传感器接口电路的设计

传感器接口电路的设计
传感器接口电路的设计

传感器接口电路的设计

一,温度传感器

1,关于热敏电阻:

我们选用的是负温度系数热敏电阻,型号为:NTC-MF53AT,额定零功率电阻值即25度时5K,精度:5%,B值:3470。随温度上升电阻呈指数关系减小。

电阻值和温度变化的关系式为:

RT = RN expB(1/T – 1/TN) ①

RT :在温度T (K )时的NTC 热敏电阻阻值。

RN :在额定温度TN (K )时的NTC 热敏电阻阻值。

T :规定温度(K )。

TN:额定温度(K)

B :NT

C 热敏电阻的材料常数,又叫热敏指数。(*它是一个

描述热敏电阻材料物理特性的参数,也是热灵敏度指标,

B值越大,表示热敏电阻器的灵敏度越高。*)exp:以自然数e 为底的指数(e = 2.71828 …)

我们可看出,式①中其他变量已基本确定(在实际工作时,B值并非一个常数,而是随温度的升高略有增加),RT和T直接存在一对一的关系,我们可以将温度的测量转换为电阻阻值的测量。

2,测量电路及分析:

Rr为电位器

RT为温敏电阻

上方两电阻均为10K

V o=(0.5-RT/(Rr+RT))V f ②

3,实验过程

A,测量室温时RT=8.2K

B,连接电路,如图3,输入4V电压,V o连上万用表。

C,调节Rr,使V o=0,此时Rr=RT=8.2K

D,用电烙铁靠近温敏电阻,观察V o的值

E,最后拆开电路,再次测量温敏电阻的值为2.3K

4,实验结果

我们发现,当电烙铁靠近温敏电阻时,电压增大,我们可知,温度升高时,电阻减小,电压由0增大。所以,电压随温度的变化而变化。将每个电压带人②式,即可得到RT,再将RT带入①式即可测出大概的温度。

二,光敏二极管

1,关于光敏二极管

光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。和普通二极管相比,它的核心部分也是一个PN结,在结构上不同,为了便于接

受入射光照,PN结面积尽量做的大一些,而电极面积尽量小些,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。

光敏二极管在反向电压作用之下工作。没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对,称为光生载流子。

它们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光敏二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。

2电路与分析:

光电二极管的线性很好,响

应速度快,对宽范围波长的

光具有较高的灵敏度,噪声

低,但是输出电压很小,所

以如图4所示我们需要给他

加上一个放大电路,又因为

输入了直流电,我们加上了

耦合电容。

3,实验过程

A,选择参数:R1=50KΩ,R2=R3=5.1KΩ,Rf=500KΩ,C=10uF,

运放输入电压正负12V,按照图4连接电路图,输出连上示波

器;

B,将台灯放在光敏二极管上方,打开台灯,调节台灯的亮度,观察示波器上输出的波形。

4,实验结果

当台灯关上时,我们得到的波形:

台灯打开,

弱强

台灯打开后,很快输出便达到最大值,光强再增大,输出渐渐减小。对于这部分,不是很理解,为什么输出电压会是正弦的呢?失真的情况又是因为什么原因产生的呢?

实验做完了,实在感到很惭愧,感觉在这两个实验结果都不是很好。做实验之前考虑的很不到位,并没有考虑到实验操作的条件…实验一中,由于没有办法控制与得知电烙铁的温度,所以并没有定量的分析实验中温度与输出电压之间的关系、实验误差;实验二中,又光强无法测量所以也没办法定量的分析光强与输出之间的关系。

压力传感器工作原理

电阻应变式压力传感器工作原理细解 2011-10-14 15:37元器件交易网 字号: 中心议题: 电阻应变式压力传感器工作原理 微压力传感器接口电路设计 微压力传感器接口系统的软件设计 微压力传感器接口电路测试与结果分析 解决方案: 电桥放大电路设计 AD7715接口电路设计 单片机接口电路设计 本文采用惠斯通电桥滤出微压力传感器输出的模拟变量,然后用INA118放大器将此信号放大,用7715A/D 进行模数转换,将转换完成的数字量经单片机处理,最后由LCD 将其显示,采用LM334 做的精密5 V 恒流源为电桥电路供电,完成了微压力传感器接口电路设计,既能保证检测的实时性,也能提高测量精度。 微压力传感器信号是控制器的前端,它在测试或控制系统中处于首位,对微压力传感器获取的信号能否进行准确地提取、处理是衡量一个系统可靠性的关键因素。后续接口电路主要指信号调节和转换电路,即能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。由于用集成电路工艺制造出的压力传感器往往存在:零点输出和零点温漂,灵敏度温漂,输出信号非线性,输出信号幅值低或不标准化等问题。本文的研究工作,主要集中在以下几个方面:

(1)介绍微压力传感器接口电路总体方案设计、系统的组成和工作原理。 (2)系统的硬件设计,介绍主要硬件的选型及接口电路,包括A/D 转换电路、单片机接口电路、1602显示电路。 (3)对系统采用的软件设计进行研究,并简要阐述主要流程图,包括主程序、A/D 转换程序、1602显示程序。 1 电阻应变式压力传感器工作原理 电阻应变式压力传感器是由电阻应变片组成的测量电路和弹性敏感元件组合起来的传感器。当弹性敏感元件受到压力作用时,将产生应变,粘贴在表面的电阻应变片也会产生应变,表现为电阻值的变化。这样弹性体的变形转化为电阻应变片阻值的变化。把4 个电阻应变片按照桥路方式连接,两输入端施加一定的电压值,两输出端输出的共模电压随着桥路上电阻阻值的变化增加或者减小。一般这种变化的对应关系具有近似线性的关系。找到压力变化和输出共模电压变化的对应关系,就可以通过测量共模电压得到压力值。 当有压力时各桥臂的电阻状态都将改变,电桥的电压输出会有变化。 式中:Uo 为输出电压,Ui 为输入电压。 当输入电压一定且ΔRi <

三、电阻式传感器接口电路的设计

实验三 电阻式传感器的仿真与接口电路设计 首先介绍一款应变片传感器YZC-1B称重传感器。它的主要参数见下表。 额定载荷: 3,5,8,10,15,20,25,30, 35,40,45kg 绝缘电阻:≥5000MΩ 工作温度范围:-40 ~+80℃ 灵敏度:2.0±0.002mv/v 安全过载:150%F.S 综合误差:±0.02%F.S 极限过载:200%F.S 蠕变:±0.02%F.S 推荐激励电压:10~12V(DC) 零点平衡:±1%F.S 最大激励电压:15V 零点温度影响:±0.02%F.S/10℃ 密封等级:IP67 输出温度影响:±0.02%F.S/10℃ 材质:铝合金 输入电阻:405±5Ω 电缆:线长:0.3~3m;直径:¢4mm 输出电阻:350±3Ω 输入+:红;输入-:黑; 输出+:绿;输出-:白 这种传感器主要的应用领域是电子计价秤、计重秤等小台面电子秤。它的外观是这样的。这个实验里首先对这样一款传感器进行仿真,然后设计一个接口电路,使其具有测量压力(重量)的功能。

电阻应变片的工作原理基于电阻应变效应,即在导体产生机械变形时,它的 电阻值相应发生变化。应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体,其阻值随着 压力的变化而变化。对于金属导体,导体变化率△R/R的表达式为: △ R/R ≈(1+2μ)ε 式中μ为材料的泊松系数;ε为应变量。通常把单位应变所引起电阻值相对 变化称作电阻丝的灵敏系数。对于金属导体,其表达式为: K =△R/R=(1+2μ) 所以△R/R=K ε。 在外力作用下,应变片产生变化,同时应变片电阻也发生相应变化。当测得 阻值变化为ΔR时,可得到应变值ε,根据应力与应变关系,得到应力值为: σ=Eε 式中:σ为应力;ε为应变量(为轴向应变);E为材料的弹性模量(kg/mm2)。又知,重力G与应力σ的关系为G=㎎=σs 。式中:G为重力;S为应 变片截面积。 根据以上各式可得到:ΔR/R=K mg/ES。由此便得出应变片电阻值变化与物 体质量的关系,即ΔR=RK 0mg/ ES。根据应变片的材料,取K =2,E=16300kg∕ mm2, s=100mm2,R=350Ω,g=9.8m∕s,ΔR=[(2×9.8×348)∕(16300×100)]m。 最终确定电阻变化与质量的对应关系为: ΔR =4.185×10-3m 下面用multisim10建立一个包含有传感器和放大电路在内的电路原理图,来进行输入输出的仿真。原理图如下。

通常传感器接口电路

Universal Transducer Interface(UTI) 通用传感器接口电路 特性 *为各种型号的传感器提供接口电路: 容性器件铂电阻热敏电阻 电阻电桥电位差计 *测量多种传感器件 *单电源供电2.9V-5.5V,工作电流低于2.5mA *分辨率可达14bits,线性可达13bits *能够连续自动校准偏移量和增益误差 *兼容微处理器输出信号 *三态输出 *典型测量时间是10ms或100ms *2路或3路或者4路测量方式 *所有传感器元件支持交流激励电压信号 *能够抑制50HZ~60HZ的交流干涉 *掉电模式 *DIL工作温度范围-40℃~85℃ *裸片工作温度范围是-40℃~180℃ 应用 自动化领域工业领域和医疗领域 *容性标准感测 *位置感测 *角度感测 *精确温度测量(铂电阻,负温度系数) *用于压力,力的测量的阻桥传感器 1. 概况描述 通用传感器接口电路(UTI) 通用传感器接口电路对于基于周期调制的低频测量应用是一个完整的模拟前端。传感器元件可以直接与UTI连接而不需要额外的电路,只需要一个与传感器相同型号的元件作为参考。通用传感器接口电路输出一个微控制器可兼容的周期调制信号。通用传感器接口电路可以为以下传感器提供接口: *容性传感器0 - 2 pF, 0 -12 pF,范围最大为300 pF *铂电阻Pt100, Pt1000 *热敏电阻1KΩ– 25KΩ

*电阻桥250 Ω - 10 kΩ最大不平衡为+/- 4% or +/- 0.25% *电位计1kΩ- 50kΩ *结合以上各条 通用传感器接口电路对于基于智能微控制器的系统来说是理想的应用。所有的数据都以微控制器可兼容的信号输出,这样既减少了连接线的数量也减少了绝缘系统中耦合器的需求量。如果想了解关于绝缘通用传感器接口电路的应用,请参考我们网页支持中心中的相关应用注意事项。此完整系统对于漂移误差和增益误差持续的自校准表现在采用三信号技术。低频干扰被高级截波技术消除。而通过设置四位的二进制模式码则可以选择十六种操作模式。 原理框图 2.引脚说明 UTI可以采用16脚的塑料双列直插封装(DIP),也可以采用18脚的小外形封装(SOIC)。图一给出了这两种封装形式的外形图。引脚的功能在表一中列出。 图一

物联网传感器实验系统软件使用说明书

ATOS物联网传感器实验系统 使用说明书 上海讯连电子科技发展有限公司 2011年10月

目录 1概述 (4) 1.1背景 (4) 1.2应用领域与使用对象 (4) 1.4参考方案 (4) 1.5术语与缩写解释 (4) 2系统综述 (5) 2.1传感器分类 (5) 2.2软件系统功能简介 (5) 2.3性能 (6) 2.4版权声明 (6) 3运行环境 (6) 3.1硬件设备要求 (6) 3.2支持软件 (6) 4软件操作说明 (7) 4.1安装以及使用前的准备 (7) 4.2 软件启动与登陆 (7) 4.2.1功能描述 (7) 4.2.2界面字段解释 (7) 4.2.3操作说明 (8) A)串口配置功能Serial (8) B)进入实验按钮功能Experiment (10) B1:实验一温湿度传感器实验 (11) B2:实验二光强传感器实验 (14) B3:实验三流量传感器实验 (17) B4:实验四霍尔传感器实验 (20) B5:实验五压力传感器实验 (23) B6:实验六气体压力传感器实验 (26) B7:实验七雨滴传感器实验 (29) B8:实验八火焰传感器实验 (32) B9:实验九震动传感器实验 (35) B10:实验十噪声传感器实验 (38) C)进入图书资源按钮功能Library (41) C1:资料一TINYOS开发环境 (42) C2:资料二WINCE平台 (43) C3:资料三Zigbee开发环境 (43) C4:资料四辅助工具 (44) C5:资料五驱动程序 (44) C6:资料六芯片和传感器手册 (45)

C7:资料七演示中心 (45) C8:资料八应用软件源码 (46) D)退出程序按钮 (46) 4.3 LabVIEW函数库 (47) 4.3.1函数库介绍 (47) 4.3.2如何编写一个应用程序 (49) 4.3.3 应用范例 (49) 5.0出错处理和恢复 (49)

传感器接口电路的抗干扰设计

传感器接口电路的抗干扰设计 陈海燕 陈 荡 蚌埠日月仪器研究所 安徽省蚌埠市 233010 陈 宏 蚌埠高等专科学校 安徽省蚌埠市 233000 【摘要】提出了传感器小信号处理时存在影响精度的来自三方面的干扰问题:局部产生;子系统内部的耦合;外部产生,并讨论了设计电路时相应的解决办法。 关键词:低电平测量 干扰 抑制 1 引言 凡是传感器接口电路都存在小信号处理问题。因为传感器的输出一般都是小信号,将其精确地放大到所需要的信号(如0~5V),并能达到所需要的技术指标,就必须注意到电路图上未表示出来的某些问题,即抗干扰问题。在进一步讨论电路元件的选择、电路和系统应用之前,有必要进行讨论。 干扰可粗略地分为3个方面: (1)局部产生(即不需要的热电偶); (2)子系统内部的耦合(即地线的路径问题); (3)外部产生(即电源频率的干扰)。 2 局部产生误差的消除 在低电平测量中,对于在信号路径中所用的(或构成的)材料必须给予严格的注意,在简单的电路中遇到的焊锡、导线以及接线柱等都可能产生实际的热电势。由于它们经常是成对出现,尽量使这些成对的热电偶保持在相同的温度下是很有效的措施,为此一般用热屏蔽、散热器、沿等温线排列或者将大功率电路和小功率电路分开等办法,其目的是使热梯度减到最小,两个不同厂家生产的标准导线(如镍铬一康铜线)的接点可能产生0.2 V/℃的温漂,这相当于高精度低漂移的运放管(OP-27CP)的温漂,而为斩波放大器(7650CPA)温漂的两倍。虽然采用插座开关、接插件、继电器等形式能使更换电器元件或组件方便一些,但缺点是可能产生接触电阻、热电势或两者兼而有之,其代价是增加低电平分辨力的不稳定性,也就是说它比直接连接系统的分辨力要差,精度要低,噪声增加,可靠性降低,因此在低电平放大中尽可能地不使用开关、接插件是减少故障,提高精度的重要措施。 在微伏信号放大电路中焊锡也可能成为低电平的故障,因为在焊锡的焊点上也产生热电势,在微伏电平的输入电路中应采用特殊的低温焊锡,比如kester1544型焊锡,甚至还有这样的例子,必须在一条线路中仔细地切断一处,再用焊锡接起来用于补偿另一条线路中搭接处或焊锡点所产生的热电势。 3 接地问题及其处理办法 在低电平放大电路中合理“接地”是减少“地”噪声干扰的重要措施,必须予以特别注意。 当使用单电源供给多只传感器时,其连接方法应如图1所示那样连接,以尽量减少接地电阻引进的干扰,若供电电源的压降必须减到最小,则电源“高”端导线也可按相似的方法接线。 图1  包括有多个电源和多个传感器的系统则需要考虑得更多一些,通常不管电源是谁供给,将地线汇集到公共点,然后和系统的公共端接在一起,如图2,所有电源1的负载都回到电源1公共端,所有的电源2负载都回到电源2的公共端,最后用一条粗导线将公共端连在一起。在多电源系统中,可能需要进行判断性试验,确定地线接法,以达到最佳的解决方案。 39 第4期 使用与维护 收稿日期:1999-01-10

汽车雨刮器的自动控制系统设计及实现

汽车雨刮器的自动控制系统设计与实现 设计总说明 本次设计的汽车自动雨刷省去了人为手动操作雨刷的问题,能够自动感应雨量并进行相应的工作。自动雨刷用雨滴传感器作为检测器来感应雨量的大小,把感应信号传给单片机,通过软件的控制驱动芯片自动调节电机的正反转与转动频率。此次设计采用40引脚的单片机AT89S52,设计中运用ULN2003AN驱动芯片来驱动步进电机的运转,克服了电机在低频工作时的噪音大,震动大的缺点。本次设计在一定的程度上为驾驶者提供了舒适性和安全性的保障,避免了由于驾驶者手动操作雨刷的不当而带来的交通安全问题,同时也大大的提高了汽车雨刷的全面性与可靠性。 在汽车智能雨刮系统中由于两个雨刮电机的转速不可能完全一样,就存在两个雨刮摆动不同步的问题。本文在分析了模糊控制理论及雨刮同步摆动规则的基础上,提出了一种基于模糊控制的汽车智能雨刮系统。该系统将转速偏差和转速偏差变化量模糊化为模糊控制器的输入语言变量,根据所制定的一套模糊控制规则来选择控制PWM的输出语言变量,并以此通过脉宽调制技术来驱动直流电机,使两个雨刮同步摆动。 关键词:雨滴传感器;步进电机;单片机;雨刮器

Car Wiper Blade Design and Implementation of Automatic Control System Design Description The design of the automatic wipers is improved further in the traditional manual based on. Automatic wiper with rain sensor as the detector size induced precipitation, the induction signal is sent to the single chip microcomputer. reversing and turning frequency automatic adjusting motor through the control of the software driver. The design is based on the 40pin of the mic AT89S52. That use of ULN2003AN to drive the stepper motor driver chip design operation. The pulse width modulation’s chopper driver mode. Thus greatly overcome the noise when the motor work in the low frequency , vibration faults. Provide comfort and safely guarantee this design in a certain extent for the driver, to avoid the traffic safety problem caused by the driver manually operated wiper improper. At the same time also greatly improve the comprehensiveness and reliability of automobile windshield wiper. In intelligent windscreen wiper system of automobile, As the problem of technics, rotate speed of two electro motors are not the same completely, so there are the problems that two wiper blades swing ansynchronous. In the thesis, a intelligent windscreen wiper system of automobile based on fuzzy control is presented, by analyzing fuzzy control theory and synchronous swing rules of windscreen wiper. The speed

电感传感器的接口电路设计

电感传感器的接口电路设计 摘要:位移测量具有广泛应用,电感式传感器以其结构简单可靠、输出功率大、线性好、抗干扰和稳定性好、价格低廉等特点获得了大量的应用。针对目前电感式位移传感器的应用现状,在对电感式直线位移传感器深入分析的基础上,本文设计了一种电感式位移传感器接口电路。 该电路采用电感传感器把被测位移量转变为微弱电信号,经前置交流放大、相敏整流,直流放大,A/D转换等电路处理后,送入单片机进行综合运算处理后输出,并通过液晶显示结果,可以适应不同量程和分辨率的信号调理要求。文中介绍了整体电路的设计和单片机系统的硬件及软件流程。设计过程中用Protel99 SE对电路原理图进行了绘制,选用了单片机的开发工具Keil C51μvision2对软件设计中的程序进行编写、编译、模拟仿真,电路正常,完成了课题要求的电感传感器对位移测量并显示结果。 关键词:位移测量;电感式传感器;单片机;液晶显示

The Design of the Inductive Sensor Interface Circuit Abstract: the measurement of diaspacement is very important in engineering. Inductive transducers are widely used due to their simple structures,high output capacities,good linearity,good disturbance resistance,good stability and low prices.Based on thoroughly analysis of linear inductive displacement transducers,a inductive displacement transducer interface circuit is designed in this thesis. This metering circuit uses the inductive transceiver to transform that the displacement offset into the weak electrical signal, after the pre- AC amplification, the phase-sensitive rectifier,the DC Larger and the A / D conversion circuit processing, output after processing in the monolithic integrated circuit and display the results through the LCD. It can adapt to different range and resolution of the signal conditioning requirements. In the process of designing, Protel99SE is used to plot schematic diagram, Keil C51μvision2and the development kit of MCU is used to compile, translate and make simulation about the assemble program. The circuit is in gear and it basically can accomplish the task of measure of the displacement offset through the inductive sensor and dispiay the result. Keywords: the measurement of displacement;the inductive sensor;MCU;LCD

传感器接口电路的设计

传感器接口电路的设计 一,温度传感器 1,关于热敏电阻: 我们选用的是负温度系数热敏电阻,型号为:NTC-MF53AT,额定零功率电阻值即25度时5K,精度:5%,B值:3470。随温度上升电阻呈指数关系减小。 电阻值和温度变化的关系式为: RT = RN expB(1/T – 1/TN) ① RT :在温度T (K )时的NTC 热敏电阻阻值。 RN :在额定温度TN (K )时的NTC 热敏电阻阻值。 T :规定温度(K )。 TN:额定温度(K) B :NT C 热敏电阻的材料常数,又叫热敏指数。(*它是一个 描述热敏电阻材料物理特性的参数,也是热灵敏度指标, B值越大,表示热敏电阻器的灵敏度越高。*)exp:以自然数e 为底的指数(e = 2.71828 …) 我们可看出,式①中其他变量已基本确定(在实际工作时,B值并非一个常数,而是随温度的升高略有增加),RT和T直接存在一对一的关系,我们可以将温度的测量转换为电阻阻值的测量。 2,测量电路及分析:

Rr为电位器 RT为温敏电阻 上方两电阻均为10K V o=(0.5-RT/(Rr+RT))V f ② 3,实验过程 A,测量室温时RT=8.2K B,连接电路,如图3,输入4V电压,V o连上万用表。 C,调节Rr,使V o=0,此时Rr=RT=8.2K D,用电烙铁靠近温敏电阻,观察V o的值 E,最后拆开电路,再次测量温敏电阻的值为2.3K 4,实验结果 我们发现,当电烙铁靠近温敏电阻时,电压增大,我们可知,温度升高时,电阻减小,电压由0增大。所以,电压随温度的变化而变化。将每个电压带人②式,即可得到RT,再将RT带入①式即可测出大概的温度。 二,光敏二极管 1,关于光敏二极管 光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。和普通二极管相比,它的核心部分也是一个PN结,在结构上不同,为了便于接

雨滴传感器的设计

雨滴传感器的设计 雨滴传感器主要是用来检测是否下雨及雨量的大小。主要用于汽车智能灯光(AFS 统、汽车自动雨刷系统、智能车窗系统。 当汽车在雨雪天等恶劣天气下行车时,由雨滴传感器向自动灯光系统(AFS)系统微电脑提供信号,微电自动调整前照灯的宽度、远近度,明暗度;同时天窗系统也会自动关闭车窗。为确保驾驶员在雨天具有良好的视线,汽车挡风玻璃上装有自动雨刷,随雨雪量的变化自动调整雨刷开闭时间和频率,确保行车安全。 1.传感器原理 现在的雨滴检测刮雨器,将雨滴传感器检测出的雨量变成电信号,根据电信号的大小,自动设定刮雨器的工作时间间隔,控制刮雨器的动作。在这个系统中雨滴传感器的作用最重要。 2.传感器的组成 雨滴传感器由振动板、压电元件、放大电路、壳体及阻尼橡胶构成,如图2-1所示。 振动板的功用是接收雨滴冲击的能量, 按自身固有振动频率进行弯曲振动, 并将振动传 递给内侧压电元件上, 压电元件把从振动板传递来的变形转换成电压。 雨滴检测用传感器上 、引言 现在,汽车中已经安装了越来越多的传感器以增加主动和被动安全性,一种具有极高的市场渗透性的传感器是雨水传感器,以增加舒适性和安全性[1]。据统计,全世界雨天行车有7%的事故是由于驾驶员手动操作雨刷引起的,采用雨水感应式自动雨刷控制系统使驾驶员免除手动操作雨刷的麻烦,有效地提高了雨天行车的安全性。 国内外许多汽车厂商研制以雨水传感器为基础的汽车自动雨刷控制系统,来代替传统的机械结构的雨刮器。如果开发出行使中检测到雨滴后, 雨刮器就自动工作的高性能的传感器,至少可以将现在的雨刮器减少3个开关。现在开发的雨滴检测雨刮器,将雨滴传感器检出的雨水强度实时测量值变成电信号,根据电信号 的大小,自动设定雨刮器工作的时间间隔,控制雨刮器动作。 目前市场上的雨水传感器大都是依据以下三种工作原理制成的:利用压电振子的传感器、利用静电电容的传感器、利用光强变化的传感器。第一种和第二种是要把雨水传感器安装在汽车的外面,雨滴直接滴在传感器上,第三种把雨水传感器安装在风挡玻璃驾驶室一侧,通过雨滴滴落在玻璃上引起反射光强的变化感应传

plc与传感器接线方法

PLC与传感器的接线方法 一、概述 PLC的数字量输入接口并不复杂,我们都知道PLC为了提高抗干扰能力,输入接口都采用光电耦合器来隔离输入信号与内部处理电路的传输。因此,输入端的信号只是驱动光电耦合器的内部LED导通,被光电耦合器的光电管接收,即可使外部输入信号可靠传输。 目前PLC数字量输入端口一般分单端共点与双端输入,各厂商的单端共点(Com)的接口有光电耦合器正极共点与负极共点之分,日系PLC通常采用正极共点,欧系PLC习惯采用负极共点;日系PLC供应欧洲市场也按欧洲习惯采用负极共点;为了能灵活使用又发展了单端共点(S/S)可选型,根据需要单端共点可以接负极也可以接正极。 由于这些区别,用户在选配外部传感器时接法上需要一定的区分与了解才能正确使用传感器与PLC为后期的编程工作和系统稳定奠定基础。 二、输入电路的形式 1、输入类型的分类 PLC的数字量输入端子,按电源分直流与交流,按输入接口分类由单端共点输入与双端输入,单端共点接电源正极为SINK(sink Current 拉电流),单端共点接电源负极为SRCE (source Current 灌电流)。 2、术语的解释

SINK漏型 SOURCE源型 SINK漏型为电流从输入端流出,那么输入端与电源负极相连即可,说明接口内部的光电耦合器为单端共点为电源正极,可接NPN型传感器。 SOURCE源型为电流从输入端流进,那么输入端与电源正极相连即可,说明接口内部的光电耦合器为单端共点为电源负极,可接PNP型传感器。 国内对这两种方式的说法有各种表达: 2.1 根据TI的定义,sink Current 为拉电流,source Current为灌电流 2.2 由按接口的单端共点的极性,共正极与共负极。这样的表述比较容易分清楚。 2.3 SINK为NPN接法,SOURCE为PNP接法(按传感器的输出形式的表述)。 2.4 SINK为负逻辑接法,SOURCE为正逻辑接法(按传感器的输出形式的表述)。 2.5 SINK为传感器的低电平有效,SOURCE为传感器的高电平有效(按传感器的输出状态的表述)。 这种表述的笔者接触的最多,也是最容易引起混淆的说法。 接近开关与光电开关三、四线输出分NPN与PNP输出,对于无检测信号时NPN的接近开关与光电开关输出为高电平(对内部有上拉电阻而言),当有检测信号,内部NPN管导通,开关输出为低电平。 对于无检测信号时PNP的接近开关与光电开关输出为低电平(对内部有下拉电阻而言),当有检测信号,内部PNP管导通,开关输出为高电平。 以上的情况只是针对,传感器是属于常开的状态下。目前可厂商生产的传感器有常开与常闭之分;常闭型NPN输出为低电平,常闭型PNP输出为高电平。因此用户在选型上与供应商配合上经常产生偏差。

雨滴传感器设计说明书

雨滴传感器设计说明书 产品名称: 班级: 小组成员: 指导教师:

一、实现功能: 1.汽车在雨天或雪天行驶时,车窗易被雨滴、雪片遮盖,妨碍驾驶员的视线。设置自动刮水系统,其中的雨滴传感器用于检测出雨量,并利用控制器将检测出的信号进行变换,根据变换后的信号自动地按雨量设定刮水器的间歇时间,以便随时控制刮水器电动机,确保了行车的前方视野。 2. 二、工作原理: 1、.zigbee板介绍 zigbee开发板是一款旨在开发、演示各种Zigbee相关产品应用的强大zigbee开发板,支持CC2430、CC2431等芯片的zigbee开发,但并不局限于此,板上丰富的硬件资源允许用户评估、开发、演示其它类型的射频产品等。 配套的zigbee母板是国内首款将zigbee协议分析仪、图形点阵LCD显示屏、语音电路、Joystick及多种传感器等硬件资源集成于一体的高性能zigbee开发板,其结构紧凑,性价比很高。用户可以方便地使用该套件的硬件资源和配套的zigbee stack协议栈源码、示例C51源码及各种评估软件等快速开发自己的应用系统。该zigbee开发板也可用于教学、实验等。 1.采用 TI 最新一代 ZIGBEE 芯片 CC2530

2.支持基于 IEEE802.15.4 的 ZIGBEE2007/PRO 协议 3.采用 WXL 标准的 20 芯双排直插模式接入网关主板和感知节点 实物图: 2、传感器模块 传感器介绍: 1、传感器采用双面材料,大面积5.0*4.0CM, 并用镀镍处理表面,具有对抗氧化,导电性,及寿命方面更好的性能; 2、比较器输出,信号干净,波形好,驱动能力强,过15mA; 3、配电位器调节灵敏度; 4、工作电压3.3V-5V 5、输出形式:数字开关量输出(0和1)和模拟量A0电压输出; 6、设有固定螺栓孔,方便安装 7、小板PCB尺寸: 3.2cmx 1.4cm 8、使用宽电压LM393比较器. 原理图:

汽车ESP传感器介绍及其接口技术分析

一、引言 ESP(Electronic Stability Program,电子稳定程序)是汽车电控的一个标志性发明。不同的研发机构对这一系统的命名不尽相同,如博世(BOSCH)公司早期称为汽车动力学控制(VDC),现在博世、梅赛德—奔驰公司称为ESP;丰田公司称为汽车稳定性控制系统(VSC)、汽车稳定性辅助系统(VSA)或者汽车电子稳定控制系统(ESC);宝马公司称为动力学稳定控制系统(DSC)。尽管名称不尽相同,但都是在传统的汽车动力学控制系统,如ABS和TCS的基础上增加一个横向稳定控制器,通过控制横向和纵向力的分布和幅度,以便控制任何路况下汽车的动力学运动模式,从而能够在各种工况下提高汽车的动力性能,如制动、滑移、驱动等。ESP在国外已经批量生产,在国内尚处于研究阶段,要达到产业化的程度,还有大量的工作要做。 图1所示为汽车ESP的构成示意图,其电子部件主要包括电子控制单元(ECU)、方向盘传感器、纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、轮速传感器等。ESP作为保证行车安全的一个重要电控系统,其各个传感器的正常工作是进行有效控制的基础。本文介绍了ESP常用传感器的特点,设计了传感器硬件接口和软件接口,并在实车测试中得到验证。 二、ESP常用传感器介绍

如图1、图2所示,ESP常用的传感器如下。 1.方向盘转角传感器 ESP通过计算方向盘转角的大小和转角变化速率来识别驾驶员的操作意图。方向盘转角传感器将方向盘转角转换为一个可以代表驾驶员期望的行驶方向的信号,方向盘转角一般是根据光电编码来确定的,安装在转向柱上的编码盘上包含了经过编码的转动方向、转角等信息。这一编码盘上的信息由接近式光电耦合器进行扫描。接通点火开关并且方向盘转角传感器转过一定角度后,处理器可以通过脉冲序列来确定当前的方向盘绝对转角。方向盘转角传感器与ECU的通讯一般通过CAN总线完成。 2.横摆角速度传感器 横摆角速度传感器检测汽车沿垂直轴的偏转,该偏转的大小代表汽车的稳定程度。如果偏转角速度达到一个阈值,说明汽车发生测滑或者甩尾的危险工况,则触发ESP控制。当车绕垂直方向轴线偏转时,传感器内的微音叉的振动平面发生变化,通过输出信号的变化计算横摆角速度。 3.纵向/横向加速度传感器 ESP中的加速度传感器有沿汽车前进方向的纵向加速度传感器和垂直于前进方向的横向加速度传感器,基本原理相同,只是成90°夹角安装。ESP一般使用微机械式加速度传感器,在传感器内部,一小片致密物质连接在一个可以移动的悬臂上,可以反映出汽车的纵向/横向加速度的大小,其输出在静态时为2.5V左右,正的加速度对应正的电压变化,负的加速度对应负的电压变化,每1.0~1.4V对应1g的加速度变化,具体参数因传感器不同而有所不同。 4.轮速传感器

压力传感器接口电路

08新增内容 压力传感器的接口电路 利用应变式力传感器制作的智能压力测试系统结构如图1所示。该系统可测试和显示压力数值,精度达到6位有效数字。 图1 智能压力测试系统结构框图 1. 力传感器与单片机接口的硬件设计 智能压力测试系统由5个模块构成,它们是测量电路、差动输入模块、调理放大模块、A/D 转换模块、单片机和显示模块。 (1) 力的测量电路 如图2所示为应变片电桥测量原理电路图,由应变电阻R 1和另外3个电阻R 2、R 3、R 4构成桥路。当电桥平衡时(积电阻应变片未受力作用时),R 1=R 2=R 3=R 4=R ,此时电桥的输出V 0=0;当应变片受力后,R 1发生变化,使1324R R R R ?≠?,电桥输出00V ≠,并有 00144K R V V V R ε≈± ≈± (2) 差动输入模块和调理放大模块 在许多需要A/D 转换和数字采集的单片机系统中,很多情况下,传感器输出的模拟信号都很弱,必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大,才能满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。这种情况下,就必须选择一种符合要求的放大器。在这里选择如图3所示的电路,差动输入模块由LM324中的两个运算放大器A (V 1)和B (V 1)构成,该电路具有共模抑制比高和调节方便的特点,从差动放大器输出的信号送调理滤波电路进一步放大和整理,可以将微弱的压力信号放大到满足A/D 转换的要求。若用500g (生产厂家型号如此标注)量程的压力传感器,在空载时,可设定调理放大电路输出模拟量为0.0V ,若压力为500g ,输出模拟量为4.0V ,则平均每2.5g 对应1LSB 变化量,对应电压变化值为0.02mV . 图3 差动输入模块和调理放大模块电路 (3) A/D 转换模块 A/D 转换模块是将前级放大电路输出的模拟信号转换为数字信号,以便单片机处理。A/D 转换电路由ADC0809承担。 (4) 单片机和显示模块 单片机采用MCS-51系列的80C51,显示电路采用串行驱动,用74LS164直接驱动LED 数码管。

传感器接口

1-wire温度传感器LTM8877接口 1-wire的原理及工作过程: 1-wire总线仅用一根数据线与外围设备进行信息的交互,工作电源完全从总线上获取,不需要单独的电源支持,允许直接插入热/有源设备;宽广的工作范围(2.8V~5.25V,-40~+85);每个器件都有通过工厂光刻的64位ROM ID,是唯一的识别,它存储在只读的ROM中。通过唯一的64位器件序列号和网络操作协议,1-wire存储器允许挂接在同一条1-wire总线上,并可独立工作,主控制器通过每个器件的唯一的ROM ID来识别与之通信的从设备。 ROM ID由8位校验码,48位序列号和8位家族码组成,家族码标示了此1-wire设备的类型,序列号标示此设备的ID,校验码用于保证通信的可靠性。 1-wire设备在工作时不能主动发送数据,只有在主控器对其进行命令指示时才会响应。通常的1-wire设备都有两套命令,一套命令操作设备内部的ROM,包括读,匹配,搜索等命令,但不包括写命令。ROM中的内容由厂家写入,用户不得更改,通信时,总线控制器先发出一个“复位”信号以使总线同步,然后选择受控制器件进行随后的通信。既可以通过选择一个特定的受控器件(利用该设备的ROM ID进行选择)或者通过半搜索法找到总线上的下一个受控件来实现,也可以选择所有的受控器件,一旦一个特定的器件被选中,那么在总线控制器发出下一次“复位”信号之前,所有的其他器件都被挂起而忽略随后的通信。如果1-wire从设备与主控制器尚未建立连接,则不能进行数据的传输;一旦成功建立,1-wire从设备将数据线置为低电平,以此通知主控制器已经建立了连接,等待接收命令,这个脉冲称为在线脉冲。主控制器也可以通过发送“复位”信号使数据线变为低电平。当从设备接收到“复位”信号时,通过检测数据线的电平状态,可在数据线变为高电平后立即发出一个在线脉冲。主设备和从设备之间的通信是半双工的双向通信。 小结一下,所有的1-wire通信器件所使用的不同的API有着共同的特性,这反映出源于协议的信息交换的原理,下面通过不同API功能进行分类:大多数的1-wire器件具有存储器,尽管存储器的输入输出功能并不适用于所有器件,但我们还是把它们分为一个通用的API集。 (1)会话功能 分时使用总线。当多项操作在同一器件上运行而不能被打断时,需要

霍尔传感器工作原理 霍尔传感器电路图

佛山职业技术学院实训报告 课程名称传感器及应用 报告内容霍尔传感器制作与调试专业电气自动化技术 班级08152 姓名陈红杰 学号31 二0一0年六月 佛山职业技术学院

《传感器及应用》 霍尔传感器制作实训报告 班级08152 学号31 姓名陈红杰时间2009-2010第二学期项目名称霍尔传感器电路制作与 指导老师张教雄谢应然调试

一、实验目的与要求: 1.对霍尔传感器的实物(电路部分)进行一个基本的了解。 2.了解双层PCB板以及一定(霍尔传感器)的焊接排版的技术和工艺。 二、实验仪器、设备与材料: 1.认识霍尔传感器(电路部分)的元件(附图如下): 2.焊接电路PCB板(双层)和对电路设计的排版工艺的了解。 3.对霍尔传感器的电路原理图进行基本的分析(附图如下): 霍尔传感器原理图:

霍尔开关电路(霍尔数字电路),由三端7812稳压器,霍尔片差分放大器THS119,三端可调分流稳压器TL431及双路JFET的输 入运放TL082和输出级组成。在外磁场的作 用下,当感应强度超过导通阀值时,霍尔电路 输出管导通,输出低电平 TL082是一通用的J-FET双运用算放大 器,其特点有,较低输入偏置电压和偏移电 流,输出没有短路保护,输入级具有较高的 输入阻抗,内建频率被子偿电路,较高的压 摆率。最大工作电压为18V。TL082是霍尔传 感器的核心处理部位。(CON2接口对应霍尔 元件THS119) 霍尔元件THS119封装图

印刷板: 3211 2 2 12 121 2121 21 21212 1 21 2 1 4321 1234 8 7653213 211 2321 121 2 1212 直流电源输入24V ,由IN4148、三端稳压管7812和TL431(串接一个电阻)构成的稳压支路,得到不同的电压。霍尔元件THS119是采样核心元件,值得一提的是Z2这个稳压元件。在实际运用当中精密稳压集成电路TL431并不一定要用实物,可以用一个NPN 型三极管来串接一个电阻来等效代替。 整个电路的设计运用了闭环温度反馈来实现自我保护。主要的设计是RT1热敏电阻,对电路在工作时的表面温度进行控制。这样的设计能很好的起到一个自我保护。 因为我们知道,霍尔传感器的PCB 板是封装在塑料外壳里,由于电路的工作环境的问题,导致电路几乎没有更好的散热(外壳有些导热)。至此,用到RT1热敏电阻来进行温度控制保护显得非常合理。 三、实验操作(焊接): 1.霍尔传感器PCB 双层印制电路板的焊接。 2.了解电路的元件的安排和电路设计线路的排版。 四、实验制作

嵌入式系统中CMOS 图像传感器接口技术

嵌入式系统中CMOS图像传感器接口技术 摘要:提出了CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器在嵌入式系统中的接口技术,通过设计软件驱动使嵌入式处理器能够控制CMOS图像传感器图像数据自动采集。并对CMOS 图像传感器采集的数据进行插值和自动白平衡处理。此接口模块已经成功地应用于二维条码识读器的图像采集模块中,取得了良好的效果。 关键词:CMOS图像传感器;嵌入式Linux;总线;嵌入式系统 背 景 目前数字摄像技术,主要采用两种方式:一种是使用CCD(电容耦合器件)图像传感器,另一种是使用CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。 CCD图像传感器具有读取噪声低、动态范围大、响应灵敏度高等优点。但CCD技术难以与主流的CMOS技术集成于同一芯片之中。因而CCD图像传感器具有体积大、功耗高等缺点。 CMOS图像传感器是近些年发展较快的新型图像传感器,由于采用了CMOS技术,可以将像素阵列与外围支持电路(如图像传感器核心、单一时钟、所有的时序逻辑、可编程功能和模数转换器)集成在同一块芯片上。因此与CCD相比,CMOS图像传感器将整个图像系统集成在一块芯片上,具有体积小、重量轻、功耗低、编程方便、易于控制等优点。对于手持式设备来说,体积和功耗是进行软硬件设计时重点考虑的问题,因此CMOS图像传感器应用在手持式设备当中将会有广阔的前景。 文中将就嵌入式系统中设计CMOS图像传感器的图像采集设备硬件接口技术和软件驱动进行研究。 系统硬件设计 嵌入式系统硬件平台选择 摩托罗拉MC9328MX1处理器基于ARM920T嵌入式处理器内核,能工作于高达200MHz 的主频。它集成了许多模块,支持接口模块、GPIO(General Purpose I/O)接口模块、时钟产生模块(CGM,Clock Generation Module)等,为各种外设提供了灵活的接口控制功能。摩托罗拉MC9328MX1处理器内置的CSI(CMOSSensor Interface)模块提供了时序控制模块,可以适应不同CMOS图像传感器的要求。 COMS图像传感器的选择 ICM105C是IC Media公司生产的一种单芯片数字彩色图像器件,使用1/4英寸的光学系统。它内置了一个640×480(650×490物理像素)传感器阵列、数模转换器和相关双采样电路。它的控制部分使用I2C总线,只需要一个I2C总线的从设备地址就可以对其内部的控制和状态寄存器进行设置和读取。ICM105C输出的是贝叶尔格式的图像数据,其中的RGB颜色分量可以被数字增益所调整,可以反馈给嵌入式处理器进行色彩处理或压缩。

(完整版)传感器的测量及转换电路

传感器的测量及转换电路 传感器测量及处理方式如下: 1.将设定好的数值放入单片机 2.电容位移传感器收集信号。 3.收集的信号通过放大器放大后达到0—5v。 4.从ADC0809的IN0—IN7的任意一条通道输入,转换成数字信号。 5.经A/D转换器输入单片机,进行分析与处理。 6.与设定好的数值进行比较,并输出差值。 7.经D/A转换器转换后输出信号。 8.输出信号经放大器放大后输入电动机。 9.电动机作用被测对象并调整其位移。 所选用的A/D转换器: ADC0809是一种CMOS单片型逐次比较式8路模拟输入、8位数字量输出的A/D转换器。在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。 ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装。下面说明各引脚功能 IN0~IN7:8路模拟量输入端。

2-1~2-8:8位数字量输出端。 ADDA、ADDB、ADDC:3位地址输入 线,用于选通8路模拟输入中的一路。 ALE:地址锁存允许信号,输入,高电平 有效。 START:A/D转换启动信号,输入,高 电平有效。 EOC:A/D转换结束信号,输出,当A/D 转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间 一直为低电平)。 OE:数据输出允许信号,输入,高电平 有效。当A/D转换结束时,此端输入一个高 电平,才能打开输出三态门,输出数字量。 CLK:时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 REF(+)、REF(-):基准电压。 VCC:电源,单一+5V。 GND:地。 单片机与ADC0809以及显示器接口电路图 电路说明:

主要由AD 转换器AD0809,频率发生器SUN7474,单片机AT89S51 及显示用数码管组成。 AD0809 的启动方式为脉冲启动方式,启动信号START 启动后开始转换,EOC 信号在START 的下降沿10us 后才变为无效的低电平。这要求查询程序待EOC 无效后再开始查询,转换完成后,EOC 输出高电平,再由OE 变为高电平来输出转换数据。我们在设计程序时可以利用EOC信号来通知单片机(查询法或中断法)读入已转换的数据,也可以在启动AD0809 后经适当的延时再读入已转换的数据。A T89S51 的输出频为晶振频的1/6 (2MHZ),AT89S1 与SUN7474 连接经与7474 的ST脚提供AD0809的工作时钟。AD0809的工作频范围为10KHZ-1280KHZ,当频率范围为500KHZ 时,其转换速度为128us。 AD0809 的数据输出公式为:Dout=Vin*255/5=Vin*51,其中Vin 为输入模拟电压,Vout 为输出数据。 当输入电压为5V 时,读得的数据为255 再乘以2,得510。我们用510*98%得499,再将百位数码管的小数点点亮,显示为4.99 v,显示值与输入值基本吻。 当单片机执行OUT指令时,只要端口地址范围在300H—307H之内,或非门2输出高电平脉冲,加在START和ALE脚上,就会启动A/D转换,同时将A .B.C进行编码,以选择指定通道进行转换。 基于51 单片机控制的以太网通讯实现 RTL8019AS以太网控制器 主要性能 (1)符号Ethernet II与IEEE802.3(10Base5、10Base2、10BaseT)标准; (2)全双工,收发可同时达到10Mbps的速率; (3)内置16KB的SRAM,用于收发缓冲,降低对主处理器的速度要求; (4)支持8/16位数据总线,8个中断申请线以及16个I/O 基地址选择; (5)支持UTP、AUI、BNC自动检测,还支持对10BaseT 拓扑结构的自动极性修正; (6)允许4个诊断LED引脚可编程输出; (7)100脚的PQFP封装,缩小了PCB尺寸。 接口电路设计 下面介绍51系列单片机与RTL8019AS的接口电路,实现的网络接口采用UTP(无屏蔽双绞线)RJ-45接口。 下图给出了89C52单片机控制RTL8019AS实现以太网通讯的接口电路框图。用到的主要芯片有80C52、RTL8019AS、93C46(64×16bit的EEPROM)、74HC573(8位锁存)、62256(32K 字节的RAM)。

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