Število senzorjev se povečuje po zemeljskem površju in v prostorih okoli nas, kar svetu daje podatke. Ti cenovno ugodni senzorji so gonilna sila razvoja interneta stvari in digitalne revolucije, s katero se naša družba sooča, vendar povezujejo in dostop do podatkov s senzorjev ne gre vedno naravnost ali enostavno. Ta članek bo predstavil tehnični indeks senzorja, 5 oblikovalskih veščin in podjetja za proizvajalce originalne opreme.
Najprej je tehnični indeks objektivna podlaga za karakterizacijo delovanja izdelka. Razumeti tehnične kazalnike, pomagati pri pravilni izbiri in uporabi izdelka. Tehnični kazalniki senzorja so razdeljeni na statične in dinamične kazalnike. Statični kazalniki v glavnem preučujejo delovanje senzorja pod pogojem statične nespremenljivosti, vključno z ločljivostjo, ponovljivostjo, občutljivostjo, linearnostjo, napako vračanja, pragom, lezenjem, stabilnostjo itd. hitrih sprememb, vključno s frekvenčnim odzivom in odzivom po korakih.
Zaradi številnih tehničnih kazalcev senzorja so različni podatki in literatura opisani z različnih zornih kotov, tako da imajo različni ljudje različno razumevanje in celo nerazumevanje in dvoumnost. V ta namen se razlagajo naslednji glavni tehnični kazalniki za senzor:
1, ločljivost in ločljivost:
Opredelitev: Ločljivost se nanaša na najmanjšo izmerjeno spremembo, ki jo zazna senzor. Ločljivost se nanaša na razmerje med ločljivostjo in vrednostjo celotne lestvice.
Razlaga 1: Ločljivost je najosnovnejši pokazatelj senzorja. Predstavlja sposobnost senzorja za razlikovanje merjenih predmetov. Druge tehnične specifikacije senzorja so v smislu ločljivosti opisane kot minimalna enota.
Za senzorje in instrumente z digitalnim prikazom ločljivost določa najmanjše število števk, ki jih je treba prikazati. Na primer ločljivost elektronske digitalne čeljusti je 0,01 mm, napaka indikatorja pa ± 0,02 mm.
Interpretacija 2: Ločljivost je absolutno število z enotami. Na primer ločljivost temperaturnega senzorja je 0,1 ℃, ločljivost senzorja pospeška 0,1 g itd.
Interpretacija 3: Ločljivost je soroden in zelo podoben pojem ločljivosti, oba predstavljata ločljivost senzorja za meritev.
Glavna razlika je v tem, da je ločljivost izražena kot odstotek ločljivosti senzorja. Relativna je in nima dimenzije. Na primer, ločljivost temperaturnega senzorja je 0,1 ℃, polno območje 500 ℃, ločljivost 0,1/500 = 0,02%.
2. Ponovljivost:
Opredelitev: Ponovljivost senzorja se nanaša na stopnjo razlike med rezultati meritev, če se meritev ponovi večkrat v isti smeri pod istim pogojem.
Interpretacija 1: Ponovljivost senzorja mora biti stopnja razlike med več meritvami, pridobljenimi pod enakimi pogoji. Če se merilni pogoji spremenijo, bo primerljivost med merilnimi rezultati izginila, kar ne more biti podlaga za oceno ponovljivosti.
Interpretacija 2: Ponovljivost senzorja predstavlja razpršenost in naključnost rezultatov meritev senzorja. Razlog za takšno razpršenost in naključnost je, da v senzorju in zunaj njega neizogibno obstajajo različne naključne motnje, kar ima za posledico končne merilne rezultate senzorja ki prikazuje značilnosti naključnih spremenljivk.
Razlaga 3: Standardni odklon naključne spremenljivke se lahko uporabi kot ponovljiv količinski izraz.
Interpretacija 4: Za večkratne ponovljene meritve je mogoče doseči večjo natančnost merjenja, če se kot končni rezultat merjenja vzame povprečje vseh meritev. Ker je standardno odstopanje povprečja bistveno manjše od standardnega odstopanja vsake mere.
3. Linearnost:
Opredelitev: Linearnost (linearnost) se nanaša na odstopanje krivulje vhoda in izhoda senzorja od idealne ravne črte.
Razlaga 1: Idealno razmerje med vhodom/izhodom senzorja mora biti linearno, njegova krivulja vhoda/izhoda pa ravna črta (rdeča črta na spodnji sliki).
Vendar ima dejanski senzor bolj ali manj različne napake, zaradi česar dejanska vhodna in izhodna krivulja ni idealna ravna črta, ampak krivulja (zelena krivulja na spodnji sliki).
Linearnost je stopnja razlike med dejansko karakteristično krivuljo senzorja in off-line linijo, znano tudi kot nelinearnost ali nelinearna napaka.
Interpretacija 2: Ker je razlika med dejansko karakteristično krivuljo senzorja in idealno črto različna pri različnih velikostih merjenja, se razmerje med največjo vrednostjo razlike in vrednostjo celotnega razpona pogosto uporablja v celotnem razponu. , linearnost je tudi relativna količina.
Interpretacija 3: Ker idealna linija senzorja za splošno merilno situacijo ni znana, je ni mogoče dobiti. Zaradi tega se pogosto uporablja kompromisna metoda, to je neposredno z uporabo merilnih rezultatov senzorja za izračun vgradne črte ki je blizu idealne črte. Posebne metode izračuna vključujejo metodo črte končne točke, metodo najboljše črte, metodo najmanj kvadrata itd.
4. Stabilnost:
Opredelitev: Stabilnost je sposobnost senzorja, da ohrani svojo učinkovitost v določenem časovnem obdobju.
Interpretacija 1: Stabilnost je glavni pokazatelj za raziskovanje, ali senzor deluje stabilno v določenem časovnem obdobju. Dejavniki, ki vodijo v nestabilnost tipala, so predvsem premik temperature in sproščanje notranjega stresa. Zato je koristno povečati temperaturno kompenzacijo in zdravljenje staranja za izboljšanje stabilnosti.
Interpretacija 2: Stabilnost lahko glede na dolžino časovnega obdobja razdelimo na kratkoročno stabilnost in dolgoročno stabilnost. Če je čas opazovanja prekratek, sta stabilnost in ponovljivost blizu. Zato indeks stabilnosti preučuje predvsem dolgotrajno -trajna stabilnost. Poseben čas, glede na uporabo okolja in zahteve za določanje.
Interpretacija 3: Za količinski izraz indeksa stabilnosti lahko uporabimo tako absolutno napako kot relativno napako. Na primer, senzor sile deformacije ima stabilnost 0,02%/12 ur.
5. Pogostost vzorčenja:
Opredelitev: Sample Rate se nanaša na število merilnih rezultatov, ki jih lahko senzor vzorči na enoto časa.
Interpretacija 1: Frekvenca vzorčenja je najpomembnejši pokazatelj dinamičnih značilnosti tipala, ki odraža sposobnost hitrega odziva senzorja. Frekvenca vzorčenja je eden od tehničnih kazalcev, ki jih je treba v primeru hitre spremembe meritve v celoti upoštevati. V skladu s Shannonovim zakonom vzorčenja frekvenca vzorčenja senzorja ne sme biti manjša od 2 -kratne frekvence spreminjanja izmerjenega.
Razlaga 2: Z uporabo različnih frekvenc se ustrezno spreminja tudi natančnost senzorja. Na splošno velja, da je višja frekvenca vzorčenja, manjša je natančnost merjenja.
Najvišjo natančnost senzorja pogosto dosežemo pri najnižji hitrosti vzorčenja ali celo v statičnih pogojih. Zato je treba pri izbiri senzorja upoštevati natančnost in hitrost.
Pet oblikovalskih nasvetov za senzorje
1. Začnite z orodjem vodila
Inženir se mora najprej lotiti pristopa, da senzor najprej poveže z orodjem vodila, da omeji neznano. Orodje vodila poveže osebni računalnik (PC) in nato na senzorjev I2C, SPI ali drug protokol, ki omogoča senzor za "pogovor". Računalniška aplikacija, povezana z orodjem vodila, ki zagotavlja znan in delujoč vir za pošiljanje in sprejemanje podatkov, ki niso neznani gonilnik vgrajenega mikrokrmilnika (MCU) brez preverjanja pristnosti. V okviru pripomočka Bus, razvijalec lahko pošilja in prejema sporočila, da razume, kako oddelek deluje, preden poskuša delovati na vdelani ravni.
2. Napišite kodo vmesnika za prenos v Python
Ko je razvijalec poskušal uporabiti senzorje orodja vodila, je naslednji korak zapisati aplikacijsko kodo za senzorje. Namesto skoka neposredno na kodo mikrokrmilnika napišite kodo aplikacije v Python. Številni pripomočki vodila pri pisanju pišejo vtičnike in vzorčno kodo. skripte, ki jih ponavadi sledi Python.NET eden od jezikov, ki so na voljo v.net. Pisanje aplikacij v Pythonu je hitro in enostavno ter ponuja način za testiranje senzorjev v aplikacijah, ki niso tako zapletene kot testiranje v vgrajenem okolju. -koda na ravni bo inženirjem, ki niso vgrajeni, olajšalo pridobivanje skript in testov senzorjev brez skrbi vgrajenega inženirja programske opreme.
3. Preizkusite senzor z Micro Pythonom
Ena od prednosti pisanja prve programske kode v Pythonu je, da lahko klice aplikacij vmesnika za programiranje aplikacij Bus-utility (API) enostavno zamenjate s klicem Micro Python. senzorji, da inženirji razumejo njegovo vrednost. Micro Python deluje na procesorju Cortex-M4 in je dobro okolje za odpravljanje napak v kodi aplikacije. Ne samo, da je preprosto, tukaj ni treba pisati gonilnikov I2C ali SPI, saj so že zajeti v funkciji Micro Python knjižnica.
4. Uporabite kodo dobavitelja senzorja
Vsak vzorčni kod, ki ga je mogoče "izbrisati" od proizvajalca senzorja, bodo morali inženirji narediti veliko, da razumejo, kako deluje senzor. Na žalost mnogi prodajalci senzorjev niso strokovnjaki za oblikovanje vdelane programske opreme, zato ne pričakujte, da boste našli primer lepe arhitekture in elegance, pripravljen za proizvodnjo. Uporabite samo kodo prodajalca, spoznajte, kako ta del deluje, in razočaranje pri predelavi se bo pojavilo, dokler ga ne boste mogli čisto integrirati v vdelano programsko opremo. "Razumevanje delovanja njihovih senzorjev bo pomagalo zmanjšati številne uničene vikende pred predstavitvijo izdelka.
5. Uporabite knjižnico fuzijskih funkcij senzorjev
Verjetno je, da vmesnik za prenos senzorja ni nov in še ni bil izveden. Znane knjižnice vseh funkcij, na primer »knjižnica funkcij senzorja zlitja«, ki jo ponujajo številni proizvajalci čipov, pomagajo razvijalcem, da se hitro ali celo bolje učijo cikel prenove ali drastične spremembe arhitekture izdelka. Veliko senzorjev je mogoče integrirati v splošne vrste ali kategorije, ti tipi ali kategorije pa bodo omogočili nemoten razvoj gonilnikov, ki so ob pravilnem ravnanju skoraj univerzalni ali manj za večkratno uporabo. funkcije fuzije senzorjev in spoznati njihove prednosti in slabosti.
Ko so senzorji vgrajeni v vgrajene sisteme, obstaja veliko načinov za izboljšanje časa načrtovanja in enostavnosti uporabe. Razvijalci se nikoli ne morejo "zmotiti", ko se naučijo, kako senzorji delujejo na visoki ravni abstrakcije na začetku zasnove in preden jih vključijo. v sistem nižje ravni. Mnogi viri, ki so na voljo danes, bodo razvijalcem pomagali, da bodo "uspeli", ne da bi morali začeti iz nič.
Čas objave: 16. avgust-20