hjælper med at reducere mange ødelagte weekender, før produktet lanceres.
5.Brug et bibliotek med sensorfusionsfunktioner
Chancerne er, at sensorens transmissionsgrænseflade ikke er ny og ikke er blevet gjort før. Kendte biblioteker med alle funktioner, f.eks. "Sensor Fusion -funktionsbiblioteket" fra mange chipproducenter, hjælper udviklere med at lære hurtigt eller endnu bedre, og undgå cyklus med genudvikling eller drastisk ændring af produktarkitekturen. Mange sensorer kan integreres i generelle typer eller kategorier, og disse typer eller kategorier vil muliggøre en problemfri udvikling af drivere, der, hvis de håndteres korrekt, er næsten universelle eller mindre genanvendelige. Find disse biblioteker af sensorfusionsfunktioner og lære deres styrker og svagheder.
Når sensorer er integreret i integrerede systemer, er der mange måder at hjælpe med at forbedre designtid og brugervenlighed. Udviklere kan aldrig "gå galt" ved at lære, hvordan sensorer fungerer fra et højt abstraktionsniveau i starten af designet og før de integreres. ind i et system på et lavere niveau. Mange af de tilgængelige ressourcer i dag vil hjælpe udviklere med at "slå til jorden" uden at skulle starte forfra.
Posttid: 16-08-2021