三、差动方式
使传感器以两个相反方向,即一个增大,另一个减小,感受同一被测变量,而以两个相同方向感受干扰量,并取两种函数之差,则构成选择信号的差动方式。
四、滤波方式
它是利用被测信号与干扰信号在频率域内的差别,即它们的频率范围不同,对信号进行选择的一种方式。通常采用各种滤波器,如机械式滤波器、滤波电路等来实现。例如,在传感器上装防振橡胶,可消除机械振动噪声对传感器的影响,这里的防振橡胶就是机械式滤波器。
当被测信号与干扰信号在同一频率范围内时,可先对被测信号进行调制,将其移到别的频率范围内,然后用滤波方式对信号进行选择。例如,莫尔条纹信号的调制,可消除温度等低频干扰的影响。
五、同步方式
当被测信号与干扰信号出现的时间不同时,可在信号出现的时间间隔内读取信号。
当被测信号夹杂并淹没在干扰信号中时,如果已知被测信号的频率或周期,则可采用最简单最有效的同步检波法来选择信号。设被测信号为用标准信号为出为
,选
,把它们同时输至同步检波器(是一种乘法器),则输
信号,再通过低通滤波器滤除
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,交流分量
后,就可得到信号。当时,输出为最大。由于干扰信号是不规
则的或其频率不同于被测信号,因此通过低通滤波器可基本消除干扰对输出的影响。
当被测信号为规则信号,并已知其周期时,可采用同步迭加平均法(或称同步加算平均法)将埋没在干扰中的被测信号检测出来。图1-5-3所示为同步迭加平均法原理,在t轴上按被测信号的周期分段Tl,T2,?,并以相同起始点进行N次相加,即将被测信号放大N倍,而干扰信号因其随机性只被放大
倍,因此
信噪比提高了波法复杂。
倍,使埋入不规则干扰中的信号极易检测,但其装置比同步检
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本章内容结构:
传感器的构成方法
基本型
能量变换基本型 辅助能源型 能量控制基本型 电路参数型 多级变换型 参比补偿型 差动结构型 反馈型
传感器与被测对象的关联
传感器与固体对象的联接方式 接触型 非接触型
传感器与流体被测对象的联接 传感器对信号的选择
固定方式 补偿方式 差动方式 滤波方式 同步方式 参考文献:
金篆芷,王明时. 现代传感技术.电子工业出版社
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第5章 智能传感器
§1 智能传感器的基本概念 一、
智能传感器的定义
所谓智能传感器,就是带微处理器、兼有信息检测和信息处理功能的传感器。智能传感器的最大特点就是将传感器检测信息的功能与微处理器的信息处理功能有机地融合在一起。从一定意义上讲,它具有类似于人工智能的作用。需要指出,这里讲的“带微处理器”包含两种情况:一种是将传感器与微处理器集成在一个芯片上构成所谓的“单片智能传感器”;另一种是指传感器能够配微处理器。显然,后者的定义范围更宽,但二者均属于智能传感器的范畴。 二、
智能传感器的发展阶段
智能化传感器是将被测量转换成电信号(若光计算机问世,则转换成光信号),记忆并序储所需数据,然后对这些数据进行解析和作统计处理,再变换成需要的数据形式输出,得到有用的信息。智能传感器是传感器技术的发展方向。根据传感器技术的发展,将传感器智能化按其功能分成以下几个阶段。
1.初级智能化。仅具有改善非线性误差、消除噪声影响、提高精度的功能。 2.自立智能化。增加了自我诊断、自我校正等自我调节功能,具有就地处理、适应环境的能力。
3.高级智能化。还具有多维检测、特征检测、图像显示、图像识别等功能,具有分析记忆、模式识别、自学习甚至思维能力。 三、
智能传感器应具备的功能
智能传感器在具有常规传感器的所有功能的基础上,通常还应具有以下主要功能是:
(1)具有自校零、自标定、自校正功能; (2)具有自动补偿功能;
(3)能够自动采集数据,并对数据进行预处理; (4)能够自动进行检验、自选量程、自寻故障; (5)具有数据存储、记忆与信息处理功能;
(6)具有双向通讯、标准化数字输出或者信号输出功能; (7)具有判断、决策处理功能。
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