二维光学自准直微角度传感器

第27卷第12期2010年12月

机电工程

Journal o fM echan ica l&E l ectrical Eng i nee ri ng V o.l 27N o .12D ec .2010

收稿日期:2010-06-17

作者简介:廉孟冬(1986-),女,河南沁阳人,主要从事微小角度测量,微形貌检测方面的研究.E-m ai:l md lzj u@g m ai.l co m 通信联系人:居冰峰,男,博士,教授,博士生导师.E-m a i :l m b fj u@zj https://www.360docs.net/doc/c03154446.html, .cn

二维光学自准直微角度传感器

廉孟冬,金伟锋,居冰峰

(浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州310027)

摘要:为实现表面微形貌测量以及精密平台的定位测量,设计了一种结构简单的小体积二维微角度传感器。该微角度传感器基于激光自准直原理,主要由作为光源的激光二极管、自准直光路和作为位置探测器的四象限光电二极管组成。分析计算发现,角度传感器的灵敏度与光路中物镜的焦距无关,因此选用了焦距较短的物镜,以实现小体积、高灵敏度的目的。四象限光电二极管具有二维位置探测能力,利用其作为光电转换装置,微角度传感器可以同时探测两轴角度变化值。实验结果表明,微角度传感器的体积可达到25 20 13mm 3,角度测量范围 1200a rcsec ,分辨率为0.1arcsec 。实验中利用激光自准直仪进行对照,有效验证了这种新型二维光学自准直微角度传感器的可行性。关键词:微角度传感器;自准直;测量;二维

中图分类号:TH 741.2;TP212.14 文献标志码:A

文章编号:1001-4551(2010)12-0023-04

2D m icro -angle sensor based on laser autocolli m ation

L I A N M eng -dong ,JIN W e-i feng ,J U B i n g -feng

(The State Key Laborator y of F l u i d Po w er T rans m ission and Contro,l Zhejiang Un i v ersity ,H angzhou 310027,China)

Abstrac t :In order to so l ve t he proble m s o fm eas u ri ng surface m i cro -pro fil e and on li ne m easure m en t o f prec i sion platfor m,a co m pac t t wo -d-i m ensiona lm i cro -ang le sensor w as desi gned .The sensor based on t he princi p le of lase r autoco lli m ati on ,w as consisted o f a laser d i ode as a li ght source and a quadrant pho tod i ode as a pos iti on -sensing dev ice .T he sensitiv it y o f t he ang l e sensor does no t rely on the f o ca l length o f the ob j ective l ens ,wh ich makes i t probab l e to realize the co m pac t vo l u m e .T he quadran t photodiode has t w o -di m ensi onal positi on -de tecti ng capa -b ili ty ,therefore ,t he ang le sensor can detect t w o -ax i s tilt s i m u ltaneously .T he m icro -ang l e sensor has a di m ensi on o f 25 20 13mm 3.T he detection range is 1200arcsec and the resoluti on i s 0.1arcsec .Comparison exper i m ents w ith an autocolli m a t o r w ere carried out ,wh i ch testified t he va lidity o f the ne w compact 2D m i cro -ang le sensor .

K ey word s :m i cro -ang le senso r ;laser autoco lli m ati on ;m eas ure m ent ;t wo -d i m ensi ona l

0 引言

角度测量是几何量计量技术的重要组成部分,广泛应用于工业、军事、航空航海以及通讯等各领域。随着现代工业及生产制造技术的飞速发展,生产加工技术已经从精密加工时代进入了超精密加工时代

[1]

,与

之相应的测量技术也从精密测量发展到超精密测量和纳米测量,因而对角度测量技术水平和测量准确度也提出了新的要求。

光学测角技术随着激光光源、光电材料和器件的发展而迅速发展起来。光学测角法比一般的机械和电磁方法有更高的精度,更容易实现细分和测量过程的自动化,而且具有测量准确度高和非接触测量的特点,因此在角度测量中得到了越来越广泛的应用。

国内外运用的光学测角法主要有光学自准直法、光学内反射法、激光干涉法、环形激光法等。这些测量方法中尤其以激光干涉测角技术为主,该方法的最大优点是测量精度高,小角度测量已经达到了极高的准

确度。目前应用比较广泛的小角度测量仪器如激光干涉仪或自准直仪,虽然能提供较高的测量精度,但基于此设计的测量系统结构比较复杂、体积较大,因而在实际工业应用中具有较大的局限性,特别是很难与精密平台结合用于在线测量[2-4]。因此,开发体积小、测量精度和分辨率高、稳定性好的非接触式微角度测量方法以满足在线实时测量的要求十分必要。

本研究介绍了一种基于激光自准直原理的新型二维微角度传感器。该微角度传感器利用激光二极管作为光源,以高灵敏度的四象限光电二极管作为位置探测器。使用较短焦距的物镜,开发了一个体积小、结构简单、灵敏度高,测量范围大的二维微角度传感器。该微角度传感器的体积为25 20 13mm3,测量范围为 1200arcsec,分辨率为0.1arcsec。

1 微角度测量原理

1.1 激光自准直原理

该微小角度传感器基于激光自准直原理进行角度测量,其几何光学原理如图1所示,当入射光转过角度 X,光电探测器上光斑的位置相应改变d Y。当转动很小时,角度和位移之间有如下关系[5]:

X=arctan d Y

f d Y

)

因此,通过检测光电探测器上光斑位置的变化就

可以计算出入射光转过的角度。

图1 角度测量原理图

1.2 QPD工作原理及背景光干扰的消除

此研究采用四象限光电二极管(QPD)作为位置

探测器,QPD具有二维位置探测的能力,而且相对于

传统的位置探测器,它的灵敏度更高。如图2所示,假

设QPD各象限区域之间没有间隙,当激光照射到QPD

上时,4个象限产生的输出电流分别为:I A,I B,I C,I D,正

比于照射在各个象限中光斑的面积。QPD的输出

(X ou t,Y ou t)可以表示为[6]:

X out=

(I A+I D)-(I B+I C)

I A+I B+I C+I D

(2)

Y ou t=

(I A+I B)-(I C+I D)

I A+I B+I C+

I D

(3)

图2 QPD上光斑分布

QPD是光敏器件,测量时环境中背景光的存在会

影响输出,使测量可靠性下降。一般背景光可分为覆

盖整个QPD接收面的稳定漫反射背景光、周期性背景

光和集中型背景光等。一般对于稳定的背景光干扰,

通常采用在接收面前加与光源波长匹配的滤光片的方

法来滤掉大部分的背景光[7]。

在实验中,QPD接收面前放置一片与激光波长相

匹配的滤波片,滤波片中心波长635nm,半波带宽

4.3n m,峰值透过率为72%。实验结果表明,在稳定

的工作背景中,背景光对系统检测精度影响完全可以

忽略。

1.3 传感器的灵敏度

光束倾角变化导致光斑位置变化的示意图如图3

所示。假设激光束遵循高斯分布,QPD上光斑半径

为[8]:

d0=

1.22f

(4)

式中 D 入射光的直径;f 物镜的焦距

; 光波波

长。

图3 QPD上光斑位置变化

由于四象限光电二极管4个象限输出电流值正比

于照射在上面的光斑的大小。由式(1)~式(4)可以

得到QPD的输出还可以表示为:

X out=

4d X

d0=k

D Y

(5)

Y ou t=

4d Y

d0=k

D X

(6)

可以看到,QPD的输出正比于光束倾角的变化,

机电工程第27卷

其中k 为常数,因此实现了微角度测量的功能。

角度传感器的灵敏度S 可以用传感器的输出对入射角的百分比表示:

S =

X ou t Y =Y ou t X

100%(7)

可见,灵敏度只是跟入射光的直径和波长有关,而跟物镜的焦距无关

[9]

。因此,可以利用这个特点来开

发一种灵敏度高而且简单轻便的角度传感器。

2 角度传感器设计

二维微角度传感器的结构图如图4所示。半导体激光二极管发出的偏振光经准直后变为平行光,然后经偏振分光棱镜(PBS )、1/4波片变成圆偏振光后,入射到平面反射镜上。反射光沿原路返回,经1/4波片后圆偏振光变为线偏振光入射到偏振分光棱镜上,该光不再返回激光二极管,而是由分光棱镜反射后,通过物镜成像在四象限光电探测器上。在此结构中,PBS 和1/4波片结合作为光隔离器,防止反射光返回到激光二极管,从而得到稳定的输出

[10]

。

图4 微角度传感器的结构图

当反射镜转动时,反射光线在四象限光电探测器上的光斑位置发生变化,根据位移与探测器到被测物间的距离之比,便可得到物体的转动角度。角度传感器中元件参数如表1所示,其体积为25 20 13mm 。

表1 微角度传感器元件参数

LD 输出功率

入射光波长物镜焦距QPD

有效面积象限间隙

3mW

635nm

20mm

20mm 2

34 m

3 测量系统设计

3.1 测量系统硬件组成

系统的硬件主要包括半导体激光器、自准直光路部分、四象限光电探测器以及其信号调理电路、数据采集卡、计算机。

实验中采用的半导体激光器功率可调,从而更好地满足了实验要求。激光器发出的激光,经光路调理

后由QPD 接收面接收。QPD 输出的电流信号进入信号处理电路,实现电流电压转换,信号放大、滤波及稳压。数据采集卡采集信号调理电路输出的稳定的电压

信号,传入计算机进行数据处理和显示。3.2 测量系统软件设计

本测试系统采用Lab V I E W 8.2,在W i n do w s XP 操作系统下编写。本研究充分利用了软件图形化编程特点,丰富的函数、数值分析能力以及信号处理的功能,从而满足了实验要求。

4 实验

4.1 实验装置

为了检测该微角度传感器的性能,实验中利用自准直仪进行对照测试。实验装置的示意图如图5所示,包括微角度传感器,自准直仪和压电控制器驱动的镜架。自准直仪分辨率为0.1arcsec ,测量精度为 0.25arcsec ,测量范围为 1200arcsec 。镜架上安置有双面反射镜,可以同时或分别沿着X 和Y 两个轴向转动。实验中使用微角度传感器和自准直仪从反射

镜两侧同时测量反射镜的转角。

图5 实验装置示意图

4.2 实验结果

通过微角度传感器和自准直仪对比测量得到的结果如图6~图8所示(图中水平轴为自准直仪的输出角度值,单位为arcsec ;竖直轴为微角度传感器的输出,如式(5)、式(6)定义)。实验测得角度传感器的测量范围可以达到 1200arcsec ,当取 600arcsec 作为传感器的有效测量范围时,可以得到线性很好的输出曲线,如图6所示。

如前所述,该角度传感器可以同时探测二维角度变化。压电控制器驱动镜架同时沿着X 和Y 两个轴向转动,微角度传感器和自准直仪的输出对照如表2所示。如图7所示,角度传感器在X,Y 两个方向上的输出均具有良好的线性。

25 第12期廉孟冬,等:二维光学自准直微角度传感器

图6 微角度传感器输出特性表2 微角度传感器二维输出

角度输出Q PD 输出 Y

x X 轴输出Y 轴输出742.1-428.50.04597030.082493721.2-406.90.09571360.101435709.1-383.50.1222970.120019688.1-364.60.1705760.135403630.1-307.40.292030.185548613.6-294.70.3253020.198246597.3-278.60.3548690.207456591.9-271.70.3671920.21533570.9-250.80.4064180.229942565.1-245.90.415820.235014553.5-234.50.4363580.242826528.7-209.40.4798560.266021516.4-195.40.5007870.275507501.5-182.30.5235170.285586485.6-166.60.5443090.294374468.5-148.70.5735770.307668443.5-124.20.6071570.327164415.7-96.90.6435610.34371377.6

-60.5

0.688198

0.374

253

图7 角度传感器二维输出

如图8所示,微角度传感器在小测量范围内也具有高精度和良好的线性度,它的分辨率可以达到0.1arcsec 。由式(7)可以得到该角度传感器的灵敏度为S =0.546%/arcsec

。

图8 角度传感器分辨率测试结果

5 结束语

为实现微形貌测量和精密运动平台在线测量的要求,本研究提出了一种基于激光自准直原理的二维微角度传感器。介绍了微角度传感器的工作原理和系统结构,并利用自准直仪进行了对照实验,验证了其可行性。通过该研究,可以得到以下结论:

(1)通过分析可知,该微角度传感器的灵敏度与物镜焦距无关,因此可使用短焦距物镜来实现传感器的小体积。微角度传感器的体积为25 20 13mm,灵敏度可达到0.546%/arcsec 。

(2)微角度传感器的测量范围为 1200arcsec ,在 600arcsec 范围内输出线性度高,分辨率可达到0.1arcsec 。

(3)微角度传感器可以同时测量两个轴向的角度变化量,精度高且互不干扰。参考文献(R eferences):

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(下转第35页)

26 机电工程第27卷

图8 速度特性图对比

3.3 结论分析

从前面阻尼力数据对比表中可看到,仿真阻尼力和试验阻尼力的相对误差较小;同时仿真和试验示功图和速度特性图也可较好地吻合,说明所建模型较为准确,可以进行更深一步的仿真研究。但考虑到实际减振器工作情况的复杂性以及对减振器流通阀和复原阀建模避开了大挠度理论的复杂精确求解等问题,该模型仿真与试验存在一定误差。

4 结束语

减振器对整车系统的影响越来越重要,对减振器的各种研究也在不断的深入。本研究根据双筒液力减振器的结构和工作原理,对其核心元件环形节流阀片的变形用小挠度理论进行求解,同时使用能描述减振器内部结构的基本参数,建立减振器的数学模型,并根据减振器试验标准对模型进行仿真,阻尼力对比数据显示仿真数据与试验数据之间的误差在10%以内,同时仿真与实验阻尼力特性图能较好地吻合,证明建立模型的准确性。运用该模型可进一步进行液力减振器的动态性能及其对车辆动力学性能影响[10]的研究。

参考文献(R eferences):

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[编辑:柴福莉]

(上接第26页)

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第12期王来钱,等:车用双筒液力减振器的建模与试验

第3章第2节平板玻璃平行差测量

§3-2平板玻璃平行差测量光学系统分两大类（1）共轴球面系统coaxial spherical system A、球面 B、非球面（2）平面镜棱镜系统plane mirror—prism system 平面反射镜、平行玻璃板、光楔、棱镜：反射棱镜、折射棱镜 §3-2-1平行玻璃板平行差测量（光楔的楔角测量）measurement of different of plane parallel 平行玻璃板主要做：保护玻璃滤光片、分划板等平行差θ主要由色散给定，有时也考虑光轴偏（如航测相机的保护玻璃和滤光片） δˊC F=(n F-n C) θ δˊ=(n-1) θ 事先将工作台反射面自准 1）测量原理（1）当平行玻璃板口径小于测角仪物镜口径时，径工作台上平面反射镜自准，成象在视场中心光线I经平板玻璃上表面反射，方向如光线II，I、II间夹角为2θ。光线I经平板玻璃上表面折射后，又由下表面反射，最后经上表面折射，方向为III。

I i n i n ''=sin sin ’ 当I 很小时i n ni ''= θ=1i n n i i θ =='∴1 由图知θθθn n n i i i 1 112-= -='-= θn n i i 1 22-= =' θθθθθn n n n i i i 1 21)90(9022003-=-+='+=+'--= θ)12(33-=='n ni i 取n=1.5则 Ⅰ、Ⅱ间夹角θ?21= Ⅰ、Ⅲ间夹角θθ?≈-=)22(2n Ⅱ、Ⅲ间夹角θθ???32210≈=+=n

n 2? θ= 讨论当第一面垂直于光轴时 011='=i i θ='=2 2i i θθ22 3=+'=i i θn ni i 233 ==' n 2? θ= 2）被测件口径大于测角仪望远镜口径，只能看到II 、III 象。 2、测量装置和测量方法 1）装置比较测角仪：自准直望远镜加测量机构

用于多电机同步控制的角位移传感器设计

用于多电机同步控制的角位移传感器设计 Design of rotate displacement sensor used to multi-drive synchronization system 奚小网1，陆荣1，高波2 XI Xiao-wang1, LU Rong1, GAO Bo2 （1. 无锡职业技术学院机电技术学院，无锡 214121；2. 中国船舶科学研究中心，无锡 214082）摘要：本文介绍了一种可用于多电动机同步控制系统的角位移传感器。它采用导电塑料电位器为敏感元件，电位器滑动转轴与质量块固定，将传感器转角的变化转换成电阻的变化并通过测量转换电路改变输出电压，输入变频器控制多电机同步运行。详细分析了传感器的结构、特点和测量转换电路。实验表明输出电压与角位移变化呈线性关系。关键词：角位移传感器；多电机同步，变频，运算放大器中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2011)8(上)-0045-04 Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.8(上).13 0 引言角度和角位移的测量在现代工业生产中广泛应用，主要采用电阻式、电感式、电容式、光栅式、磁阻式等角度和角位移传感器[1]。在多电机同步控制系统中角位移传感器也有应用，但传统的角位移测量仪，因结构等方面的缺陷，影响了其使用寿命和可靠性。利用导电塑料薄膜电位器作为敏感元件，设计了一种新型角位移传感器，用于多电机同步运行控制，具有无接触式、结构简单、小巧轻便、线性好、控制精度高等特点，既提高了控制的可靠性和分辨率，又简化了装配工艺，降低了成本。 1 多电机同步控制原理在造纸、纺织印染、轧钢等生产设备中，由于具有多点传动的要求，电动机的数量通常较多，对系统的调速控制也提出了更高的要求。在调速方式上，由于变频调速具有可靠性高、使用维护方便等特点，因此这些设备一般采用变频器传动交流异步电动机的调速方式[2]。在工艺上，通常要求这些传动电动机之间能够实现同步运行（例如造纸、纺织印染设备）或按照一定的牵伸比（线速度比）运行（例如轧钢机、化纤后处理设备）。如常用的印染后整理设备有显色皂洗机、退煮漂联合机、热风烘燥机、丝光联合机等，这些设备的传动电机较多。工作时，布卷从设备进口进入，经过多电动机传动后，在出口处再次形成布卷。显然，为防止布匹在加工过程中跑偏、起皱并保证一定的张力，要求多个电动机保持同步运行，即实现多单元同步传动。图1为三单元同步控制系统框图。图中VF1为主令电动机变频器，VF2、VF3为轧车2以及轧车3的传动电机变频器。VF1的运行速度信号来自主控单元的主令给定，当主令信号确定后，整机的运行速度就确定了。图1 三单元同步控制系统示意图本系统中，为保证轧车2、轧车3与轧车1的同步运行，变频器VF2、VF3 的速度由主令信号和同步检测装置共同给定。由图1可见，同步检测装置中的电位器接±5V直流电源，当电位器处于中间位置时，给定信号为0V。同步检测信号输入变频器辅助模拟量输入端后，可通过设定变频器内部参数得到如下速度控制信号：收稿日期：2011-03-10 基金项目：江苏省高等教育人才培养模式创新实验基地项目资助（2008-47）作者简介：奚小网（1967 -），男，江苏无锡人，副教授，工学硕士，研究方向为电工技术、功能材料及应用等。

位移传感器的工作原理都有哪些

电位器式位移传感器，位移传感器它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。下面笔者来跟大家讲一下位移传感器的工作原理都有哪些由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，位移传感器因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响，IP防护等级在IP67以上。此外，传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。磁致伸缩位移传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作

用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程绝对位置测量的位移传感器。它采用非接触的测量方式，由于测量用的活动磁环和传感器自身并无直接接触，不至于被摩擦、磨损，因而其使用寿命长、环境适应能力强，可靠性高，安全性好，便于系统自动化工作，即使在恶劣的工业环境下，也能正常工作。此外，它还能承受高温、高压和强振动，现已被广泛应用于机械位移的测量、控制中。杭州奥仕通自动化系统有限公司成立于2011年，是一家专业提供塑料机械行业自动化系统解决方案的高科技技术企业。公司为意大利杰佛伦（GEFRAN）和法国赛德（CELDUC）在中国大陆地区的核心代理商，主要产品有塑料机械控制器（PLC）、伺服驱动器、位移传感器、压力传感器、注射力和合模力传感器、高温熔体压力传感器、固态继电器（SSR）、温控表等。

实验报告-光学测角仪的调整与使用

实验报告姓名：班级：学号：实验成绩：同组姓名：实验日期：08.03.03 18：00指导教师：批阅日期：光学测角仪的调整与使用【实验目的】 1.了解光学测角仪的主要构造，正确掌握调整光学测角仪的要求和方法； 2.测定三棱镜的顶角，观察三棱镜对汞灯的色散现象； 3.测定玻璃三棱镜对各单色光的折射率【实验原理】 1．三棱镜顶角的测量（1）自准法测量三棱镜的顶角自准法测三棱镜顶角图2是自准法测量三棱镜顶角的示意图．利用望远镜自身产生平行光，固定平台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或转动小平台），先使棱镜AB面反射的十字像落在分划板上“╪”准线上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜AB 面垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数θ1、θ 2．然后再转动望远镜（或小平台）使AC面反射的十字像与“╪”准线的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数θ 1′和θ 2′（注意θ 1与θ1′为同一游标上读得的望远镜方位角，而θ 2与θ 2′则为另一游标上读得的方位角），两次读数相减即得顶角α的补角．α = 180°－? ，可以证明

（1）（2）反射法测量三棱镜的顶角图3为反射法测量三棱镜顶角的示意图．将三棱镜放在载物台上，使平行光管射出的光束投射到棱镜的两个折射面上，从棱镜左面反射的光可将望远镜转至Ⅰ处观察，使用望远镜微调螺丝，使“╪”准线的中心垂直线对准反射狭缝像，从两个游标读出方位角读数?1和?2，再将望远镜转至Ⅱ处观测从棱镜左面反射的狭缝像，又可分别读得方位角读数?1′和?2′．由图3可知，三棱镜的顶角（2）反射法测三棱镜顶角 2．由各单色光的最小偏向角求折射率：通过光的反射定律和折射定律可以求得折射率n （3）式中i1，i2，δmin分别为某一单色光的入射角、折射角和最小偏向角，α则为三棱镜的顶角．

集成温度传感器

集成温度传感器AD590及其应用[ 标题:集成温度传感器AD590及其应用 htkj 等级:超级版主文章:199 积分:2698 门派:无门无派注册:2005年...集成温度传感器AD590及其应用集成温度传感器AD590及其应用点击浏览该文件温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段： 1.传统的分立式温度传感器（含敏感元件），主要是能够进行非电量和电量之间转换。 2.模拟集成温度传感器/控制器。 3.智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。温度传感器的分类温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类：一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这是的示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。常用的是辐射热交换原理。此种测稳方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可测量温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。温度传感器的发展 1.传统的分立式温度传感器——热电偶传感器热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度；测量范围广，可从-50~1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁——镍铬，最低可测到-269℃，钨——铼最高可达2800℃。 2.模拟集成温度传感器集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的，它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一（仅测量温度）、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。 2．1光纤传感器光纤式测温原理

角度位移传感器的结构及应用

导电塑料位移传感器使用时一般按分压器原理以电压输出或转换电流输出（4~20ma）与轴旋转角度或直线位移成高精度的线性关系。其特点是高精度、高寿命、高平滑性、高分辨率。可用作位置反馈、位置检测、电平调节等。通常用于工业自动化、精密仪器仪表、电动执行器、纺织、注塑、数控的机床设备、医疗器械、汽车、火车、飞机、军舰、导弹等领域中的自动控制系统、伺服系统、信息反馈系统。传感器结构主要是由电阻元件、轴、电刷、壳体、盖等组成，另加位移变送器或数字显示器。旋转式传感器有单联、双联二种，它们安装形式相同，分为螺母固定（如wdj27—1型）、螺钉固定（如wdj36—1型）和压板固定（wdj36—4型）三种，电信号引出一般采用接线柱形式。直滑式传感器的安装形式一般采用螺钉固定，电信号引出有三种形式：接线桩式（如：wdm14系列）、插座式（如cfy电子尺系列）和导线式（如cwy系列）。三个接线柱或红、黄、蓝三根线对应标牌标记1、2、3分别表示：1是输入端;2是输出端;3是接地。（请注意：如果引出端2接错线会烧坏传感器）轴从1端到3端角度旋转或直线位移时阻值发生变化，由2端按线性规律高精度输出，同时通过变换电路将阻值变化转换为信号显示。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。如需进一步了解相关传感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/c03154446.html,。

光学传感器在医学中的应用

光学传感器在医学中的应用生物医学传感器的研制越来越趋向于无创伤、集成化、智能化的方向发展。研制的多功能血流血氧传感器顺应了这一趋势。它利用先进的激光多普勒技术和光谱技术实现了微循环血流脉搏血氧饱和度人体生理信号的采集和转换该多功能传感器，为医学与生理学研究提供了极大的便利。随着电子技术、激光技术和计算机技术的飞速发展生物医学仪器也有了长足的进步研究无创伤、集成化和智能化的生物医学传感器已成为国内外学者关注的热点。文中成功地使血流参数、脉搏血氧和脑血氧饱和度的检测传感器一体化研制出多功能血流血氧传感器。测定组织的血流在微循环基础研究和临床检查中具有重要意义目前测定方法有同位素、荧光示踪、局部温度、红外摄像、超声多普勒、激光多普勒等，其中基于激光多普勒技术的传感器以其无创伤、适应范围广、操作简便而得到广泛的应用。但目前国内外用于临床的该类传感器均存在诸多不足，它们在光源和光电转换元件上分别采用氦氖激光器和光电倍增管，两者均体积庞大，需高压供电，使得整套仪器笨重、不安全、稳定性差。为解决上述技术问题，多功能血流血氧传感器采用体积小巧、低压省电、长寿命的红光、红外半导体激光器作为光源，光电转换采用小巧、廉价而灵敏度高的达林顿光敏三极管，使之具有小型化、灵敏度高、稳定性好、价格低廉等优点。血氧饱和度(SaO2)是血液中氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部血红蛋白(氧合血红蛋白HbO2和还原血红蛋白Hb之和)容量的百分比，它直接反映了人体供氧和氧代谢的状况，是呼吸循环系统的重要生理参数。传统用于血氧饱和度检测的血气分析法有创且步骤繁琐，不能进行连续的监测。而多功能血流血氧检测传感器则实现了脉搏血氧、脑血氧饱和度的无创实时监测。血流检测原理血流检测原理基于生物组织中的激光多普勒效应。激光光源产生一定波长Κ的激光束进入人体微循环组织，在测量深度内的活动颗粒(主要是快速移动的血红细胞RBC)表面发生散射，其频率会发生改变，这种现象叫做多普勒频移(DopplerShift)效应。多普勒频移幅度与RBC的运动速度成正比，如下式。由于微循环网络分布的复杂性、各微血管中血流速度的差异性以及激光在组织中散射的随机性，传感器检测到的多普勒频移信号，并不是单一频率的信号，而是有一定频谱宽度的信号。利用该信号的功率谱可以计算出各血流参数，如：流量(Q)、流速(V)、移动红细胞浓度(CMBC)等，在局部组织三者有如下关系：血氧饱和度的检测基于朗伯—比尔定律(TheLambertBeerLaw)和光散射理论。朗伯—比尔定律是

光学测角仪的调整与使用

光学测角仪的调整与使用实验光的反射定律和折射定律定量描述了光线在传播过程中发生偏折时角度间的相互关系。同时，光在传播过程中的衍射、散射等物理现象也都与角度有关。一些光学量如折射率、光波波长、衍射极大和极小位置等都可通过直接测量角度去确定。故在光学技术中，精确测量光线偏折的角度，具有十分重要的意义。光学测角仪<又称分光计）是一种能精确测量角度的典型光学仪器，常用来测量折射率、光波波长、色散率和观测光谱等。由于该装置比较精密，操纵控制部件较多而复杂，故使用时必须按一定的规则严格调整，方能获得较高精度的测量结果。对于初学者来说，往往会感到一些困难，但只要在调整、实验过程中，明确调整要求，注意观察现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，一般也是能够掌握的。b5E2RGbCAP 光学测角仪的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。p1EanqFDPw 【实验目的】 1、了解光学测角仪的主要构造。 2、掌握光学测角仪的调节； 3、学会使用光学测角仪的方法。【仪器介绍】

光学测角仪又称分光计，是一种精密测量平行光线偏转角的光学仪器，它常被用于测量棱镜顶角、光波波长和观察光谱等。DXDiTa9E3d 1、结构光学测角仪的型号很多，结构基本相同，都有四个部件组成：平行光管、自准直望远镜、载物小平台和读数装置<参阅附图1）。分光计的下部是一个三脚底座，中心有一个竖轴，称为分光计的中心轴。现将JJY-1型分光计介绍如下：RTCrpUDGiT (1>平行光管：管的一端装有会聚透镜，另一端内插入一套筒，其末端为一宽度可调的狭缝。如附图2所示。当狭缝位于透镜的焦平面上时，就能附图1 JJY-1型分光计外形图 1-狭缝装置；2-狭缝装置锁紧螺钉；3-平行光管镜筒；4-游标盘制动架；5-载物台； 6-载物台调平螺钉<3只）；7-载物台锁紧螺钉；8-望远镜镜筒；9-目镜筒锁紧螺钉； 10-阿贝式自准直目镜；11-目镜视度调节手轮；12-望远镜光轴仰角调节螺钉；13-望远镜光轴水平方位调节螺钉；14-支撑臂；15-望远镜方位微调螺钉；16-转座与度盘止动螺钉；17-望远镜止动螺钉；18-望远镜制动架；19-底座；20-转盘平衡块；21-度盘； 22-游标盘；23-立柱；24-游标盘微调螺钉；25-游标盘止动螺钉；26—平行光管光轴水平方位调节螺钉；27-平行光管光轴仰角调节螺钉；28-狭缝宽度调节手轮

位移传感器

位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。位移传感器的主要分类根据运动方式直线位移传感器：直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号。为了达到这一效果，通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培的小电流，滑片和始端之间的电压，与滑片移动的长度成正比。将传感器用作分压器可最大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求，因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。角度位移传感器：角度位移传感器应用于障碍处理：使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。原理非常简单：如果马达角度传感器构造运转，而齿轮不转，说明你的机器已经被障碍物给挡住了。此技术使用起来非常简单，而且非常有效；唯一要求就是运动的轮子不能在地

板上打滑（或者说打滑次数太多），否则你将无法检测到障碍物。一个空转的齿轮连接到马达上就可以避免这个问题，这个轮子不是由马达驱动而是通过装置的运动带动它：在驱动轮旋转的过程中，如果惰轮停止了，说明你碰到障碍物了。根据材质电位器式位移传感器：它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。图1中的电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。阻值的变化量反映了位移的量值，阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。通常在电位器上通以电源电压，以把电阻变化转换为电压输出。线绕式电位器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化，其输出特性亦呈阶梯形。如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件，则过大的阶跃电压会引起系统振荡。因此在电位器的制作中应尽量减小每匝的电阻值。电位器式传感器的另一个主要缺点是易磨损。它的优点是：结构简单，输出信号大，使用方便，价格低廉。霍耳式位移传感器：它的测量原理是保持霍耳元件（见半导体磁敏元件）的激励电流不变，并使其在一个梯度均匀的磁场中移动，则所移动的位移正比于输出的霍耳电势。磁场梯度越大，灵敏度越高；

角度位移传感器原理及其应用实例

角度位移传感器原理及其应用实例时间：2012-02-08 17:10:54 来源：作者：角度位移传感器是利用角度变化来定位物体位置的电子元件。适用于汽车，工程机械，宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统以及注塑机，木工机械，印刷机，电子尺，机器人，工程监测，电脑控制运动器械等需要精确测量位移的场合。本文介绍角度位移传感器原理及其应用实例。角度位移传感器原理角度传感器用来检测角度的。它的身体中有一个孔，可以配合乐高的轴。当连结到RCX 上时，轴每转过1/16圈，角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0，如果需要，你可以用编程把它重新复位。角度位移传感器实例如果把角度传感器连接到马达和轮子之间的任何一根传动轴上，必须将正确的传动比算入所读的数据。举一个有关计算的例子。在你的机器人身上，马达以3:1的传动比与主轮连接。角度传感器直接连接在马达上。所以它与主动轮的传动比也是3:1。也就是说，角度传感器转三周，主动轮转一周。角度传感器每旋转一周计16个单位，所以16*3=48个增量相当于主动轮旋转一周。现在，我们需要知道齿轮的圆周来计算行进距离。幸运地是，每一个LEGO齿轮的轮胎上面都会标有自身的直径。我们选择了体积最大的有轴的轮子，直径是81.6CM(乐高使用的是公制单位)，因此它的周长是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。现在已知量都有了：齿轮的运行距离由48除角度所记录的增量然后再乘以256。我们总结一下。称R为角度传感器的分辨率(每旋转一周计数值)，G是角度传感器和齿轮之间的传动比率。我们定义I为轮子旋转一周角度传感器的增量。即： I=G×R 在例子中，G为3，对于乐高角度传感器来说，R一直为16.因此，我们可以得到：I=3×16=48 每旋转一次，齿轮所经过的距离正是它的周长C，应用这个方程式，利用其直径，你可以得出这个结论。 C=D×π 在我们的例子中：

光学鼠标传感器

光学鼠标传感器光电134 苗书凡2013151415 光学鼠标传感器是生活中常见的传感器。它主要由四部分的核心组件构成，分别是发光二极管、透镜组件、光学引擎以及控制芯片组成。一.光学传感器的组成及光学特性： 1.光学鼠标控制芯片光学鼠标控制芯片负责协调光电鼠标中各元器件的工作，并与外部电路进行沟通（桥接）及各种信号的传送和收取。 CMOS传感器是一款非接触式芯片，集成有数字信号处理器（DSP）、双通道正交输出端口。芯片底部有感光眼，对物体拍照、传输、处理，得到移动的方向和距离。DSP产生的位移值，转换成双通道正交信号，配合鼠标控制器，将它转换成单片机能够处理的PS/2数据格式。鼠标中OMO2芯片为CMOS型传感器，因此必须配有与之适应的高强度发光二极管。按标准安装配合之后，在一定范围之内，OMO2芯片可以进行正常的数据接收检验。 2. 光学透镜组件光学透镜组件被放在光学鼠标的底部位置，光学透镜组件由一个棱光镜和一个圆形透镜组成。其中，棱光镜负责将发光二极管发出的光线传送至鼠标的底部，并予以照亮。圆形透镜则相当于一台摄像机的镜头，这个镜头负责将已经被照亮的鼠标底部图像传送至光学感应器底部的小孔中。透镜中的光焦度为正值称为正透镜，因为对光起到汇聚作用，在光学鼠标中两面的透镜都是正透镜。按照形状不同，正透镜又可分为双凸、平凸和月凸三种。 3.发光二极管光学感应器要对缺少光线的鼠标底部进行连续的“摄像”，自然少不了“摄影灯”的支援。否则，从鼠标底部摄到的图像将是一片黑暗，黑暗的图像无法进行比较，当然更无法进行光学定位了。 LED有非可见光和可见光两个系列。非可见光系列LED用辐射度来度量起

自准直仪原理

自准直仪是利用光学自准直原理测量微小角度的长度测量工具。自准直原理：自准直原理:光线通过位于物镜焦平面的分划板后，经物镜形成平行光。平行光被垂直于光轴的反射镜反射回来，再通过物镜后在焦平面上形成分划板标线像与标线重合。当反射镜倾斜一个微小角度α角时，反射回来的光束就倾斜2α角。自准直仪的光学系统:由光源发出的光经分划板、半透反射镜和物镜后射到反射镜上。如反射镜倾斜,则反射回来的十字标线像偏离分划板上的零位。自准直仪分类：因读数系统的不同分为如下几大类：光学自准直仪：直接或利用测微装置或可动分划板从分划板或读数鼓轮上读出α角的分值和秒值。光学自准直仪的分度值有约1分到十数秒，精度最低。当以斜率(例如1/200)表示分度值时，通常称这种自准直仪为平面度测量仪。光学自准直仪：当以光电瞄准对线代替人工瞄准对线时，就称为光电自准直仪。也有几种不同的类型，光电瞄准（对线）原理与振子式光电显微镜的相似、光栅式或其它，精度较传统自准直仪有所提高。数字自准直仪：基于DSP、计算机及CCD或CMOS技术的新式自准直仪。也分为几种，最大差异的分类是按面阵和线阵，面线阵CCD 只能测试一个方向的数据，可以测试两个方向线阵的自准直仪是将两个线阵组合或通过光学方式组合，精度相对差些，最主要的一般都有

测试盲点，但是线阵式有时可以做得测试范围更大些。一般数字自准直仪具有动态响应和跟踪功能，也称为动态自准直仪，部分光电自准直仪也具有此功能。自准直仪应用：常用于测量导轨的直线度、平板的平面度(这时称为平面度测量仪)等，也可借助于转向棱镜附件测量垂直度等。光电自准直仪多应用于航空航天、船舶、军工等要求精密度极高的行业，例如机械加工工业的质量保证（平直度、平面度、垂直度、平行度等）、计量检定行业中角度测试标准、棱镜角度定位及监控、光学元件的测试及安装精度控制等等。

角位移传感器(详细介绍)

角位移传感器角位移传感器的概念角位移传感器是把对角度测量转换成其他物理量的测量,它采用非接触式专利设计，与同步分析器和电位计等其它传统的角位移测量仪相比，有效地提高了长期可靠性。下图所示为是角位移传感器的一种型号：角位移传感器的原理有以下三种情况： (1)将角度变化量的测量变为电阻变化测量的变阻器式角位移传感器, (2)将角度变化量的测量变为电容变化的测量的面积变化型电容角位移传感器, (3)将角度变化量的测量变为感应电动势变化量的测量的磁阻式角位移传感器等等. 它的设计独特，在不使用诸如滑环、叶片、接触式游标、电刷等易磨损的活动部件的前提下仍可保证测量精度。如下图所示：角位移传感器简化原理图角位移传感器特点：该传感器采用特殊形状的转子和线绕线圈，模拟线性可变差动传感器(LVDT)的线性位移，有较高的可靠性和性能，转子轴的旋转运动产生线性输出信号，围绕出厂预置的零位移动±60(总共120)度。此输出信号的相位指示离开零位的位移方向。转子的非接触式电磁耦合使产品具有无限的分辨率，即绝对测量精度可达到零点几度。

角位移传感器的应用从力学分类来看，有一种在静态下工作的角位移传感器，例如吊车和塔吊的吊臂上就用重锤方式角位移传感器，只能用于没有加速度运动的环境，通俗的理解就是不能在运动剧烈的环境上应用，只能用在静态的场合，是地球重力场直接作用下的倾斜仪器，类似的有气泡水准仪器，例如在经纬仪，全站仪，装修行业上使用，水平联通管也是类似的原理。角位移传感器标准的测量方法是在旋转编码器上加重锤，重锤是产生重力作用的元件，在车辆运动环境下，就要用空气阻尼、油池阻尼、电磁阻尼来抑制重锤的晃动以至振荡，就必然使角位移传感器的灵敏度下降，响应速度下降。角位移传感器也有非绝对编码，是增量输出的，如果没有起始脉冲专门信道，就要用自己外加初始定位传感器，一般是用红外的标准产品，缺点是精度低。使用地磁角位移传感器基本上不受环境振动影响，又受电磁干扰影响，比赛车辆自身的电动机就要磁屏蔽。航海、航空和航天器使用一种红外角位移传感器，对环境的可见光或红外辐射进行立体的比较，最简单的是求出运载工具相对太阳的姿态，是广角和立体摄影和图像处理技术的综合，最简单地要分辨地平线;在比赛的空间，要受到小环境的光线干扰。角位移传感器的主要技术参数： 1.旋转位移，工作温度范围大，自带信号调节 2.免接触型传感器，适应不良环境(振动、冲击、潮湿、盐雾等，出色的温度稳定性) 3.线性(100%行程)：0.25~0.5 4.多种范围、直流输出 5.CE认证电容式角位移传感器原理分析电容式角位移传感器用于测量固定部件(定子)与转动部件(转子)之间的旋转角度，因其具有结构简单，测量精度高，灵敏度高，适合动态测量等特点，而被广泛应用于工业自动控制、汽车、航天及军事等角度定位监测领域。一般来说，电容式角位移传感器由一组或若干组扇形固定极板和转动极板组成，为保证传感器的精度和灵敏度，同时避免因环境温度等因素的改变导致介电常数、极板形状等的间

WYT-AT-3-360 角位移传感器说明书

一、概述：采用新型磁敏感元件，将机械转动转化为标准电信号输出，可全量程无触点的测量转动的角度变化。在工业自动测量监控中的应用：风电、阀门控制、张力控制（卷放料、绕线机构）、机器人、医疗器械、物料位置控制，仪器仪表、记录仪表及教学演示等。应用在航空、电力、石油、化工、纺织、印刷、船舶、冶金等行业。尤其适用于机械变化频繁，环境恶劣，需要使用寿命长的场合。二、主要参数三、参考曲线（产品照片四、机械尺寸传感器外壳材料：不锈钢；安装标记：法兰边沿刻线。电压值

五、接线接线准确，才通电。导线：3×0.12, 叁芯带屏蔽，外塑材料:聚氯乙烯, 线长：2 米（普通）红线:电源正；绿（黑）线:电源负（公共地）；黄线:信号输出；金属屏蔽线（与外壳相通）。若有干扰，请将屏蔽线与外壳良好接地。六、测试在装机之前，先初步检测传感器是否正常。以确认传感器未在运输途中被损坏。用万用表检测：万用表用直流电流20mA档如右图所示将万用表接入电路，红表笔接电阻端，黑表笔接电源负极端。直流24V 电源：正接红线，负接绿（黑）线将转轴的铣平面端对着法兰盘上的标记位置，略调整, 找到输出为12mA，即中点位置。逆时针旋转，至输出 4mA，即为0°，顺时针旋转至输出20mA，即为360°位置，其它角度范围：当转动角度超出所选范围时，仍会有电信号输出，仅供参考。七、安装调试本产品转动方式为轴承固定。故安装时，应保证角度传感器的轴与转动轴同轴心安装；角度传感器的壳体，通过法兰盘的螺孔，用螺丝固定。确定工作电源的电压稳定在要求的范围内。将转轴铣的平面端对着法兰盘上的标记点位置，略调整,找到12mA时所对应的位置，即为中点的位置，此时转动转轴, 按顺时针方向，角度增大。八、安装注意验证确认正常的传感器，可装在测量设备上， 1 角度传感器的轴与转动轴同轴心安装。避免轴向串动和侧面受力，以保证测量精度和使用寿命。 2 传感器是精密元件，轴不能承受轴向和径向扭力,勿敲击，以免损坏传感器及造成检测误差。 3 根据现场应用环境的需要，可加装合适的联轴器，连接安装。以起到保护传感器的作用。 4 若在露天环境，安装时需采取防护措施和处理，轴承处防止进水，保证正常使用。 5 导线处不能受拉力。或承重。注意事项： 1、运输时轴做防护包装，避免轴损坏。 2、防止带电接入、移出传感器。 3、防止高压静电进入输入端，以防损坏传感器 4 冬季和夏季使用时要考虑温度差异 5 精密产品,每年最好做一次校验。 6 产品质保期：出厂后十五个月内，非使用方责任。 7 产品刻有编号。出厂时可提供电子版产品实测数据和曲线。 8 对产品质量或服务不满意，投诉至电：010-6231 3902 传真：010-6231 3884 更多产品或新产品的信息请访问本公司网站。或电邮索取详细资料。北京通磁伟业传感技术有限公司100083 北京市海淀区志新路15号中原大楼408 T el：0086-10-6234 3030; 6234 4900; 6231 3902 Fax：010-6231 3884 网址：https://www.360docs.net/doc/c03154446.html, E-mail: bjtc@https://www.360docs.net/doc/c03154446.html, ; sales@https://www.360docs.net/doc/c03154446.html,

ADPD188BI集成光学模块及其应用

Product Feature I产品特写摘要：ADPD188BI是?种针对烟雾探测器性能更好而采用双波长技术设计的集成光学模块，以优异的性能改善了电源管理，减少了烟雾探测器的误报，为用户提供了一种全新的烟雾探测解决方案。介绍了该模块的特点和工作原理，并给岀了一种基于ARM Cortex-M0的烟雾探测解决方案。关键词：烟雾；ADPD188BI；探测器；单片机；ARM 中图分类号：TP212文献标识码：B文章编号：1006-883X（2019）03-0027-06 收稿日期：2019-02-22 ADPD188BI集成光学模块及其应用曹婉新上海大众工业学校，上海201800 —、前言半国ADI公司生产了一种利用双波长技术进行光学烟雾和气雾检测的集成光学模块ADPD188BI"1,这是一种光电式烟雾检测系统，提供了一种全新的烟雾探测的解决方案。该模块集成高效率的光电式测量前端、蓝光和红外（IR）发光二极管（LED）以及光电二极管（PD）。这些器件釆用特制的封装，防止光线未先经过烟雾探测腔而直接从LED照进光电二极管。其专用集成电路的前端（ASIC）由一个控制块、一个带有20位累加器的14位模数转换器（ADC）和三个可灵活独立配置的LED驱动器组成。控制电路包括灵活的LED信号和同步检测。模拟前端（AFE）功能优异，可以抑制通常由环境光引起的调制干扰所导致的信号偏移和损坏。可以通过1.8V的FC接口或串行外围接口（SPI）的端口进行数据输出和功能配置。二'引脚功能和主要特点 1、引脚功能 ADPD188BI的引脚排列如图1所示，各引脚说明如表1所示。 2、主要特点 ADPD188BI的主要特点如下： ?性能优异，可减少烟雾探测器误报，满足新监管标准； ?模拟前端（AFE）和集成设计可以改善电源管理，从而延长电池寿命； -1.8V工作电压，能耗更低； ?精简的设计，体积更小，抗干扰能力更强: ?内含一个蓝光LED、一个红外LED和两个光电探测器； Q Z 8 Q z o < 密 > S Q > - Z - I F X W PDC EXTJN2 NIC VDD2 VLED1 VLED3 NIC 图 ADPD188BI cs SCLK MOSI MISO GPIO1 GPIOO SDA J o s Q Z 2 s s U N O / B OJ J O N Q 二 G T 1 1ADPD188BI引脚图传感器世界2019.03R] Vol.25NO.03Total285 KM

角位移传感器设计

传感器课程设计报告专业：电子信息工程班级：0 7 0 2 姓名：谭伟设计课题：角位移传感器设计 2 0 1 0 年 6 月24 日

角位移传感器设计目录《角位移传感器设计》课程设计任务书 ------------------------------ 2 一、序言-------------------------------------------------------- 2 二、磁电式传感器 ------------------------------------------------ 3 三、基于UZZ9000和KMZ41的角度检测电路--------------------------- 3 3.1、UZZ9000的主要技术性能与特点 ------------------------------ 3 3.2、UZZ9000的引脚功能与封装形式 ------------------------------ 4 3.3、UZZ9000的内部结构与工作原理 ------------------------------ 4 3.4、磁阻式传感器KMZ41的特点---------------------------------- 4 3.5、由UZZ9000和KMZ41构成的角度检测电路---------------------- 5

《角位移传感器》课程设计任务书 1、总要求能够独立进行小型检测模块系统方案的设计及论证，选择合理的传感器、设计必要的接口电路等，以及合理选择有关元器件及正确使用相关工具与仪器设备等，并且能结合实际调试与实验进行有关精度分析与讨论。 2、总任务针对总要求进行原理及方案论证、模块设计、接口电路设计、焊接或插接与调试、精度分析以及撰写报告等工作。 3、设计题目角度传感器设计 4、设计内容居于UZZ9000和KMZ41组成的角度传感器电路一、序言角度传感器是把对角度测量转换成其他物理量的测量，角度传感器的原理有将角度变化量的测量变为电阻变化测量的变阻器式角度传感器、将角度变化量的测量变为电容变化的测量的面积变化型电容角度传感器，将角度变化量的测量变为感应电动势变化量的测量的磁阻式角度传感器等等。从我的传感器设计任务——角度传感器设计出发，进行任务分析，查阅资料，确定总体方案。传感器的选用特别关键，因为这是训练式的设计，我可以选用结构简单，使用方便磁阻式传感器类型，通过查阅资料我选用角度传感器KMZ41 要将角度传感器得到的有用的信息显示出来，就必须将没有的干扰信号和噪声排除，所以在传感器后接上调制解，滤波，解调电路。由于KMZ41由两路正弦电压输出，我选择有两个A/D转换器的芯片——UZZ9000。而且通过查阅资料可以知道UZZ9000和KMZ41连接可以将KMZ41输出的两路正弦电压信号转换成线性电压信号输出，在报告首先简述一下所使用的芯片（UZZ9000和KMZ41）中A/D、D/A转换器、滤波器、时钟振荡、逻辑控制、算法控制和电桥的原理，通过阅读这些原理的介绍可以让读者更好地理解我所选用的设计方案。介绍完这些原理之后就介绍我的设计方案。由于没有实物，方案的可读性就大大降低了，所以本报告就介绍尽可能的详细，尽可能地让每一位读者能够很容易理解这个角度传感器设计方案

计量仪器与检测单元测试及答案)

《计量仪器与检测》单元测试题一一、填空题 1．以固定形式复现量值的计量器具称为。 2. 将被测的量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具称为。 3. 量仪和量具统称为。 4. 刻尺或度盘上相邻两刻线中心之间的距离称为。 5. 用机械方法实现原始信号转换的量仪称为。 6. 用光学的方法实现对原始信号的转换和放大的量仪称为。 7. 自准直仪是一种。 8. 自准直仪利用原理来观测目标的位置的变化，广泛应用于直线度和平面度的测量。 9.应用自准直光管的工作原理，再加上测微机构而设计制造的计量仪器，被称之为。 10.光学计分为卧式光学计和。 11.立式光学计主要用于微差比较测量，是使工件与量块相比较测量它们之间的尺寸。 12.立式光学计又称。 13. 是一种用直接比较测量法和微差比较测量法对工件进行精密测量的光学计量仪器。 14.由于测长仪的结构符合阿贝原则，故又称之为。 15.以光学瞄准和坐标测量为基础的计量仪器是。 16.按量仪的用途分类可分为测微仪类、通用量仪、专用量仪。 17.按自动化程度划分量仪可分为手动、半自动量仪和量仪。 18.工具显微镜按测量范围大小可分为小型工具显微镜、大型工具显微镜、、重型工具显微镜。 19. 若在平行光管物镜前面放一反射镜，测从物镜出来的平行光，经反射镜反射回来，进入物镜，仍能在分划板所在的焦面上成像，这种现象就是。二、选择题 1.仪器本身固有的误差称为（） A.仪器误差 B.测量误差 C.环境误差 D.人为误差 2.一次反射直角棱镜可以使光线转折（） A. 90ｏ B. 45ｏ C. 180ｏ D. 270ｏ 3. 仪器对被测量变化的反应能力称为（） A.示值稳定性 B.灵敏度 C.回程误差 D.修正值 4. 下列不属于机械式量仪的是（） A.千分尺 B.百分表 C.杠杆比较仪 D.光学计 5. 下列不属于光学式量仪的是（） A.自准直仪 B.测长仪 C. 工具显微镜 D.游标卡尺 6. 主要用于各种长度和角度的测量，也可以测量螺纹的各单项参数、凸轮的轮廓、削刀具、锥体、样板、孔间距、复杂工具和零件等的光学仪器是（） A.自准直仪 B.测长仪 C.光学计 D. 工具显微镜 7.如果工具显微镜的目镜放大倍数为2X，物镜的放大倍数为5X，则总的放大倍数为（） A.5倍 B.2倍 C.2.5倍 D. 10倍三、判断题 1.机械式量仪比光学式量仪的精度高。（）

二维光学自准直微角度传感器

第3章第2节平板玻璃平行差测量

用于多电机同步控制的角位移传感器设计

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