Segítjük a 2004 óta növekvő világot

Öt tervezési készség és az érzékelő műszaki mutatói

A szenzorok száma egyre szaporodik a föld felszínén és a körülöttünk lévő terekben, adatokkal látja el a világot. Ezek a megfizethető érzékelők a hajtóereje a dolgok internete fejlődésének és a társadalmunk előtt álló digitális forradalomnak, mégis és az érzékelőkből származó adatok elérése nem mindig egyszerű vagy egyszerű. Ez a cikk bemutatja az érzékelő műszaki mutatóját, 5 tervezési készséget és az OEM vállalkozásokat.

Először is, a műszaki index az objektív alap a termék teljesítményének jellemzésére. Ismerje meg a műszaki mutatókat, segítse a termék helyes kiválasztását és használatát. Az érzékelő műszaki mutatói statikus és dinamikus mutatókra oszlanak. A statikus mutatók elsősorban az érzékelő teljesítményét vizsgálják statikus invariancia esetén, beleértve a felbontást, az ismételhetőséget, az érzékenységet, a linearitást, a visszatérési hibát, a küszöböt, a kúszást, a stabilitást és így tovább. A dinamikus index elsősorban az érzékelő teljesítményét vizsgálja az adott körülmények között gyors változás, beleértve a frekvenciaválasztást és a lépésreakciót.

Az érzékelő számos technikai mutatója miatt különböző adatokat és szakirodalmat írnak le különböző szögből, hogy a különböző emberek eltérő megértéssel, sőt félreértéssel és kétértelműséggel rendelkezzenek. Ebből a célból az érzékelő alábbi több fő technikai mutatója értelmezhető:

1, felbontás és felbontás:

Meghatározás: A felbontás a legkisebb mért változásra vonatkozik, amelyet egy érzékelő képes észlelni. A felbontás a felbontás és a teljes skálaérték arányára vonatkozik.

1. értelmezés: A felbontás az érzékelő legalapvetőbb mutatója. Ez az érzékelő azon képességét képviseli, hogy meg tudja különböztetni a mért objektumokat. Az érzékelő egyéb műszaki jellemzőit a minimális egység felbontása határozza meg.

A digitális kijelzővel rendelkező érzékelők és műszerek esetében a felbontás határozza meg a megjelenítendő számjegyek minimális számát. Például az elektronikus digitális féknyereg felbontása 0,01 mm, a jelzőhiba pedig ± 0,02 mm.

2. értelmezés: A felbontás abszolút szám egységekkel. Például a hőmérséklet -érzékelő felbontása 0,1 ℃, a gyorsulási érzékelő felbontása 0,1 g stb.

3. értelmezés: A felbontás rokon és nagyon hasonló fogalom a felbontáshoz, mindkettő az érzékelő felbontását jelenti a méréshez.

A fő különbség az, hogy a felbontást az érzékelő felbontásának százalékában fejezik ki. Ez relatív, és nincs mérete. Például a hőmérséklet -érzékelő felbontása 0,1 ℃, a teljes tartomány 500 ℃, a felbontás 0,1/500 = 0,02%.

2. Ismételhetőség:

Meghatározás: Az érzékelő megismételhetősége a mérési eredmények közötti különbség mértékére vonatkozik, ha a mérést többször megismétlik ugyanabba az irányba, azonos feltételek mellett. Ismétlődési hiba, reprodukciós hiba stb.

1. értelmezés: Az érzékelő megismételhetőségének az azonos feltételek mellett végzett több mérés közötti különbség mértékének kell lennie. Ha a mérési feltételek megváltoznak, a mérési eredmények összehasonlíthatósága megszűnik, ami nem használható az ismételhetőség értékelésének alapjául.

2. értelmezés: Az érzékelő megismételhetősége az érzékelő mérési eredményeinek szóródását és véletlenszerűségét jelzi. Az ilyen szóródás és véletlenszerűség oka az, hogy elkerülhetetlenül különböző véletlenszerű zavarok vannak az érzékelőn belül és kívül, ami az érzékelő végső mérési eredményeit eredményezi bemutatva a véletlen változók jellemzőit.

3. értelmezés: A véletlen változó szórása reprodukálható mennyiségi kifejezésként használható.

4. értelmezés: Több ismételt mérés esetén nagyobb mérési pontosság érhető el, ha az összes mérés átlagát vesszük végső mérési eredménynek. Mivel az átlag szórása lényegesen kisebb, mint az egyes mérések szórása.

3. Linearitás:

Definíció: A linearitás (linearitás) az érzékelő bemeneti és kimeneti görbéjének eltérését jelenti az ideális egyenestől.

1. értelmezés: Az ideális érzékelő bemeneti/kimeneti kapcsolatnak lineárisnak kell lennie, és a bemeneti/kimeneti görbéjének egyenesnek kell lennie (piros vonal az alábbi ábrán).

A tényleges érzékelő azonban többé -kevésbé különböző hibákat tartalmaz, ami azt eredményezi, hogy a tényleges bemeneti és kimeneti görbe nem az ideális egyenes, hanem egy görbe (a zöld görbe az alábbi ábrán).

A linearitás az érzékelő tényleges jelleggörbéje és az off-line vonal közötti különbség mértéke, más néven nemlinearitás vagy nemlineáris hiba.

2. értelmezés: Mivel az érzékelő tényleges jelleggörbéje és az ideális vonal közötti különbség különböző mérési méretekben eltérő, a különbség maximális értékének és a teljes tartomány értékének arányát gyakran használják a teljes tartományban. Nyilvánvaló , a linearitás is relatív mennyiség.

3. értelmezés: Mivel az érzékelő ideális vonala ismeretlen az általános mérési helyzethez, nem lehet megkapni. Emiatt gyakran kompromisszumos módszert alkalmaznak, azaz közvetlenül az érzékelő mérési eredményeit használják az illesztési vonal kiszámításához amely közel van az ideális egyeneshez. A konkrét számítási módszerek közé tartozik a végpont vonal módszer, a legjobb egyenes módszer, a legkisebb négyzet módszer és így tovább.

4. Stabilitás:

Meghatározás: A stabilitás az érzékelő azon képessége, hogy egy bizonyos ideig fenntartja teljesítményét.

1. értelmezés: A stabilitás a fő mutató annak vizsgálatára, hogy az érzékelő stabilan működik -e egy bizonyos időtartományban. Az érzékelő instabilitását okozó tényezők elsősorban a hőmérséklet -eltolódást és a belső feszültségoldást foglalják magukban. Ezért hasznos a hőmérsékletkompenzáció növelése és öregedési kezelés a stabilitás javítása érdekében.

2. értelmezés: A stabilitás rövid időtartamú és hosszú távú stabilitásra osztható az időtartam hosszának megfelelően. Ha a megfigyelési idő túl rövid, a stabilitás és az ismételhetőség közel van. Ezért a stabilitási index elsősorban a hosszú -hosszú távú stabilitás. Az adott időtartam, a környezet felhasználásának és a meghatározandó követelményeknek megfelelően.

3. értelmezés: Az abszolút hiba és a relatív hiba is használható a stabilitási index mennyiségi kifejezésére. Például egy húzástípusú erőérzékelő stabilitása 0,02%/12h.

5. Mintavételi gyakoriság:

Meghatározás: A mintavételi sebesség azt a mérési eredményt jelenti, amelyet az érzékelő időegységenként mintázhat.

1. értelmezés: A mintavételi gyakoriság az érzékelő dinamikus jellemzőinek legfontosabb mutatója, amely tükrözi az érzékelő gyors reagálási képességét. A mintavételi gyakoriság az egyik műszaki mutató, amelyet teljes mértékben figyelembe kell venni a gyors mérésváltás esetén. A Shannon mintavételi törvénye szerint az érzékelő mintavételi gyakorisága nem lehet kevesebb, mint a mért változási gyakoriság kétszerese.

2. értelmezés: Különböző frekvenciák használatával az érzékelő pontossága is ennek megfelelően változik. Általánosságban elmondható, hogy minél magasabb a mintavételi frekvencia, annál kisebb a mérési pontosság.

Az érzékelő legnagyobb pontosságát gyakran a legalacsonyabb mintavételi sebességgel vagy statikus körülmények között érik el. Ezért az érzékelő kiválasztásakor figyelembe kell venni a pontosságot és a sebességet.

Öt tervezési tipp az érzékelőkhöz

1. Kezdje a busz szerszámmal

Első lépésként a mérnöknek azt a megközelítést kell alkalmaznia, hogy először csatlakoztatja az érzékelőt egy buszeszközön keresztül, hogy korlátozza az ismeretlent. A buszeszköz összeköti a személyi számítógépet (PC), majd az érzékelő I2C, SPI vagy más protokollját, amely lehetővé teszi a érzékelő a „beszédhez”. Egy buszeszközhöz társított PC -alkalmazás, amely ismert és működő forrást biztosít az adatok küldéséhez és fogadásához, és nem ismeretlen, nem hitelesített beágyazott mikrokontroller (MCU) illesztőprogram. A Bus segédprogram keretében a fejlesztő üzeneteket küldhet és fogadhat, hogy megértse a szakasz működését, mielőtt beágyazott szinten próbálna működni.

2. Írja be az átviteli interfész kódját Pythonba

Miután a fejlesztő megpróbálta használni a buszszerszám érzékelőit, a következő lépés az alkalmazáskód írása az érzékelőkhöz. Ahelyett, hogy közvetlenül a mikrokontroller kódjára ugrik, írja be az alkalmazáskódot a Pythonba. Sok busz segédprogram konfigurálja a beépülő modulokat és a mintakódot írás írásakor. parancsfájlok, amelyeket a Python általában követ. A NET egyik nyelve az in.net webhelyen. Az alkalmazások írása a Pythonban gyors és egyszerű, és módot kínál az érzékelők tesztelésére olyan alkalmazásokban, amelyek nem olyan bonyolultak, mint a beágyazott környezetben végzett tesztelés. -szintű kód megkönnyíti a nem beágyazott mérnökök számára az érzékelő szkriptek és tesztek bányászását beágyazott szoftvermérnök gondozása nélkül.

3. Tesztelje az érzékelőt Micro Python segítségével

Az első alkalmazáskód Python-ban történő írásának egyik előnye, hogy a Bus-segédprogram-programozási felülethez (API) történő alkalmazáshívások egyszerűen kicserélhetők a Micro Python hívásával. A Micro Python valós idejű beágyazott szoftverben fut, amely számos érzékelők a mérnökök számára, hogy megértsék értékét. A Micro Python Cortex-M4 processzoron fut, és ez egy jó környezet az alkalmazáskódok hibakereséséhez. Nem csak egyszerű, nem kell ide I2C vagy SPI illesztőprogramokat írni, mivel ezek már szerepelnek a Micro Python funkciójában könyvtár.

4. Használja az érzékelő szállítói kódját

Bármilyen mintakód, amelyet „le lehet kaparni” az érzékelő gyártójától, a mérnököknek hosszú utat kell megtennie, hogy megértsék az érzékelő működését. Sajnos sok érzékelőgyártó nem szakértő a beágyazott szoftverek tervezésében, ezért ne várja el, hogy a gyönyörű építészet és az elegancia gyártásra kész példája. Csak használja a szállítói kódot, ismerje meg ennek a résznek a működését, és addig fog felmerülni az újrafaktorálás frusztrációja, amíg nem lehet tisztán integrálni a beágyazott szoftverekbe. Kezdődhet „spagettiként”, de kihasználja a gyártókat „Az érzékelőik működésének megértése segít csökkenteni a sok romos hétvégét a termék bevezetése előtt.

5. Használja az érzékelőfúziós funkciók könyvtárát

Valószínű, hogy az érzékelő átviteli interfésze nem új, és korábban nem volt ilyen. Az összes funkció ismert könyvtárai, mint például a sok chipgyártó által biztosított „Sensor Fusion function Library”, segítik a fejlesztőket a gyors vagy még jobb tanulásban, és elkerülik a a termék felépítésének átalakításának vagy drasztikus módosításának ciklusa. Sok érzékelő integrálható általános típusokba vagy kategóriákba, és ezek a típusok vagy kategóriák lehetővé teszik az illesztőprogramok zökkenőmentes fejlesztését, amelyek megfelelően kezelve szinte univerzálisak vagy kevésbé újrafelhasználhatóak. érzékelőfúziós funkciókat, és megtanulják erősségeiket és gyengeségeiket.

Amikor az érzékelőket beágyazott rendszerekbe integrálják, számos módon javíthatja a tervezési időt és a könnyű kezelhetőséget. A fejlesztők soha nem hibázhatnak úgy, hogy a tervezés elején és az integráció előtt megtanulják, hogyan működnek az érzékelők magas szintű absztrakcióból egy alacsonyabb szintű rendszerbe. A ma rendelkezésre álló erőforrások nagy része segíteni fog a fejlesztőknek, „anélkül, hogy a nulláról kellene kezdeniük”.


Feladás ideje: 2021. augusztus 16