新型传感器技术论文

新型传感器技术论文（精选10篇）

新型传感器技术论文 第1篇

1 应用传感器技术的好处

1.1 提升汽车的稳定性

将传感器技术应用在汽车上可以大大的提高汽车运行的稳定性。当汽车在运行的过程中, 传感器可以将汽车运行的各项实时数据收集, 传送给发动机的电子控制单元 (ECU) , 由电子控制单元对发动机的工作状况进行精确的控制。帮助汽车稳定的行驶, 减少汽车发生故障的几率。

1.2 提升汽车的操控性

检验汽车是否是一个好车的重要标准就是汽车的可操控性。在汽车技术上应用传感器技术可以明显的提升汽车的操控性, 汽车里的各种传感器可以迅速的感应用户的每一个操作动作, 根据用户的动作, 向汽车电子控制单元发出指令, 电子控制单元会根据指令响应并操控汽车的零部件工作。

1.3 提升汽车驾驶的舒适性

随着科技的发展, 人们越来越注重汽车驾驶的舒适性。“最好的科技是让用户感受不到科技的存在”在汽车里发挥作用的各种汽车传感器就能起到这种让人感受不到它存在的效果。汽车传感器可以改变汽车以往的工作方式, 使汽车朝着更人性化的方向发展, 以人为本, 提升用户的驾驶体验。

2 汽车传感器的种类

由于汽车的功能繁多, 传感器要向电子控制单元反馈的信息也较多, 所以汽车中运用的传感器也非常多。通常, 我们可以根据这些传感器的工作原理, 将其分为以下八大类。第一类, 电阻应变式。这类传感器包括空气流量传感器、压力传感器、节气门位置传感器等。第二类, 电容式。这类传感器包括机油传感器、碰撞传感器、燃油液位传感器等。第三类, 电感式。这类传感器包括齿杆位置传感器、爆震传感器、加速度传感器等。第四类, 压电式。这类传感器包括进气压力传感器、减震器传感器、爆震传感器等。第五类, 磁电式。这类传感器包括发动转速车速转速传感器、曲轴和凸轮轴位置传感器、方向盘转角传感器等。第六类, 热电式。这类传感器包括水温传感器、空气流量传感器、进气温度传感器等。第七类, 广电式。这类传感器包括曲轴位置传感器、安全保护系统、盲区信息系统等。第八类, 化学式。这类传感器包括氧传感器、湿度检测传感器等。

3 传感器的工作原理

一般而言, 一辆汽车的电子控制系统由电子控制单元 (ECU) 、传感器和执行器三大部分组成, 其中, 就以传感器的数量最多, 普通汽车能有几十个传感器, 而好点儿的汽车能达到上百个, 这些传感器共同作用, 使汽车达到最佳的运行状态。

汽车的控制系统是以电子控制单元为控制中心的, 它操控着整部汽车的各项功能。安装在汽车方向盘、车轮、地盘、脚踏板等部件上的各种传感器检测出汽车在运行状态时各个部件的参数, 通过电信号, 传送给电子控制单元, 电子控制单元再通过预存在汽车电脑里的各种运行程序向汽车上的各种执行器发出指令, 使汽车在正常, 安全的情况下行驶。

然而, 汽车的运行环境并不是都是在平坦的公路上, 使用环境有时候会很恶劣。泥泞的小路、崎岖的山路等都对传感器的性能提出了较高的挑战。由蒸汽、轮胎污泥、水花带来的温度、湿度挑战, 由振动冲击带来的机械挑战, 由电源、电磁干扰带来的电气挑战等。这就要求新型的传感器要具有对河水、雨水的耐水性能, 对恶劣路面的耐振耐尘性能, 对污染空气的耐腐蚀性能等。所有的这这性能都是一个新型的汽车传感器所要具备的特质。

4 汽车传感器的发展趋势

随着科学技术的不断更新, 汽车的传感器技术仍然在不断的改进。汽车的传感器将会朝着智能化、微型化、多功能化和集成化的方向发展。所谓智能化, 就是汽车的传感器不但能进行简单的信息处理和存储能力, 还将具有信息的逻辑思考和计算能力, 与微型电脑结合在一起, 更加的“聪明”。而多功能化的意思就是说, 新型的汽车传感器各种不同种类的传感器集成在一块芯片上, 使一块芯片能达到多种传感效果。微型化与集成化是相辅相成的, 只有实现了集成化, 把多个传感器集成到一个芯片上, 才能实现传感器的微型化。当然, 微型化还能将以前的原件替换为微米级别的的原件, 大大缩小传感器的体积。

5 结束语

新型传感器在汽车技术上的应用体现了汽车电子技术的综合发展, 使汽车工业朝着智能化、舒适化、轻量化的方向发展, 汽车的综合性能有了质的飞跃。传感器的综合应用优化了汽车的操控系统, 提高了汽车操作的稳定性, 降低了汽车尾气的污染, 减少了汽车的油耗, 响应了国家节能减排的号召。另外, 新型传感器在汽车技术上的应用也迎合了人们对汽车操作舒适性越来越高的要求。总之, 传感器已经成了如今汽车中必不可少的零件, 未来, 新型的传感器会越来越广泛的应用到汽车的制造工业中, 它是我国汽车工业的发展过程中重要的一环, 也为国民经济的提高发挥着不可或缺的作用。

参考文献

[1]孙陆平, 王钊.新型开关振动式传感器在汽车防盗报警系统中的应用[J].传感器技术, 1995.

新型视觉传感器 第2篇

新型视觉传感器能够感知眼底的压力 传感器能监控产品生产过程、发现航天器外壳微小破损、甚至确定洗衣机内衣物多少，而在将来，它们能被用于人体组织，在眼睛、膀胱和大脑压力过高时发出警报。 如果眼部压力过高，神经纤维就会死去，从而导致视场损失甚至失明。由于眼内压力升高(青光眼)通常没有疼痛感，因此一般诊断得较晚，并且这类病人常在老年期发展为白内障。 这种情况下，医生通常移除病人晶状体，然后植入人造晶状体。为避免神经纤维进一步损失，病人需要通过药物对眼内压进行尽可能精确的调节。不幸的是，药物作用下压力还是会变化，因此病人需要定期检查，并不断调整药物剂量。 由德国Duisburg的Fraunhofer微电子电路和系统IMS研究所科学家发明的一种传感器能使病人不再需要定期接受医生检查，

IMS生物混合系统主任ThomasvandenBoom说：“我们在人造晶状体内植入了2.5x2.6mm的传感器。这不会损伤病人视觉。” 传感器上下部由电极构成：上部电极柔韧，下部则较坚硬。当眼内压上升时，上部电极向内推入，减少电极间距离，导致电容增加。 利用一个微小天线，传感器将压力数据传递给特制镜框，病人就可通过辅助装置看到压力数据是否达到临界值。眼镜内的天线通过电磁场供给传感器所需能量。VandenBoom说：“能量需要被控制在最小，所有部件只在需要时开启。” 目前这一技术正在接受临床测试，可望在2-3年内投入使用。除了用于眼睛，它还可以植入大腿或上臂血管来监测高血压，并为颅内压过高和失禁病人带来帮助。

新型温度传感器的研究与发展 第3篇

【关键词】温度传感器；光纤传感器；热敏电缆

温度是最为大家所熟知的物理参数，它是人们生产生活中接触最广泛也是最重要的一个工艺参数，无论是农业的生产还是工业的发展，甚至科学研究和现代化国防建设，都涉及到温度这一参数，也就自然而然的需要温度测量以及新型温度传感器和测量技术的研发。随着近些年科技的迅速发展，温度传感器俨然成为科技研发和工业生产中应用范围最广的传感器之一，也因此有了传统领域的传统温度传感器技术的迅猛发展。但是温度传感器或者说传感器的针对性很强，在不同领域的温度测量工作可能因为细微的环境变化就会造成测量精度的显著偏差，必须有针对性的进行应用才能取得满意的测量结果。特别是针对近些年涌现出的诸多高科技领域，情况更是明显。必须致力于开发针对各新领域的新型温度传感器及特殊的实用测量技术以满足科技研发以及工业发展的需求。本文将对近些年出现的一些新型温度传感器原理与应用前景进行简单介绍。

一、光纤温度传感器

光线温度传感器的出现得益于光导纤维（简称光纤）的出现和其在应用领域的潜力陆续被发现。光纤早在上个世纪70年代就被研发出来，随着相关技术的完善，光纤的一系列优点使其在众多传感材料中脱颖而出，特别是近几年激光技术的成熟，促使了光纤传感在应用领域得到了研发人员的青睐。光纤传感器的种类众多，主要有压力光纤传感器、位移光纤传感器、角速度和线速度光纤传感器、温度光纤传感器、电流光纤传感器、电压光纤传感器等近百种不同类型的光纤传感器，这些传感器的面世，解决了许多传统传感器力所不及的新型应用问题。虽然种类繁多，但众多光纤传感器原理大致相同，都是将被测量的物理参数的变化转变为可测的光信号。光纤传感器一般由三大部分构成——光耦合器、传输光纤及光电转换器。可以预料，在未来技术发展的新技术革命的浪潮中，光纤传感器必将扮演更加重要的作用。

二、特种测温热敏电缆

传统的温度传感器采用热电偶作为主要部件，并在传统温度测量领域取得了良好的测量效果。近些年随着应用领域的细化，也促进了特种温度传感器的发展。近年来，随着对火灾事故预警的重视，使得特种测温热敏电缆得到了广泛的应用。这一特种测温传感器也被称为连续热电偶或寻热式热电偶。

热敏电缆虽然也是利用电偶热电效应，但不同于传统温度传感器的是，它测量的不是偶头部的温度，而是沿热电极长度上最高温度点的温度。由于热敏电缆的这一优点，它首先被安装在航空母舰、军用飞机等高精度、高科技含量的军事设备中。随着近些年一些军用技术的民用化，热敏电缆也被应用在众多领域来预防和减少因“过热”引起的事故和损失。

目前，民用的热敏电缆主要有两个类型（FTLD和CTTC），它们测温原理相同，只是材料构成、外形尺寸、工作温度等主要技术参数不同。

热敏电缆的分度与普通热电偶虽有些许差异，但基本上可以忽略。这是因为，虽然连续热电偶的“临时”热接点不是紧密连接，热接点之外两电极间也并非完全绝缘，导致了热敏电缆的输出热电势与同种热电偶相比稍有降低，换算成温度大约相差十几摄氏度，但这一误差范围这对于火警预报来说仍在可以接受的范围之内。

三、石英温度计

随着技术向着高精尖方向发展，科学研发和工业发展对温度测量与控制的要求日趋苛刻，尤其是高精度、高分辨率的温度传感器在众多领域中扮演起越来越重要的角色，大有取代普通传感器的趋势，其中最为大家接受的当属石英温度传感器。石英温度传感器之所以能有理想的应用效果，主要得益于其精密的特性：

高分辨率：分辨率达0.001～0.0001℃。

高精度：在-50℃～120℃范围内，精度为±0.05℃。普通温度计的精度为±0.1℃。

误差小：热滞后误差小，响应时间为1s，可以忽略。

性能稳定：它是频率输出型传感器，故不受放大器漂移和电源波动的影响，即使将传感器远距离（如1500m）设置也不受影响，但是抗强冲击性能较差。

石英温度传感器的诸多优点使得其在一些特定应用领域大有一枝独秀的势头。石英温度计既可用于高精度、高分辨率的温度测量，又可作为标准温度计进行量值传递，也可以在现场稳态温度场合下进行精密测溫或用于恒温槽的精密控温，最让人称道的是利用它还可以远距离地进行多点温度测量。这些都是传统温度传感器力所不及之处，石英传感器的发展极大地填补了这一不足。

四、声学温度计

声学测温技术具有测温原理简单、非接触、测温范围宽（0～1900℃）、可在线测量等一系列优点，特别是非接触这一特性使得其成为显著区别于传统温度传感器的新型传感器。也使得其在诸如发电厂、垃圾焚烧炉、水泥回转窑这样测温环境恶劣、不是适宜接接触的工作环境中得到了广泛的应用。

五、利用超声波测量气体温度

超声波温度计的原理基础是超声波在气体中传播速度是一变化函数，当温度改变时，其传播速度也发生变化。同时，由于测量工作具有响应速度快、不受外壁热辐射影响等优点，使得超声波温度计的测量精度得到了保证。

声速的测量方法大致有两种：

脉冲法测量：如果发声器与声音接收装置间的距离为L，传播的时间为t，则可依据u=L/t，求得u。当测量环境的风速较大时，为保证测量精度，不要按照之前的方法直接测量声速，可以将声音发射器与声音接收器在一次测量后进行位置交换，然后进行第二次测量，选用两者的平均速度作为测量结果。

共振法测量：利用共振频率f=u/l可求得u。

除此之外，还有固体超声波温度计、核四级共振温度计 （NQR温度计）、DSl820智能温度传感器、热噪声温度计等诸多类型应用广泛的新型温度传感器。但无论种类如何繁多，新型传感器的发展方向始终是向着高精度、高灵敏度稳步前进。

结语

近年来，新型温度传感器的发展方式依然明了，各式温度传感器层出不穷，我们有理由相信随着未来生产与研发的加速，新型温度传感器的研发竞争将日趋惨烈，但也毕竟是各国科技竞争的必争之地。致力于开发针对各新领域的新型温度传感器及特殊的实用测量技术将是我国能否在传感器领域保持与世界同步甚至是超越诸多发达国家的关键课题之一。

参考文献

[1]胡玲.光纤温度传感器的研究与发展[J].科协论坛（下半月），2010（05）.

[2]胡鸿志.基于新型温度传感器的数字温度计设计[J].电子测量与仪器学报，2011（08）.

新型传感器技术论文 第4篇

1、微型电场传感器工作原理

基于MEMS技术的微型电场传感器是基于导体在电场中感应电荷的原理, 如图1所示。传感器的屏蔽电极与正负感应电极均为导电的多晶硅材料, 当屏蔽电极向右振动, 正感应电极会部分暴露于外电场之中, 正感应电极上的感应电荷会增加, 同时屏蔽电极会遮挡负感应电极的部分面积, 负感应电极上的感应电荷会减少, 当屏蔽电极周期性振动时, 正负感应电极上就会产生大小相同, 方向相反的感应电流, 利用差分检测电路, 就可以检测出感应电流的大小, 从而实现外电场的探测。

基于微加工技术的微型电场传感器具有一些明显的优点:体积小、重量轻、功耗低、可批量生产、成本低、易于集成化。试验中所使用的微型电场圆形传感器, 如图2所示。

2、绝缘子缺陷检测试验

采用微型电场传感器对110k V复合绝缘子进行缺陷检测试验。其中试验电源为250k V工频电压发生器, 分压器为100k V阻容式分压器, 分压比为1000:1, 测量精确度优于0.5%, 测量探头的位置控制采用电动液压升降车, 可以保证测量位置在±0.5cm。缺陷复合绝缘子的模拟采用预埋铁丝进行模拟, 分别在绝缘子高压端、中部和接地段预埋5cm的细铁丝。微型电场传感器固定在绝缘杆一端, 采集用的数据通过无NI的无线收发模块完成, 绝缘杆的另外一段固定在电动液压升降车上, 以便于保证人员的安全和精确控制检测的位置。试验布置准备工作完成后, 给110k V复合绝缘子施加64k V左右的工频电压, 用微型电场圆筒传感器探头, 如图3所示, 分别测量了距离110k V复合绝缘子0.2m、0.35m和0.75m三种不同距离情况下的径向电场分布。传感器探头由绝缘子低压端扫描到高压端, 并每隔5cm测量一个数据点, 依次测量22个点的工频径向电场强度。当传感器的测量距离越远时, 中部缺陷复合绝缘子的径向电场分布和无缺陷复合绝缘子相比无明显变化, 未产生下陷特征, 如图4所示。当测量距离较近时, 传感器探头可以检测出中部缺陷复合绝缘子的电场分布发生明显变化, 其径向电场分布产生明显下陷特征, 如图5所示。

通过本次试验发现存在以下问题: (1) 复合绝缘子缺陷对径向电场的影响不是很明显, 作为检测特征量的分辨率较低, 需要进一步完善试验方案。 (2) 传感器的探头结构不合理, 不能有效提高空间电场的分辨率, 由于模拟缺陷为4cm的细铁丝, 而传感器的尺寸为直径3cm, 长度为11cm的圆筒, 这在某种程度上限制了传感器的空间分辨率。 (3) 检测的点不够多, 在一定程度上也降低了空间分辨率。

3、结语

本文设计了一种基于电场法的绝缘缺陷检测试验方法, 该方法能准确定位, 安全并提高试验效率, 能为绝缘子缺陷检测装置的试验提供参考。

复合绝缘子缺陷检测实验测试结果表明, 当测量距离较近时, 传感器探头可以检测出缺陷复合绝缘子的电场分布发生明显变化, 其径向电场分布的曲线与正常复合绝缘子的电场分布曲线相比较, 有明显减小的特征。

该传感器在复合绝缘子缺陷检测中得到应用还需要在以下几个方面开展更加深入的研究。

(1) 针对具体应用的特点, 对传感器进行优化设计:包括探头布置、信号传输、电源供电、数据处理分析和抗干扰设计等。

(2) 从探头结构尺寸、材料、系统抗干扰能力等方面进一步对传感器探头进行改进, 提高探测的可靠性和准确性。

参考文献

[1]蒋兴良, 谢强峰, 胡琴, 等.劣化绝缘子对悬垂串电场分布特性的影响[J].中国电机工程学报, 2010, 30 (16) :118-124.

[2]李成榕, 程养春, 陈宇, 潘弘.电场测量法在线检测合成绝缘子内绝缘缺陷的研究[J].高电压技术, 1999, 25 (1) :39-41.

[3]李成榕, 程养春, 马晓华.人工污秽下盐/灰密对普通悬式绝缘子串交流闪络特性的影响[J].高电压技术, 2002, 28 (11) :8-9.

[4]Kontargyri V T, Plati L N, Gonos I F, et al.Stathopulos.Measurement and simulation of the voltage distribution and the electri cfield o naglass insulato rstring[J].ScienceDirect, Measurement, 2008 (41) :471-480.

[5]叶超, 陈贤祥, 彭春荣, 等.两种热驱动结构在微型电场传感器中的应用[J].半导体学报, 2010, 30 (16) :1672-1675.

新型传感器技术论文 第5篇

凭借高达 2 MHz 的频率范围，新型 IHLP 电感器成为面向终端产品中稳压器模块 (VRM)、直流到直流转换器和噪声滤波应用的小型高性能、低功耗解决方案。这些终端产品包括下一代移动设备；台式电脑、服务器、显卡和汽车系统；超薄大电流电源及载荷点 (POL) 转换器；分布式电源系统；及现场可编程门阵列 (FPGAs) 等。

IHLP-6767GZ-01具有 0.22μH～22μH 的电感范围、23 A～129A的饱和电流范围、9 A～44 A 的热额定电流、0.63mΩ～25.1mΩ 的典型 DCR 及 0.66mΩ ～ 26.5mΩ 的最大 DCR 。

新型数字电容式液位传感器 第6篇

1 传感器探头设计

河流、水库或者容器中液体的液位,可以通过监测浸在液体的两极板之间的电容值得到[1]。以轿车油箱为例,为了有更大的储油空间,通常使用吹塑加工得到一个异形的油箱。不规则的形状虽然给测量增加了难度,但油箱内部各个液位高度和容积是一一对应的关系,获取实时的燃油高度,即可以得到此高度下的剩余燃油量。对于导电液体,为了避免短路,两极板至少有一个需要绝缘,对于非导电液体,极板不需要绝缘。汽车行驶所用的燃油是不导电的液体混合物,可以用两个金属极板作为电容的电极。

电容量和极板的正对面积,间距和极板间介质的介电常数有关,当其中两个量保持不变,第3个量发生变化时,电容值随之变化[2]。基于这一原理,研制出了数字电容式液位传感器。电容探头结构如图1所示,金属极板A和极板B平行正对组成一对电容器,金属极板A和极板C平行正对组成第二对电容器,极板B和极板C之间的空隙很小,可忽略不计。如图2所示,测量汽车油箱的剩余油量时,电容探头竖直地安装在油箱中。极板B和极板C共用极板A,因此,设极板A和极板B之间产生的电容为测量电容c1,极板A和极板C之间产生的电容为参考电容c2。

根据平行极板电容计算原理

$c=\frac{\epsilon {}_r\epsilon {}_{0}s}{d}(1)$

当探头完全暴露在空气中时,可以得到以下表达式

$c{}_2=c{}_{02}=\frac{\epsilon {}_{0}WL{}_2}{d}(2)$

$c{}_0=\frac{\epsilon {}_{0}WL}{d}(3)$

εr表示燃油的相对介电常数;ε0表示常温下空气的介电常数;d表示两极板之间的间距;L和L2分别表示极板B和极板C的长度;极板A、B和C的宽度都为W。

当电容探头安装到油箱中以后,燃油的相对介电常数εr和液位高度h可以分别用下列表达式来表示

$\epsilon {}_r=\frac{c{}_{2}d}{\epsilon {}_{0}WL{}_2}(4)$

$h=\frac{c{}_{1}d+\epsilon {}_{0}W(\epsilon {}_{r}L{}_2-L)}{\epsilon {}_{0}W(\epsilon {}_r-1)}(5)$

因为不能保证每次加油时燃油的各项指标完全相同,所以燃油的相对介电常数εr随它的温度、杂质含量变化。

根据式(4)和式(5),进一步推导出燃油高度h

$h=\frac{L{}_2(c{}_1+c{}_2-c{}_0)}{c{}_1-c{}_{02}}(6)$

从式(6)可以看出,实时的燃油高度值h可以通过测量电容c1和c2的值得到。

为了保证车辆正常行驶,油箱中的燃油不能完全耗尽,燃油的高度要大于极板C的高度L2,否则会发出报警信号表示燃油量达到最低值,提醒驾驶员加油,当液位高度>L时,传感器会发出一个溢出信号,表示此时油箱已加满。

电容探头本身带有自动补偿的功能,可以使测量结果不受燃油温度和杂质含量的影响。安装后的探头不带可动部件,增加了传感器的使用寿命。以电容作为敏感元件,得到的剩余燃油量结果实时准确。

2 传感器电路设计

2.1 信号采集和处理电路

如图3所示,信号采集和处理电路的主要组成部分是一片AD7746和一片MC68HC908GZ16。电容数字转换芯片AD7746是一款专业的电容测量器件,适用于微小电容量的测量,可以代替大量分立元件组成的测量电路,把变化的电容值转换成从0x000000到 0xFFFFFF数字数据[3]。它有两个输入通道和一个I2C兼容串行接口,因此可以通过通道1和通道2分别测量电容c1和c2的值,再把测量结果通过I2C协议传送给下一个电路单元。除了电容测量功能外,芯片本身带有一个温度传感器,可以通过软件配置后测量温度信息。与传统的使用大量分立元件电容测量电路相比,使用AD7746不但提高了测量精度,而且大大降低了设计与制造的成本。

MC68HC908GZ16是一种用于汽车领域,带有16 kB片上Flash内存的8位微控制器[4]。基于Flash内存可在线编程的特点,可在主动模式下对该款微控制器编程。此外,因其本身集成了MSCAN08控制器和ESCI模块,它也可以作为CAN网络和LIN网络上的一个节点。利用软件编程可以将普通的I/O接口配制成I2C接口[5]。当编程系统把程序下载到微控制器后,微控器便可以通过配置好的I2C接口与AD7746实现通信,接收信号。信号通过处理程序后可选择CAN网络或者LIN网络传输到下一个单元。

2.2 信号传输电路

信号传输电路如图4所示,主要由两片MC33388芯片和两片MC33399芯片组成。MC33388是一种汽车车身多种应用的CAN物理交换器[6]。MC33399是用于车身子网的LIN物理交换器[7]。CAN总线是一种串行多主站控制器局域网总线。该总线协议是汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。LIN是一种面向低端通信的通用串行低成本汽车网络,可简化现有CAN总线网络的低端复合解决方案[8]。LIN网络使用单线通信,在对交换速率要求不高的环境中,LIN网络可以作为CAN网络的补充。与双线通信的CAN网络相比,使用LIN网络更加节约成本。在本次电路设计中,同时使用两种网络,目的是在其中一个网络繁忙时,使用另一个网络替代,保证信号的顺利传输。在实际通讯过程中,系统设定CAN网络为首选,LIN网络为备选。

2.3 信号显示电路

信号显示电路如图5所示,由一片MC68HC908GZ16和一块由HD44780驱动的字符型LCD组成。这一片微控制器接收到前一级的信号后控制LCD显示剩余燃油量和温度信息。当燃油量小于最小量程时,LCD显示“waring”字样,提醒驾驶员该车需要加油;当燃油量大于最大量程时,LCD显示“full”提醒驾驶员油箱已加满。随着汽车电子的发展,可以将汽车行驶过程中的各项参数显示在同一个显示屏上,上一级信号通过车身网络直接传输给车载ECU,在同一块显示屏上显示剩余燃油量和行车速率,计算出在当前行驶速度下可续航的里程数。

3 单片机编程流程图

传感器电路设计共使用了两片MC68HC908GZ16微控制器,把用于信号采集和处理电路的单片机称作单片机1,用于信号显示的单片机称作单片机2。为了实现测量液位的功能,单片机1和单片机2流程,如图6所示:系统开始运行之后,首先初始化两片单片机,开启各个功能模块。待开启中断程序后,单片机1等待I2C网络传输信号1。在接收信号1处理后准备传输信号2,选择CAN网络或者LIN网络中的一种,把信号2传输给单片机2,若单片机2接收到信号2,则在LCD上显示结果,否则继续等待信号2,程序完成。

4 结束语

数字电容式液位传感器利用电容量随极板间介质变化的原理测量液位,将测量结果实时显示在LCD屏上。当传感器用于测量汽车油箱液位时,可测量油箱剩余燃油量和箱内温度,并易于和汽车车身网络集成,结合当前车速得到车辆续航里程数,提醒驾驶员适时加油,保证车辆不因缺少燃油而停止行驶。运用电容量变化可以准确、连续地实时显示剩余燃油量,探头部分无可动部件增加了传感器的使用寿命,信号传输网络可以和车身网络系统集成的特点符合汽车电子技术的发展趋势。

参考文献

[1]Wilner LB.Variable Capacitance Liquid Level Sensors[J].Rev.Sci.Instrum,1960,31(5):501-507.

[2]黄贤武,郑筱霞.传感器原理与应用[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]Analog Devices,Inc.24-Bit Capacitance-to-DigitalConverter with Temperature Sensor[R].Norwood,Massa-chusetts,USA:Analog Devices,Inc,2005.

[4]Freescale Semiconductor,Inc.MC68HC908GZ16/MC68HC908GZ8Datesheet[R].Austin,Texas,USA:Freescale Semicon-ductor,Inc,2006.

[5]况荣华,容太平.I2C总线协议及其应用[J].今日电子,2000(10):19-22.

[6]Freescale Semiconductor,Inc.MC33388/D Semi-conduc-tor Technical Data[R].Austin,Texas,USA:FreescaleSemiconductor,Inc,2001.

[7]Freescale Semiconductor,Inc.Advance Information MC33399[R].Austin,Texas,USA:Freescale Semiconductor,Inc,2006.

[8]毛春升,王征.CAN/L IN总线在车身控制网络中的应用[J].低压电器,2006(5):39-42.

一款新型遥控传感器装置面世 第7篇

据报道, 埃奇伍德化学生物中心 (ECBC) 研制出一种新型遥控传感器装置。该装置无人值守, 可以通过“全球打击近实时作战数据评估系统”与远程士兵终端整合, 以在侦察行动期间及时报告各种状况。该传感器是一种化学毒剂探测器, 形状、大小与一袋0.9 kg的苏打相仿, 可以通过飞机部署使用, 目前已经在P-3C猎户座飞机上进行过约305 m飞行高度的试验。该传感器还配备了一种加速计, 可以触发打开保护盖和减速降落伞。传感器一旦着陆, 弹簧腿就会自动打开, 保持直立状态。同时, 该传感器也配备了GPS跟踪装置, 可对所在位置进行准确定位。在探测器着陆后, 该装置就会启动传感器, 实施化学毒剂的其他威胁检测, 并可以将信息反馈至卫星, 再由卫星传递给数千英里之外操作终端的人员。目前, 该装置可以持续监测4~6 h, 下一步的目标是可以连续监测几天。ECBC目前已开始计划对该传感器装置进行改进。

新型电化学发光纳米生物传感器 第8篇

从细菌到人, 所有生物都在使用“生物分子开关”来监测环境。此类“开关”, 即由RNA或蛋白制成, 可改变形状的分子。这些“分子开关”的诱人之处在于:它们很小, 足以在细胞内“办公”, 而且非常有针对性, 足以应付非常复杂的环境。受到这些天然“开关”的启发, 纳米生物传感器应运而生。

据中科院相关人员介绍, 生物传感器是用固定化的生物体成分, 如酶、抗原、抗体、激素等, 或者是生物体本身的细胞、细胞器、组织等作为传感元件制成的传感器。按所用分子识别元件的不同, 生物传感器可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等;按信号转换元件的不同, 可分为电化学生物传感器、半导体生物传感器、测热型生物传感器、测光型生物传感器、测声型生物传感器等。其中, 电化学生物传感器由于具有体积小、分辨率高、响应时间短、所需样品少、对活细胞损伤小等特点, 广泛应用于医药工业、食品检测和环境保护等领域。

一种新型顶板位移传感器的设计 第9篇

关键词：顶板离层,位移传感器,实时监测

0引言

顶板灾害是五大煤矿灾害之一,而顶板离层监测能够第一时间掌握井下实际情况,便于防患于未然。进行顶板离层监测,分析离层量规律,可以比较准确地预测、预报顶板灾害。

1顶板离层位移传感器的工作原理

在顶板位移监测过程中,需要找到一个相对固定的基准点,使之成为顶板位移监测的参照。根据地质 勘探结果,在实际煤巷顶部、煤层上部或者直接顶上部有一层由砂岩、砾岩、石灰岩构成的老顶,比较牢固,可选作基准点。如图1所示,将传感器探头的深基点锚爪固定于老顶层,浅基点锚爪固定于直接顶,传感器固定于伪顶。伪顶移动,传感器相对于深基锚爪、浅基锚爪发生移动,可测量伪顶的位移量;直接顶移动,则传感器、伪顶一同相对于老顶移动,可测量直接顶的位移量。

2位移测量原理

位移测量采用将发生移动的部位相对于老顶的基准点的位移量转化为旋转式电位器的滑动接点与起始接点之间的分压变化量。直接顶或者伪顶发生离层时,相对于基准点,缠绕在滚轮上的钢丝绳会被拉出,从而带动滚轮旋转,滚轮旋转带动旋转式电位器的轴(即电位器的滑动接点)旋转,引起电位器滑动接点与起始节点之间的分压发生变化,经过MCU处理后,转换成相应的位移变化量。位移测量原理如图2所示。

1、2—钢丝绳3、4—滚轮5、6—旋转式电位器的轴

3顶板离层位移传感器的设计

3.1传感器的主要功能

(1)传感器的精度可达到1mm;(2)在超过报警值时,有红色报警灯持续闪烁;(3)用矿灯照射灯罩,即可点亮传感器的液晶屏,同时显示当前顶板的离层量;(4)传感器监测到的数据能够通过无线通讯方式被传送到计算机,同时在计算机界面提醒报警。

3.2传感器的硬件设计

顶板离层位移传感器的结构框图如图3所示。

3.3通讯模块设计

由于矿井生产过程中的工作强度大,工作环境艰苦,为了降低工作强度,减少布线工作量,本系统中的传感器采用无线传输模式。TI公司的CC1100无线通信芯片,433 MHz免费ISM频段免许可证使用,串口通讯方式,应用简单无需编程即可使用,提供多达256个信道,低功耗工作,传输距离可达200m以上。因此选用TI公司生产的CC1100芯片,选择433MHz作为传输频率。

矿井巷道通常是一字型,长度大约在1000m甚至更长,而所选择的通信模块的通信距离基本在200m左右,而且考虑到井下的干扰较大,其通讯距离会受到影响,因此需要考虑一种通讯方式,解决长距离数据传输的问题。路由接力传输是一种比较简单、易于实现的传输方式。通过将巷道沿线的各个传感器进行编号,然后在通讯协议中规定,每台传感器在收到上一台传感器的数据后,自动转发至下一台,直至最终传输到分站。

3.4其他功能设计

当传感器监测到有顶板离层量超过预警值,则会闪烁红色警报信号灯,以提示附近的工人。

唤醒功能:光敏二极管作为输入器件,接入到MCU的输入管脚。顶板监测专职人员在巡查各个巷道的过程中,可以直接用矿灯照射传感器顶部的指示灯,传感器的液晶屏会自动工作,便于查抄记录各测点的顶板离层量,30s后,液晶自动关闭,MCU进入休眠模式以降低功耗。

电池保护电路用于保护电池,避免电池在短路等意外情况发生时,造成灾难性后果。

3.5软件设计

单片机软件所要实现的功能是在探头采集到的物理量信号转换成电信号之后,进行A/D转换,把转换后的数字量进行补偿、分析处理后存储和送到信号端口,根据数据分析结果将其显示在液晶模块,同时由无线模块将数据传送至分站。

其次,传感器还可以设置自身的ID、报警门限(包括深基报警门限、浅基报警门限、深基浅基差报警门限、电池电量报警门限等)。这样可以因地制宜,根据不同的地址条件,设置不同的门限值,保证整个监测监控系统报警信息的准确性。传感器程序的流程图如图4所示。

在编写过程中,考虑到程序的可移植性,采用了模块化设计。

3.6抗干扰设计

为保证单片机系统稳定运行,在硬件设计上,利用看门狗电路保证系统受干扰时能够自动复位,利用阻抗匹配消除畸变,合理布置电源线和地线,合理布置元器件;程序设计上,采用数字滤波,减少通道中的干扰信号。在软件和硬件双方面的抗干扰措施下,大大提高了传感器的稳定性。

4结语

一种新型的光纤电流传感器近日面世 第10篇

光纤电流传感器是电冶炼、电化工行业和智能电网领域用于电流计量的升级换代产品。电流计量是电力系统以及冶金、化工等电解工业的主要技术参数之一。目前, 我国大部分企业对电流的测量主要采用磁电感应式电流互感器和霍尔效应式直测式电流传感器, 这种以电磁感应原理为基础的电流传感器, 在精度、稳定性、抗杂散磁场干扰等方面, 都不能满足现代冶金和电化工产业的发展需要。而能生产光纤直流电流传感器的国外厂家只有ABB和莱姆等少数几家公司, 技术封锁严密。

湖北迅迪科技有限公司研制的“XDGDL-1光纤电流传感系统”, 首次提出了Y形偏振器与条形调制器的双波导光路相结合的结构设计方案, 实现了管线电流传感系统的全数字闭环控制, 系统具有稳定性和线性度好、灵敏度高等特点, 满足了大量程范围的高精度测量要求。专家们指出, 针对光纤电流传感器的穿管光纤易受温度等环境影响、多次绕制重复性的难题, “XDGDL-1光纤电流传感系统”提出了针对传感光纤的高温退火、去应力、光纤成缆保护等一系列独创性技术, 提高了光纤电流传感器对温度、振动等环境的适应性, 以及多次拆装的稳定性。同时, 该系统开发了一种可现场绕制的伸缩结构, 安装方便, 可避免杂散磁场的干扰, 母线偏心的测量误差小于正负0.1%, 实现了一种高精度信号转换方案, 为整流器控制设备提供高精度模拟信号和标准数字通信接口。