模拟量传感器集.ppt
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模拟量
模拟量
PLC的三大量
开关量
数字量
模拟量
目录
第一节什么是模拟量(传感器介绍) 第二节介绍PLC模块 (2DA/4DA/2AD/4AD/8AD/4AD-PT/4AD-TC) 第三节接线 第四节模块寄存器讲解(BFM) 第五节程序编写
第一节介绍模拟量
什么模拟量?
模拟量指的是连续的电压、电流(直流)信号,用它表示一些连续 变化的物理量,如:温度、湿度、压力、重量、速度等. 常用的电压与电流信号, 电压0~10V、 0~5V 电流4ma~20ma 还有一些特殊的电压信号范围: -8V~8V(三菱伺服转矩控制电压) -10V~10V(三菱伺服速度控制电压) 0~15V 电流信号 0~20ma -20ma~20ma
PID基础
P大 P小 I大 I小
I合适
P合适
PID
设定值SV
P大 优点:反应快 缺点:波动大 P小 优点:平稳 缺点:反应慢 I大 优点:平稳 缺点:反应慢 I小 优点:反应快 缺点:波动大 D/P:快到达设定值减去的设定(%) D/I:减去的时间设定(分)
TO模块写指令
TO n1 n2 S m n1:模块位置 n2:参数位置 S:要写入的内容 m:设置写入的数量
FROM模块读取指令
FROM n1 n2 D m n1:模块位置 n2:参数位置 D:存放地址 m:设置读取数量
K0
K1 FX2N16EY FX2N1PG FX2N8EX
智能软元件
Un\Gn Un:模块位置 Gn:参数位置 3U
PLC的三大量
开关量
数字量
模拟量
目录
第一节什么是模拟量(传感器介绍) 第二节介绍PLC模块 (2DA/4DA/2AD/4AD/8AD/4AD-PT/4AD-TC) 第三节接线 第四节模块寄存器讲解(BFM) 第五节程序编写
第一节介绍模拟量
什么模拟量?
模拟量指的是连续的电压、电流(直流)信号,用它表示一些连续 变化的物理量,如:温度、湿度、压力、重量、速度等. 常用的电压与电流信号, 电压0~10V、 0~5V 电流4ma~20ma 还有一些特殊的电压信号范围: -8V~8V(三菱伺服转矩控制电压) -10V~10V(三菱伺服速度控制电压) 0~15V 电流信号 0~20ma -20ma~20ma
PID基础
P大 P小 I大 I小
I合适
P合适
PID
设定值SV
P大 优点:反应快 缺点:波动大 P小 优点:平稳 缺点:反应慢 I大 优点:平稳 缺点:反应慢 I小 优点:反应快 缺点:波动大 D/P:快到达设定值减去的设定(%) D/I:减去的时间设定(分)
TO模块写指令
TO n1 n2 S m n1:模块位置 n2:参数位置 S:要写入的内容 m:设置写入的数量
FROM模块读取指令
FROM n1 n2 D m n1:模块位置 n2:参数位置 D:存放地址 m:设置读取数量
K0
K1 FX2N16EY FX2N1PG FX2N8EX
智能软元件
Un\Gn Un:模块位置 Gn:参数位置 3U
常用传感器介绍精品PPT课件
传感器介绍
LOGO
什么是传感器
传感器是指这样一类元件:它能够感知诸如力、温度、光、声、
化学成分等非电量,并把它们按照一定的规律转化成电压、电流 等电学量,或转化为电路的通断。
原理图:
非电学量
敏感元件
电学量
转换器件 转换电路
传感器应用的一般模式
放
传
大
感
转 换
器
电
路
执行机构
显示器(指针式 电子表 数字屏)
电路设计
使用的传感器型号:JNHB1004 当周围有火源产生时,火焰传感器JNHB1004会探测到空气中 红外线强度的变化,这时,D1上面的电阻值会变小,相应地,在 P0.4的接点位置的电压值则变大。P0.4通过2x10PIN的标准的简牛 接口连接到CC2430/CC2530的GPIO引脚上,CC2430/CC2530把 P0.4的模拟信号通过内部的AD控制器转换成数字信号再进行处理。
主要参数
最大工作电压(VDC):150。 最大功耗(mw):50。 环境温度(oC):-30~+70。 光谱峰值(nm):540。 暗电阻(MΩ): 5。 亮电阻(KΩ): 500~100。 上升回应时间(ms):30。 下降回应时间(ms):30。
应用场所
主讲内容
1 霍尔传感器 2 光照传感器 3 火焰传感器 4 气压传感器 5 血压传感器 6 温度传感器
火焰传感器
基本原理:
物质在燃烧时,会产生烟雾和放 出热量,同时也会产生特定波长的可 见或不可见的光辐射。火焰探测器就 是通过识别这些光辐射来达到检测的 目的。
波长: |200nm~390nm|~770nm|~1000um| | 紫外线 | 可见光 | 红外线 |
LOGO
什么是传感器
传感器是指这样一类元件:它能够感知诸如力、温度、光、声、
化学成分等非电量,并把它们按照一定的规律转化成电压、电流 等电学量,或转化为电路的通断。
原理图:
非电学量
敏感元件
电学量
转换器件 转换电路
传感器应用的一般模式
放
传
大
感
转 换
器
电
路
执行机构
显示器(指针式 电子表 数字屏)
电路设计
使用的传感器型号:JNHB1004 当周围有火源产生时,火焰传感器JNHB1004会探测到空气中 红外线强度的变化,这时,D1上面的电阻值会变小,相应地,在 P0.4的接点位置的电压值则变大。P0.4通过2x10PIN的标准的简牛 接口连接到CC2430/CC2530的GPIO引脚上,CC2430/CC2530把 P0.4的模拟信号通过内部的AD控制器转换成数字信号再进行处理。
主要参数
最大工作电压(VDC):150。 最大功耗(mw):50。 环境温度(oC):-30~+70。 光谱峰值(nm):540。 暗电阻(MΩ): 5。 亮电阻(KΩ): 500~100。 上升回应时间(ms):30。 下降回应时间(ms):30。
应用场所
主讲内容
1 霍尔传感器 2 光照传感器 3 火焰传感器 4 气压传感器 5 血压传感器 6 温度传感器
火焰传感器
基本原理:
物质在燃烧时,会产生烟雾和放 出热量,同时也会产生特定波长的可 见或不可见的光辐射。火焰探测器就 是通过识别这些光辐射来达到检测的 目的。
波长: |200nm~390nm|~770nm|~1000um| | 紫外线 | 可见光 | 红外线 |
【全文】智能传感器PPT课件 (1)
7
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 1) 研究与开发传感器的自由度大。 (2) 精度高。 (3) 具有一定的可编程自动化能力。 (4) 输出形式多。 (5) 功能价格比大。
8
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
• 近几年发展起来的无线传感器网络是智能传感器 的又一深层次研究,是又一个新的飞跃。
22
10.3
智能传感器的结构框图
第10章 智能传感器
10.3.1 μP主机模板
• 因此,在智能传感器设计时,应参照如下原则来选择 μP。
• (1) 根据任务选机型。
• 根据所研制的智能传感器是用于数据处理完成某些测 量任务,还是用于某种系统控制,对于不同的任务, 应选择不同的机型。
23
10.3
智能传感器的结构框图
24
10.3
智能传感器的结构框图
10.3.2 模拟量输入模板
第10章 智能传感器
• 传感器的输出一般为毫伏数量级模拟量。要满足A /D转换电路的要求,还必须经过模拟量输入模板 上有关电路的放大、处理,再经A/D转换电路传 输到主机板上。
25
10.3
智能传感器的结构框图
10.3.3 IEEE-488标准总线模板
3
第10章 智能传感器
• 迅速发展的微处理机技术推动和影响着其他技术
10.1
领智域能的传变感革器。及把无微线处传理感机器技网术络引入传感器,可以
使传感器实现过去实现不了的功能,具有智能本
领,这就是新一代的传感器——智能传感器
(Intelligent Sensor或Smart Sensor)。
• “Intelligent Sensor”是英国人对智能传感器 的称谓,而“Smart Sensor”是美国人对智能传 感器的俗称。
初识传感器PPT模板
传感器的一般选用原则
1.3.1 与测量条件有关的因素
与测量条件有关的因素一般包括测量的目的、被测量的选 择、测量的范围、输入信号的幅值、频率及带宽,另外还包括 被测对象的精度要求及快速性要求。
1.3.2 与传感器有关的技术指标
在依据技术指标选用传感器时,主要应考虑传感器的 灵敏度、精度、稳定性、频率响应等特性。
(1-4)
式中, Rmax 为最大不重复误差,取正向最大不重复误差和反向不重复误差的最 大值,即 max(R1max ,R2max ) ; ymax 为满量程输出。
如图 1-9 所示,经过 3 次正反行程测量,正行程各个测试点输出值之间的
最大偏差为 R1max ,反行程各个测试点输出值之间的最大偏差为 R2max ,则系统重
1.1.2 传感器的组成
图1-3 传感器的组成
敏感元件指能敏锐地感受信号或信号的变化并将其转变为更易转换的非电量 的特殊电子元件。如热敏、光敏等。
转换元件也称传感元件,它的作用是将敏感元件输出的非电量转换成适合传 输或测量的电信号,如应变力转换为电压等。
信号调理电路又称转换电路,它的作用是将转换元件输出的微小电信号经过 放大、滤波、线性化、补偿等处理过程转换成标准电信号。
传感器原理与应用
1.3.4 应用实践——气体压力传感器的选型
1.实践目的
(1)熟悉传感器的选型原则。 (2)能够根据系统要求选择合适的传感器。
2.应用描述 3.题目解析
对压力容器进行测量,正常压力为150 kPa,要求压力 测量误差不大于4.5 kPa,问应选择什么样的压力传感 器才能满足测量要求。
首先要确定量程,然后确定精度等级。 (1)确定量程
1.2.1 传感器的静态特性
认识传感器ppt课件
分辨力越小,表明传感器检测非电量的能力越 强,分辨力的高低从某个侧面反映了传感器的 精度。
(4)迟滞 迟滞反映传感器正向特性与反向特性不一致的
程度。产生这种现象的原因是由于传感器的机 械部分不可避免地存在间隙、摩擦及松动。
图1-12 迟滞特性
(5)重复性
重复性是指传感器输入量按同一方向作全量程连续 多次测量时所得输出-输入特性曲线不重合的程度。 它是反映传感器精密度的一个指标,产生的原因与迟 滞性基本相同,重复性越好,误差越小。
(a) 雷达波探测器 外热成像生命探测仪
(b) 视频探测器 (c) 音频探测器 (d) 红 图1-6 生命探测设备
4.农业生产中使用的传感器
图1-7 塑料大棚
5.汽车中使用的传感器
图1-8 汽车中使用的部分传感器
二、传感器的概念与定义
1.传感器的概念 传感器是一种能把特定被测量的信息按
一定规律转换成某种可用信号并输出的器件或 装置,以满足信息的传输、处理、记录、显示 和控制等要求。
2.传感器的动态特性
传感器要检测的输入信号是随时间而变化的。 传感器应能跟踪输入信号的变化,这样才能获 得正确的输出信号;如果输入信号变化太快, 传感器就可能跟踪不上,这种跟踪输入信号的 特性就是传感器的响应特性,即为动态特性。 表征传感器动态特性的主要参数有响应速度、 频率响应。
(1)响应速度
是将感受的被测的量转换成电信号的部分。
将电信号转换为便于显示、记录、处理和控制
的有用电信号。有用电信号有很多形式,如电
压、电流、频率等。随着科学技术的发展,输
出信号将来也可能是光信号或其他的信号。
传感器的特性有
和
之分。
主要有线性度、灵敏度、分辨力和迟滞、重复
(4)迟滞 迟滞反映传感器正向特性与反向特性不一致的
程度。产生这种现象的原因是由于传感器的机 械部分不可避免地存在间隙、摩擦及松动。
图1-12 迟滞特性
(5)重复性
重复性是指传感器输入量按同一方向作全量程连续 多次测量时所得输出-输入特性曲线不重合的程度。 它是反映传感器精密度的一个指标,产生的原因与迟 滞性基本相同,重复性越好,误差越小。
(a) 雷达波探测器 外热成像生命探测仪
(b) 视频探测器 (c) 音频探测器 (d) 红 图1-6 生命探测设备
4.农业生产中使用的传感器
图1-7 塑料大棚
5.汽车中使用的传感器
图1-8 汽车中使用的部分传感器
二、传感器的概念与定义
1.传感器的概念 传感器是一种能把特定被测量的信息按
一定规律转换成某种可用信号并输出的器件或 装置,以满足信息的传输、处理、记录、显示 和控制等要求。
2.传感器的动态特性
传感器要检测的输入信号是随时间而变化的。 传感器应能跟踪输入信号的变化,这样才能获 得正确的输出信号;如果输入信号变化太快, 传感器就可能跟踪不上,这种跟踪输入信号的 特性就是传感器的响应特性,即为动态特性。 表征传感器动态特性的主要参数有响应速度、 频率响应。
(1)响应速度
是将感受的被测的量转换成电信号的部分。
将电信号转换为便于显示、记录、处理和控制
的有用电信号。有用电信号有很多形式,如电
压、电流、频率等。随着科学技术的发展,输
出信号将来也可能是光信号或其他的信号。
传感器的特性有
和
之分。
主要有线性度、灵敏度、分辨力和迟滞、重复
智能仪表与传感器ppt
第二节 模拟量输入通道
三、A/D转换器
1. A/D转换器的分类
1. 积分式A/D转换器:精度高,抗干扰性强,速度慢(每秒十 几次到几十次采样),在PLC中经常使用,万用表。 2. 逐次逼近式:精度较高,抗干扰性较差,速度较快(转换一 次耗时1~25μS),是最常用的A/D转换芯片。 3. 并行式:精度低,抗干扰性差,速度快,结构复杂,造价昂 贵,经常用在虚拟仪器中,如示波器等。
第三章 智能仪表与传感器
智能仪表的一般结构与特点 模拟量输入通道 测温仪表与传感器 压力仪表与传感器 物位仪表与传感器 流量测量仪表与传感器
第三节 测温仪表与传感器
一、测温传感器种类
接触式: 被测对象与测温元件有部分的接触,使两者处于同一温度,即根据测温 元件的温度就可知道被测对象的温度; 接触式测温结构简单.稳定可靠,测量精确,成本低,可以测得物体的 真实温度,而且还可以测得物体内部各点的温度。但滞后现象一般较大, 且不适于测量小物体、腐蚀性强的物体以及运动着的物体的温度。由于 受耐高温材料限制,一般不用于测量很高的温度。 主要有热膨胀式温度计、热电阻、热电偶。 非接触式: 利用被测对象的辐射充分传到测温元件来测量温度的,由于测温元件与 被测对象不接触,因此两者不必是同一温度,只要看到被测对象就可进 行测量。 反应速度快,适于测量高温和测量有腐蚀性的物体.也可以测量导热性 差的、微小目标的、小热容量的、运动的物体以及各种固体、液体表面 温度。但由于受物体的发射率、被测对象与仪表之间距离、烟尘和水蒸 气等的影响,测温淮确度较差.使用也不甚方便。 这类传感器主要有辐射温度计、光学高温计、热释电传感器等。
第二节 模拟量输入通道
二、各环节的作用
5. 可编程序放大器,主要作用是对信号进行放大,而且每一路信号具 有独立的放大倍数,放大倍数由计算机程序设定。其意义在于如果 现场传送过来的信号参差不齐,有的是0~1V,有的是0~5V,没有 必要为每一路信号均设置单独的放大电路,只要在多路开关之后采 用可编程序放大器即可。 6. 采样保持器,其功能是在采样时,输出跟随输入信号的变化而变化, 在保持状态时,可以保持输出信号不变。常用的芯片有:LF398。参 见P85图。 7. A/D转换器,将模拟量信号转换为数字量信号。 8. 光电隔离,是一种电气隔离,防止外部高压电源、干扰等烧毁CPU, 如外部接线错误等。采用光电隔离后,A/D转换芯片的参考电源就不 能使用系统内部的电源,此时可以采用外部电源作为参考电源,为 了简化接线并提高参考电源的精度(参考电源的精度决定了A/D转 换的精度),通常采用DC-DC电源对系统内部电源进行转换和隔离。 9. A/D芯片与CPU之间的接口,包括地址线、数据线、控制线等。
传感器原理及应用PPT课件(共8单元)第7章 智能传感器
应满足
yx
y0
x xR
( yR
y0 )
(7-5)
智能传感器采用模型方法进行自诊断。
图7-9 智能传感器自诊断流程
智能传感器应用案例
7.3.1 智能传感器在智能窗户中的应用
智能窗户是智能家居的一个重要组成部分,在防盗、通 风、采光和防跌落等方面都有着重要的作用。
它的主要功能包括:利用雨滴传感器检测是否有雨;利 用光敏传感器检测光线强度;通过红外检测功能,判断是否 有异物;手动、自动开(关)窗户功能。
智能窗户一般是由单片机、智能传感器、执行结构和报 警电路组成的。
智能传感器是智能窗户采集环境数据的核心器件,常用 的传感器包括雨滴传感器、红外传感器和限位开关等。
图7-10 智能窗户硬件电路
智能雨滴传感器它主要用于检测是否下雨及雨 量的大小。
智能雨滴传感器是混合结构的智能传感器,雨 滴传感器和信号调理电路通过串行线连接。
(a)
(b)
(c)
图7-5 A/D转换芯片
(a)ADC0809芯片 (b)AD9220芯片 (c)ADS1015芯片
7.2.2 智能传感器的软件设计
智能传感器的软件部分可分为系统软件和应用软件两种。系统软件一般由微处理器 厂家提供;而应用软件则是面向用户的程序,
在智能传感器中,软件的最主要功能是完成数据处理任务,其主要内容包括标度变 换、非线性校正及误差的自校准、自诊断和自补偿等。
在智能传感器校零过程中,多路选择开关首先接通零点标准值( x0 0 ),此时的
输出 y0 a0 ;然后,多路选择开关接通标准值 xR (标定),此时的标定输出 yR 为
yR y0 a1xR
(7-3)
即
a1
传感器原理及应用 ppt课件
(2)传感器输出端的负载消耗传感器的能量时, 亦对被测物体造成误差。 传感器对被测物体的影响越小,负载对传 感器输出的影响越小,测量精度就越高。
ppt课件
40
被测量与能量变换
4、传感器信号变换
根据传感器输出信号是模拟量或是数字量, 可将信号变换分为两大类。 【模拟变换】输入为模拟量,输出为模拟量。 【数字变换】输入为模拟量,输出为数字量。
ppt课件
24
传感器在生物医学上的应用
对人体的健康状况进行
诊断需要进行多种生理
参数的测量。
国内已经成功地开
发出了用于测量近红外
组织血氧参数的检测仪
器。人类基因组计划的研 究也大大促进了对酶、免
疫、微生物、细胞、DNA、 RNA、蛋白质、嗅觉、味
觉和体液组份以及血气、
血压、血流量、脉搏等传
控制在预定轨道上道上??陀螺仪阳光传感器陀螺仪阳光传感器星光传感器地磁传感星光传感器地磁传感器器传感器与环境保护??保护环境和生态平衡实现可持续发展必须保护环境和生态平衡实现可持续发展必须进行大气监测和江河湖海水质检测需要大量进行大气监测和江河湖海水质检测需要大量用于污水流量用于污水流量phph值电导浊度值电导浊度codbodbodtptptntn矿物油氰化物氨氮总矿物油氰化物氨氮总氮总磷金属离子浓度特别是重金属离子浓氮总磷金属离子浓度特别是重金属离子浓度以及风向风速温度湿度工业粉尘度以及风向风速温度湿度工业粉尘烟尘烟气烟尘烟气so2so2nonoo3量的传感器这些传感器中大多数亟待开发
可知:① 当被测量为示强变量时(如:被测量为力、 压力、温度等),传感器广义输入阻抗越大,从被 测对象吸收的能量就越小,误差也就越小。
② 当被测量为示容变量时(如:位移、速度、 加速度等),传感器广义输入阻抗则越小越好。
ppt课件
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被测量与能量变换
4、传感器信号变换
根据传感器输出信号是模拟量或是数字量, 可将信号变换分为两大类。 【模拟变换】输入为模拟量,输出为模拟量。 【数字变换】输入为模拟量,输出为数字量。
ppt课件
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传感器在生物医学上的应用
对人体的健康状况进行
诊断需要进行多种生理
参数的测量。
国内已经成功地开
发出了用于测量近红外
组织血氧参数的检测仪
器。人类基因组计划的研 究也大大促进了对酶、免
疫、微生物、细胞、DNA、 RNA、蛋白质、嗅觉、味
觉和体液组份以及血气、
血压、血流量、脉搏等传
控制在预定轨道上道上??陀螺仪阳光传感器陀螺仪阳光传感器星光传感器地磁传感星光传感器地磁传感器器传感器与环境保护??保护环境和生态平衡实现可持续发展必须保护环境和生态平衡实现可持续发展必须进行大气监测和江河湖海水质检测需要大量进行大气监测和江河湖海水质检测需要大量用于污水流量用于污水流量phph值电导浊度值电导浊度codbodbodtptptntn矿物油氰化物氨氮总矿物油氰化物氨氮总氮总磷金属离子浓度特别是重金属离子浓氮总磷金属离子浓度特别是重金属离子浓度以及风向风速温度湿度工业粉尘度以及风向风速温度湿度工业粉尘烟尘烟气烟尘烟气so2so2nonoo3量的传感器这些传感器中大多数亟待开发
可知:① 当被测量为示强变量时(如:被测量为力、 压力、温度等),传感器广义输入阻抗越大,从被 测对象吸收的能量就越小,误差也就越小。
② 当被测量为示容变量时(如:位移、速度、 加速度等),传感器广义输入阻抗则越小越好。
《智能传感器》PPT课件
(11-7) (11-8)
精选课件ppt
34
11.5.3 非线性补偿技术
二次曲线差值法
若传感器的输入和输出之间的特性曲线的斜率变化很大, 则两插值点之间的曲线将很弯曲,如图11-14所示。这时 若仍采用线性插值法,误差就很大。可以采用二次曲线插 值法,这是通过曲线上的三个点作一抛物线(图中的实 线),用此曲线代替原来的曲线。
精选课件ppt
9
11.2.1 非集成化实现
非集成化智能传感器是将传统的经典传感器(采用非集成化 工艺制作的传感器,仅具有获取信号的功能)、信号调理电 路、带数字总线接口的微处理器组合为一整体而构成的一个 智能传感器系统。其框图如图11-4所示。
图11-4 非集成式智能传感器外壳
这种非集成化智能传感器是在现场总线控制系统发展形势的
精选课件ppt
37
11.5.3 非线性补偿技术 (二)对分搜索法
在实际应用中,很多表格都很长,且难以用计算查表法进行查找, 但是这种表格一般都满足从大到小(或从小到大)的顺序。对于这 种表格可以采用对分搜索法进行查找。
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24
11.4.3 A/D转换器的选择 A/D转换器的种类很多,主要有比较型和积分型两大类,其 中常用的是逐次逼近型、双积分型和V-F转换器。 虽然芯片繁多,性能各异,但从使用角度看,其外特性不外乎 有以下四点:
模拟信号输入端 数字量的并行输出端; 启动转换的外部控制信号; 转换完毕同转换器发出的转换结束信号。
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17
11.2.4 集成化智能传感器的几种模式
中级形式/自立形式
中级形式是在组成环节中除敏感单元与信号调理电路外, 必须含有微处理器单元,即一个完整的传感器系统封装在 一个外壳里的形式。
《数字量与模拟量的》课件
数字量与模拟量的 PPT 课件
数字量与模拟量在信息传输中扮演着不可或缺的角色。让我们深入了解数字 量和模拟量的基础概念、特点以及它们在传感器中的应用实例。
基础概念
数字量是指采用离散取值表示信息的信号,例如开关的开和关状态。模拟量是指连续变化的信号,可以 取任意数值,如声音强度或温度。
区别与联系
数字量与模拟量的区别在于数字量具有离散性,而模拟量具有连续性。然而, 它们都是信息传输的方式,彼此之间存在联系。
应用实例
数字量的应用包括开关控制、数字通信等。模拟量常用于测量温度、压力和位置等连续变化的物理量。
总结
数字量与模拟量是信息传输中不可或缺的两种方式。根据需求选择合适的方 式可以确保信
数字量具有离散性、稳定性和可靠性。它们可以被准确地记录和传输,且在 干扰下具有较强的抗干扰能力。
模拟量的特点
模拟量具有连续性、准确性和受干扰性。它们可以提供更为精确的数据,在受到干扰时可能产生误差。
传感器中的数字量与模拟量
传感器可以通过数字量或模拟量来传输信息。数字量传感器通过开关状态或逻辑电平来表示信息,而模 拟量传感器会输出连续变化的电压或电流。
数字量与模拟量在信息传输中扮演着不可或缺的角色。让我们深入了解数字 量和模拟量的基础概念、特点以及它们在传感器中的应用实例。
基础概念
数字量是指采用离散取值表示信息的信号,例如开关的开和关状态。模拟量是指连续变化的信号,可以 取任意数值,如声音强度或温度。
区别与联系
数字量与模拟量的区别在于数字量具有离散性,而模拟量具有连续性。然而, 它们都是信息传输的方式,彼此之间存在联系。
应用实例
数字量的应用包括开关控制、数字通信等。模拟量常用于测量温度、压力和位置等连续变化的物理量。
总结
数字量与模拟量是信息传输中不可或缺的两种方式。根据需求选择合适的方 式可以确保信
数字量具有离散性、稳定性和可靠性。它们可以被准确地记录和传输,且在 干扰下具有较强的抗干扰能力。
模拟量的特点
模拟量具有连续性、准确性和受干扰性。它们可以提供更为精确的数据,在受到干扰时可能产生误差。
传感器中的数字量与模拟量
传感器可以通过数字量或模拟量来传输信息。数字量传感器通过开关状态或逻辑电平来表示信息,而模 拟量传感器会输出连续变化的电压或电流。
模拟量传感器原理
模拟量传感器原理
模拟量传感器是将物理量转化为与之相关的模拟电信号的装置。
它通过感知、测量物理量并将其转换成模拟电压或电流信号来反映物理量的变化情况。
模拟量传感器的原理可以归纳为以下几个步骤:
1. 传感器感知物理量:模拟量传感器能够感知各种不同的物理量,例如温度、压力、湿度等。
感知过程通常基于传感器内部的敏感元件,如热敏电阻、应变计等。
传感器的设计取决于要测量的物理量类型。
2. 转换电信号:传感器内部的感知元件将物理量转化为对应的电信号。
这通常通过改变元件的电阻、电容或电感等参数来实现。
例如,热敏电阻的电阻值随着温度的变化而变化。
3. 信号调理:转换后的电信号通常需要进行进一步的调理和处理,以满足特定的应用要求。
调理电路可以包括滤波、放大、线性化等功能。
这些操作可以提高传感器的性能、减小测量误差,并适应不同的输入信号范围。
4. 输出模拟信号:经过信号调理后,转换得到的模拟电信号经过放大和线性化后,成为与物理量相关的模拟量。
输出信号可能是线性变化的电压或电流信号,其数值与被测量的物理量成正比。
5. 数据处理:模拟量传感器生成的模拟信号通常需要进一步的数据处理和解码,以便准确地获取被测量物理量的数值。
这可
以通过使用数据采集卡、微控制器或其他数值处理设备来实现。
总的来说,模拟量传感器的原理是将物理量转换为对应的模拟电信号,并经过信号调理和数据处理,最终得到可以反映被测量物理量变化的模拟量输出信号。
这种传感器常用于工业自动化、环境监测和仪器仪表等领域。
DIS传感器简介 ppt课件
材料
铂
铜
温度范围
-200~650℃
-50~150℃
电阻率
0.0981~0.106
0.017
温度系数
3.92~3.98
4.25~4.28
性 能 性能稳定、精度高、重复性
线性、低温测量
好
体积大、热惯性大
温度系数越大,灵敏近度似越线高性。
电阻率大,相同灵敏度下可减小电阻体的尺寸,减小热惯性。
R /Ω 80 70 60 50
±1μA 输入信号 I
电压高倍
R
放大器
与
转换器
0-2.5V 输出信号
工作原理:电流 I 流过电阻 R ,在 R 两端 产生 U,从而将电流转 换为电压,再经过后续
电路的多次放大和转换, 输出0~2.5V之间与输入 电流对应的电压。
DIS传感器简介
驻极体 传声器
声传感器利用驻极体传声器作为声——电转换元件。
在受力时,悬臂梁的上、
F
下表面将产生微小的形变
(应变):上表面伸长,下
表面压缩。
F
DIS传感 器简介
在悬臂梁产生应变的部位 粘贴应变片,将悬臂梁的应 变传递到应变片上,从而将 悬臂梁的应变转换为电阻的 变化。
受力方向
当应变片产生形变时,金属电阻 丝被拉伸或压缩,它的电阻发生相 应的变化。
DIS传感器简介
一个完整的CCD器件由 光敏元、转移栅、移位寄 存器以及辅助电路组成。
CCD(Charge Coupled Device)
DIS传感器简介
光敏二极管
一个像素
转移栅
移位寄存器
输出
1、光敏二极管对光信号进行取样,产生与入射光成线 性关系的光电荷,将光的强弱转换为相应的信号电荷,并 存储在光敏二极管下面的半导体材料中。
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实训步骤
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//把采集数据传化成字符串,以便于在串口上显示观察 printf_str(pTxData,"光照传感器电压:%d.%02dV\r\n",sensor_v al/100,sensor_val%100); #endif #if defined (QT_SENDOR) //气体传感器 sensor_val=get_adc(); //取模拟电压 //把采集数据传化成字符串,以便于在串口上显示观察 printf_str(pTxData,"气体传感器电压:%d.%02dV\r\n",s ensor_val/100,sensor_val%100); #endif
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实训步骤
void main(void) { uint16 len = 0; halBoardInit(); //模块相关资源的初始化 ConfigRf_Init(); //无线收发参数的配置初始化 halLedSet(1); halLedSet(2); while(1) { if(basicRfPacketIsReady()) //查询有没接收到无线信号 halLedToggle(4); // 红灯取反,无线接收指示 //接收无线数 len = basicRfReceive(pRxData, MAX_RECV_BUF_LEN, NULL);
软件上就显示检测到的气体电压信息与光照电压信息。
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目
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一、实训目的
二、实训内容 三、实训原理 四、实训步骤
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实训原理
本实训需要用到协调器与传感器,传感器负责采集传感数据, 把传感数据打包后通过ZigBee网络无线发出去;协调器负责建立网 络,接收传感器传来的无线数据,并发送到串口。传感器与协调器
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实训步骤
第一步,新建工程、配置工程相关设置。具体参照实训3操作。 第二步,编写程序。 由于程序很长,只能对关键部分的程序进行分析。详细见“实训 5 模拟器传感器采集/Project”目录包含的源程序文件。
1. 骤
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实训步骤
#if defined (QT_SENDOR) //气体传感器 sensor_val=get_adc(); //取模拟电压 //把采集数据传化成字符串,以便于在串口上显示观察 printf_str(pTxData,"气体传感器电压:%d.%02dV\r\n",s ensor_val/100,sensor_val%100); #endif
目
录
一、实训目的
二、实训内容 三、实训原理 四、实训步骤
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实训内容
采用气体传感器、光敏传感器,以及ZigBee模块组成一个模 拟量传感器采集系统。以Basic RF无线点对点传输协议为基础,将 一块ZigBee模块连接气体传感器模块,另一块ZigBee模块连接光敏
任务六 模拟传感器采集
目
录
一、实训目的
二、实训内容 三、实训原理 四、实训步骤
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实训目的
(1)掌握CC2530的ADC工作原理 (2)掌握模拟量传感器工作原理 (3)能实现模拟量传感器采集功能
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实训步骤
程序分析: ① 第14、19行,条件编译,用来选择光敏传感器模块功能与气
体传感器模块功能。
② 第15、20行,get_adc()函数为读取AD转换电压值。 ③ 第17、22行,把采集数据按格式连接成字符串写入到pTxDat a中。 ④ 第26行,把采集数据通过ZigBee发送出去,在PC机串口调试 终端显示出来。 2. collect.c中的关键代码
传感器模块;将协调器模块的串口连接到电脑,同时需要将ZigBee
模块上电,在电脑上打开串口调试软件,设置波特率38400bps、数 据位8等参数。使用打火机在气体传感器模块释放气体,通过手机电 筒照射光敏传感器模块等操作,当气体传感器检测到不同浓度的气 体时,光敏传感器检测到不同光强的光照时,会在电脑的串口调试
连接拓扑图如图6.1所示。其他内容参照实训4、实训5等内容。
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PC
气体传感器
光敏传感器
RS-232 协调器
ZigBee 网络
图6.1 连接拓扑图
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目
录
一、实训目的
二、实训内容 三、实训原理 四、实训步骤
void main(void) { uint16 sensor_val; uint16 len = 0; halBoardInit(); ConfigRf_Init();
//模块相关资源的初始化 //无线收发参数的配置初始化
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halLedSet(1); halLedSet(2); Timer4_Init(); //定时器初始化 Timer4_On(); //打开定时器 while(1) { APP_SEND_DATA_FLAG = GetSendDataFlag(); if(APP_SEND_DATA_FLAG == 1) //定时时间到 { /*【传感器采集、处理】 开始*/ #if defined (GM_SENDOR) //光敏传感器 sensor_val=get_adc(); //取模拟电压
halLedToggle(3); // 绿灯取反,无线发送指示
//把数据通过ZigBee发送出去 basicRfSendPacket(SEND_ADDR, pTxData,strlen(pTxData )); Timer4_On(); //打开定时 } /*【传感器采集、处理】 结束*/ } }
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