Број сензора све више расте по Земљиној површини и у просторима око нас, пружајући свету податке. Ови приступачни сензори су покретачка снага развоја Интернета ствари и дигиталне револуције са којом се наше друштво суочава, а ипак повезују а приступ подацима са сензора не иде увек равно или лако. Овај рад ће представити технички индекс сензора, 5 вештина дизајна и ОЕМ предузећа.
Пре свега, технички индекс је објективна основа за карактеризацију перформанси производа. Разумети техничке показатеље, помоћи у правилном избору и употреби производа. Технички индикатори сензора су подељени на статичке и динамичке индикаторе. Статички индикатори углавном испитују перформансе сензора под условом статичке непроменљивости, укључујући резолуцију, поновљивост, осетљивост, линеарност, грешку повратка, праг, пузање, стабилност и тако даље. Динамички индекс углавном испитује перформансе сензора под условом брзих промена, укључујући фреквенцијски одзив и одзив корака.
Због бројних техничких показатеља сензора, различити подаци и литература описани су из различитих углова, тако да различити људи имају различита схватања, па чак и неспоразуме и нејасноће. У ту сврху тумачи се неколико главних техничких показатеља за сензор:
1, резолуција и резолуција:
Дефиниција: Резолуција се односи на најмању измерену промену коју сензор може открити. Резолуција се односи на однос резолуције према пуној скали.
Тумачење 1: Резолуција је најосновнији показатељ сензора. Представља способност сензора да разликује мјерене објекте. Остале техничке спецификације сензора описане су у смислу резолуције као минималне јединице.
За сензоре и инструменте са дигиталним екраном, резолуција одређује минимални број цифара за приказ. На пример, резолуција електронске дигиталне чељусти је 0,01 мм, а грешка индикатора је ± 0,02 мм.
Тумачење 2: Резолуција је апсолутни број са јединицама. На пример, резолуција сензора температуре је 0,1 ℃, резолуција сензора убрзања је 0,1 г итд.
Тумачење 3: Резолуција је сродан и веома сличан концепт резолуције, и представља резолуцију сензора за мерење.
Главна разлика је у томе што се резолуција изражава као проценат резолуције сензора. Релативна је и нема димензију. На примјер, резолуција сензора температуре је 0,1 ℃, цијели распон је 500 ℃, резолуција је 0,1/500 = 0,02%.
2. Поновљивост:
Дефиниција: Поновљивост сензора односи се на степен разлике између резултата мерења када се мерење понавља више пута у истом смеру под истим условима. Такође се назива грешка понављања, грешка репродукције итд.
Тумачење 1: Поновљивост сензора мора бити степен разлике између више мерења добијених под истим условима. Ако се услови мерења промене, упоређивање резултата мерења ће нестати, што се не може користити као основа за процену поновљивости.
Тумачење 2: Поновљивост сензора представља дисперзију и случајност резултата мерења сензора. Разлог за такву дисперзију и насумичност је то што различити случајни поремећаји неизбежно постоје унутар и изван сензора, што резултира коначним резултатима мерења сензора. приказујући карактеристике случајних променљивих.
Тумачење 3: Стандардна девијација случајне променљиве може се користити као поновљиви квантитативни израз.
Тумачење 4: За више поновљених мерења може се постићи већа тачност мерења ако се као крајњи резултат мерења узме просек свих мерења. Пошто је стандардна девијација средње вредности знатно мања од стандардне девијације сваке мере.
3. Линеарност:
Дефиниција: Линеарност (Линеарност) се односи на одступање улазне и излазне криве сензора од идеалне праве линије.
Тумачење 1: Идеалан однос улаза/излаза сензора треба да буде линеаран, а његова крива улаза/излаза треба да буде равна линија (црвена линија на доњој слици).
Међутим, стварни сензор мање -више има разне грешке, што доводи до тога да стварна улазна и излазна крива није идеална равна линија, већ крива (зелена крива на доњој слици).
Линеарност је степен разлике између стварне карактеристичне криве сензора и оф-лине линије, такође познат као нелинеарност или нелинеарна грешка.
Тумачење 2: Пошто је разлика између стварне карактеристичне криве сензора и идеалне линије различита при различитим величинама мерења, однос максималне вредности разлике према вредности пуног опсега често се користи у опсегу целог опсега. Очигледно , линеарност је такође релативна величина.
Тумачење 3: Пошто је идеална линија сензора непозната за општу мерну ситуацију, не може се добити. Из тог разлога, често се примењује компромисна метода, то јест директно коришћење резултата мерења сензора за израчунавање линије уклапања која је близу идеалне линије. Специфичне методе израчуна укључују метод крајње тачке, метод најбоље линије, метод најмањег квадрата и тако даље.
4. Стабилност:
Дефиниција: Стабилност је способност сензора да одржава своје перформансе током одређеног временског периода.
Тумачење 1: Стабилност је главни показатељ за испитивање да ли сензор ради стабилно у одређеном временском распону. Фактори који доводе до нестабилности сензора углавном укључују померање температуре и ослобађање унутрашњег напрезања. Због тога је корисно повећати температурну компензацију и третман старења ради побољшања стабилности.
Тумачење 2: Стабилност се може поделити на краткорочну стабилност и дугорочну стабилност према дужини временског периода. Када је време посматрања прекратко, стабилност и поновљивост су блиски. Стога, индекс стабилности углавном испитује дуготрајност -рочна стабилност. Одређено временско раздобље, према употреби околине и захтјевима за одређивање.
Тумачење 3: И апсолутна грешка и релативна грешка могу се користити за квантитативни израз индекса стабилности. На пример, сензор силе типа деформације има стабилност од 0,02%/12 х.
5. Учесталост узорковања:
Дефиниција: Брзина узорковања односи се на број резултата мерења које сензор може узорковати по јединици времена.
Тумачење 1: Учесталост узорковања је најважнији показатељ динамичких карактеристика сензора, одражавајући способност брзог одзива сензора. Учесталост узорковања је један од техничких показатеља који се мора у потпуности узети у обзир у случају брзе промене мерења. Према Сханноновом закону узорковања, фреквенција узорковања сензора не би требало да буде мања од 2 пута учесталости промене измерене.
Тумачење 2: Коришћењем различитих фреквенција, тачност сензора такође варира у складу са тим. Уопштено говорећи, што је већа фреквенција узорковања, мања је тачност мерења.
Највиша тачност сензора често се постиже при најнижој брзини узорковања или чак у статичким условима. Због тога се при избору сензора мора узети у обзир прецизност и брзина.
Пет савета за дизајн сензора
1. Почните са алатом сабирнице
Као први корак, инжењер треба да приступи првом повезивању сензора преко алата сабирнице како би ограничио непознато. Алат сабирнице повезује персонални рачунар (ПЦ), а затим на И2Ц, СПИ или други протокол сензора који омогућава сензор за „разговор“. ПЦ апликација повезана са алатком магистрале која пружа познати и радни извор за слање и примање података који нису непознати, неаутентификовани управљачки програм уграђеног микроконтролера (МЦУ). У контексту помоћног програма Бус, програмер може слати и примати поруке да би разумео како одељак функционише пре него што покуша да ради на уграђеном нивоу.
2. Напишите код интерфејса за пренос у Питхон
Након што је програмер покушао да користи сензоре алатке магистрале, следећи корак је писање апликационог кода за сензоре. Уместо директног преласка на код микроконтролера, упишите код апликације у Питхон. Многи помоћни програми сабирнице конфигуришу додатке и узорак кода приликом писања писања скрипте, које Питхон обично следи. НЕТ један од језика доступних на.нет. Писање апликација у Питхону је брзо и једноставно и пружа начин за тестирање сензора у апликацијама које нису тако сложене као тестирање у уграђеном окружењу. -разински код ће инжењерима који нису уграђени олакшати рударство скрипти и тестова сензора без бриге уграђеног софтверског инжењера.
3. Тестирајте сензор помоћу Мицро Питхон -а
Једна од предности писања првог апликацијског кода у Питхону је та што се позиви апликација према интерфејсу за програмирање апликације (Бус) могу лако заменити позивом Мицро Питхон-а. Мицро Питхон ради у уграђеном софтверу у реалном времену, који има много сензори за инжењере да разумеју његову вредност. Мицро Питхон ради на Цортек-М4 процесору, и то је добро окружење за отклањање грешака у коду апликације. Не само да је једноставно, нема потребе да овде пишете И2Ц или СПИ управљачке програме, јер су они већ покривени функцијом Мицро Питхона библиотека.
4. Користите код добављача сензора
Сваки узорак кода који се може „изгребати“ од произвођача сензора, инжењери ће морати да пређу дуг пут да би разумели како сензор ради. Нажалост, многи добављачи сензора нису стручњаци за дизајн уграђеног софтвера, па не очекујте да ћете пронаћи пример лепе архитектуре и елеганције спреман за производњу. Само употријебите код добављача, сазнајте како овај део функционише, а фрустрација због прерађивања ће се појавити све док се не може чисто интегрисати у уграђени софтвер. Може почети као „шпагети“, али уз помоћ произвођача „Разумевање начина на који њихови сензори раде помоћи ће да се смање многи уништени викенди пре лансирања производа.
5.Користите библиотеку функција фузије сензора
Шансе су да интерфејс за пренос сензора није нов и да се то раније није радило. Познате библиотеке свих функција, попут „библиотеке функција сензора фузије“ коју пружају многи произвођачи чипова, помажу програмерима да науче брзо, или чак боље, и избегну циклус поновног развоја или драстичне измене архитектуре производа. Многи сензори могу бити интегрисани у опште типове или категорије, а ти типови или категорије ће омогућити несметан развој управљачких програма који су, ако се њима правилно рукује, готово универзални или се мање могу користити. Пронађите ове библиотеке функције фузије сензора и научити њихове предности и слабости.
Када су сензори интегрисани у уграђене системе, постоји много начина да се побољша време пројектовања и једноставност употребе. Развојни програмери никада не могу „погрешити“ учећи како сензори раде са високог нивоа апстракције на почетку дизајна и пре него што их интегришу. у систем нижег нивоа. Многи од ресурса који су данас доступни помоћи ће програмерима да „успеју“ без потребе да почињу од нуле.
Време објављивања: август-16-2021