智能传感技术学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-12 格式:PPTX 页数:30 大小:450KB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学传统传感器是指:能感受(gǎnshòu)规定的被测量,定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换器件组成。智能传感器定义为:集成有传感器,带有微处理器,具有信息监测与处理功能的器件或装置叫智能传感器。智能传感器是由传统的传感器和微处理器(或微计算机)相结合而构成的.它充分利用微处理器的计算和存储能力,对传感器的数据进行处理.并能对它的内部行为进行调节.使采集的数据最佳。微处理器是智能传感器的核心,它不但可以对传感器的测量数据进行计算、存储、数据处理,还可以通过反馈回路对传感器进行调节。由于微处理器充分发挥各种软件的功能,可以完成(wánchéng)硬件难以完成(wánchéng)的任务,从而大大降低了传感器制造的难度,提高传感器的性能,降低成本。智能传感器比传统传感器在功能(gōngnéng)上有极大提高,几乎包括仪器仪表的全部功能(gōngnéng),主要表现在:⑴逻辑判断、统计处理功能(gōngnéng)⑵自检、自诊断和自校准功能(gōngnéng)⑶软件组态功能(gōngnéng)⑷双向通信和标准化数字输出的功能(gōngnéng)⑸人机对话功能(gōngnéng)⑹信息存储与记忆功能(gōngnéng)这些功能(gōngnéng)决定了智能传感器具有高的准确性、灵活性、可靠性以及性价比。智能传感器具有通过软件对前端传感器进行(jìnxíng)非线性的自动校正功能,即能够实现传感器输入-输出的线性化。非线性自动校正(jiàozhèng)方法主要有查表法、曲线拟合法和神经网络法三种2.曲线拟合法智能传感器自诊断技术俗称“自检(zìjiǎn)”,要求对智能传感器自身各部件,包括软件和硬件进行检测,如ROM、RAM、寄存器、插件、A/D及D/A转换电路及其它硬件资源等的自检(zìjiǎn)验,以及验证传感器能否正常工作,并显示相关信息。对传感器进行故障诊断主要以传感器的输出值为基础的,主要有:①硬件冗余诊断法②基于数学模型的诊断法③基于信号处理的诊断法④基于人工智能的故障诊断法传感器的电磁兼容性是指传感器在电磁环境中的适应性,它要求传感器在同一时空环境的其它电子设备相互兼容,既不受电磁干扰的影响,也不会对其它电子设备产生影响。抑制传感器电磁干扰可以从以下几个方面考虑:一是削弱和减少噪声信号的能量;二是破坏干扰的路径;三是提高线路本身的抗干扰能力。提高抗干扰能力具体方法有以下几种(jǐzhǒnɡ):一是电磁屏蔽:是抑制干扰耦合的有效途径;二是接地:是消除传导干扰耦合的重要措施;三是元器件选择:采用降额原则并选择高精密的元器件;四是合理设计电路板:尽量减少闭合回路所包含的面积。1-Wire总线采用一种特殊的总线协议,通过单条连接线解决(jiějué)了控制、通信和供电问题,是具备电子标识、传感器、控制和存储等多种功能的器件。其适用于单个主机系统控制一个或多个从机设备,在分布式低速测控系统中有着广泛应用。1.1-Wire单总线器件(qìjiàn)的硬件结构2.1-Wire单总线器件(qìjiàn)的时序写0时序(shíxù)图I2C总线是Philips公司20世纪80年代推出的一种用于IC器件之间的二线制串行扩展总线,它可以有效(yǒuxiào)地解决数字电路设计过程中所涉及到的许多接口问题。1.I2C总线的电气结构I2C总线接口(jiēkǒu)内部为双向传输电路,总线端口输出为开漏结构,总线上必须有上拉电阻。2.I2C总线时序I2C总线上数据(shùjù)传递时序图如图所示。总线上传送的每一帧数据(shùjù)均为一个字节。发送时,首先发送的是数据(shùjù)的最高位。每次传送开始有起始信号,结束时有停止信号。在总线传送完一个字节后,可以通过对时钟线的控制使传送暂停。3.基于I2C接口的集成数字温度传感器LM75A介绍一种具有I2C接口的集成数字温度传感器LM75A,它既可以作为温度测量装置(zhuāngzhì)使用,还可以作为温度控制装置(zhuāngzhì)使用。SPI总线是Motorola公司推出的一种同步串行外设接口技术。SPI接口是在CPU与外围器件之间进行同步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,低位在后,为全双工通信,数据传输速度总体来说比I2C总线要快,速度可达几Mbps。SPI总线的特点主要有以下几点:①高效的、全双工、同步的通信总线;②简单易用:只需要占用(zhànyònɡ)四根线,节约管脚,为PCB布局节省了空间;③可同时发出、接收串行数据;④可当作主机或从机工作,频率可编程;⑤具有写冲突保护、总线竞争保护等功能。1.SPI总线的连接结构SPI总线可以同时发送和接收串行数据(shùjù)。它只需四条