Ang bilang ng mga sensor ay dumarami sa buong kalupaan at sa mga Puwang sa paligid natin, na nagbibigay ng data sa mundo. Ang mga abot-kayang sensor na ito ang siyang pangunahing lakas sa likod ng pag-unlad ng Internet of Things at ng digital rebolusyon na kinakaharap ng ating lipunan, ngunit kumokonekta pa rin. at pag-access ng data mula sa mga sensor ay hindi laging dumidiretso o madali. Ipapakilala ng papel na ito ang sensor na teknikal na index, 5 mga kasanayan sa disenyo at mga negosyo ng OEM.
Una sa lahat, ang teknikal na indeks ay ang batayan ng layunin upang makilala ang pagganap ng isang produkto. Maunawaan ang mga teknikal na tagapagpahiwatig, tulungan ang tamang pagpili at paggamit ng produkto. Ang mga teknikal na tagapagpahiwatig ng sensor ay nahahati sa mga static na tagapagpahiwatig at mga pabagu-bagong tagapagpahiwatig. Pangunahing sinusuri ng mga static na tagapagpahiwatig ang pagganap ng sensor sa ilalim ng kundisyon ng static invariance, kabilang ang resolusyon, kakayahang umulit, pagkasensitibo, linearity, error sa pagbalik, threshold, kilabutan, katatagan at iba pa. Pangunahin na sinusuri ng Dynamic index ang pagganap ng sensor sa ilalim ng kundisyon ng mabilis na pagbabago, kabilang ang tugon sa dalas at tugon sa hakbang.
Dahil sa maraming mga teknikal na tagapagpahiwatig ng sensor, ang iba't ibang mga data at panitikan ay inilarawan mula sa iba't ibang mga anggulo, upang ang iba't ibang mga tao ay may magkakaibang pag-unawa, at kahit na hindi pagkakaunawaan at kalabuan. Sa pagtatapos na ito, ang sumusunod na maraming pangunahing mga tagapagpahiwatig na pang-teknikal para sa sensor ay binibigyang kahulugan:
1, resolusyon at resolusyon:
Kahulugan: Ang resolusyon ay tumutukoy sa pinakamaliit na sinusukat na pagbabago na maaaring makita ng isang sensor. Ang resolusyon ay tumutukoy sa ratio ng Resolution sa buong sukat na halaga.
Interpretasyon 1: Ang resolusyon ay ang pinaka pangunahing tagapagpahiwatig ng isang sensor. Kinakatawan nito ang kakayahan ng sensor na makilala ang mga sinusukat na bagay. Ang iba pang mga panteknikal na pagtutukoy ng sensor ay inilarawan sa mga tuntunin ng resolusyon bilang pinakamaliit na yunit.
Para sa mga sensor at instrumento na may digital display, tumutukoy ang resolusyon sa minimum na bilang ng mga digit na ipapakita. Halimbawa, ang resolusyon ng electronic digital caliper ay 0.01mm, at ang error sa tagapagpahiwatig ay ± 0.02mm.
Interpretasyon 2: Ang resolusyon ay isang ganap na bilang na may mga yunit. Halimbawa, ang resolusyon ng isang sensor ng temperatura ay 0.1 ℃, ang resolusyon ng isang sensor ng acceleration ay 0.1g, atbp.
Pagbibigay kahulugan 3: Ang resolusyon ay isang kaugnay at magkatulad na konsepto sa resolusyon, kapwa kumakatawan sa resolusyon ng isang sensor sa isang pagsukat.
Ang pangunahing pagkakaiba ay ang resolusyon ay ipinahayag bilang isang porsyento ng resolusyon ng sensor. Ito ay kamag-anak at walang sukat. Halimbawa, ang resolusyon ng sensor ng temperatura ay 0.1 ℃, ang buong saklaw ay 500 ℃, ang resolusyon ay 0.1 / 500 = 0.02%.
2. Kakayahang ulitin:
Kahulugan: Ang kakayahang umuulit ng sensor ay tumutukoy sa antas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga resulta ng pagsukat kapag ang pagsukat ay paulit-ulit na maraming beses sa parehong direksyon sa ilalim ng parehong kondisyon. Tinawag din na error sa pag-uulit, error sa pagpaparami, atbp.
Pagbibigay kahulugan 1: Ang kakayahang umuulit ng isang sensor ay dapat na antas ng pagkakaiba sa pagitan ng maraming mga sukat na nakuha sa ilalim ng parehong mga kondisyon. Kung nagbago ang mga kundisyon ng pagsukat, mawawala ang paghahambing sa pagitan ng mga resulta ng pagsukat, na hindi maaaring magamit bilang batayan para masuri ang kakayahang maulit.
Pagbibigay-kahulugan 2: Ang kakayahang maiulit ng sensor ay kumakatawan sa pagpapakalat at pagiging random ng mga resulta ng pagsukat ng sensor. Ang dahilan para sa naturang pagpapakalat at pagiging random ay ang iba't ibang mga random na kaguluhan na hindi maiiwasang umiiral sa loob at labas ng sensor, na nagreresulta sa huling resulta ng pagsukat ng sensor ipinapakita ang mga katangian ng mga random variable.
Pagbibigay-kahulugan 3: Ang pamantayan ng paglihis ng random variable ay maaaring magamit bilang isang nabuong ekspresyon ng dami.
Pagbibigay kahulugan 4: Para sa maraming paulit-ulit na mga sukat, maaaring makuha ang isang mas mataas na kawastuhan ng pagsukat kung ang average ng lahat ng mga sukat ay kinuha bilang huling resulta ng pagsukat. Sapagkat ang karaniwang paglihis ng mean ay makabuluhang mas maliit kaysa sa karaniwang paglihis ng bawat sukat.
3. Linya:
Kahulugan: Ang Linearity (Linearity) ay tumutukoy sa paglihis ng sensor input at output curve mula sa perpektong tuwid na linya.
Pagbibigay-kahulugan 1: Ang perpektong relasyon ng input / output ng sensor ay dapat na linear, at ang input / output curve ay dapat na isang tuwid na linya (pulang linya sa pigura sa ibaba).
Gayunpaman, ang aktwal na sensor nang higit pa o mas kaunti ay may iba't ibang mga error, na nagreresulta sa aktwal na input at output curve ay hindi ang perpektong tuwid na linya, ngunit isang kurba (ang berdeng kurba sa pigura sa ibaba).
Ang Linearity ay ang antas ng pagkakaiba sa pagitan ng aktwal na curve ng katangian ng sensor at ang linya na off-line, na kilala rin bilang nonlinearity o nonlinear error.
Interpretasyon 2: Dahil ang pagkakaiba sa pagitan ng aktwal na curve ng katangian ng sensor at ang perpektong linya ay magkakaiba sa iba't ibang laki ng pagsukat, ang ratio ng maximum na halaga ng pagkakaiba sa buong halaga ng saklaw ay madalas na ginagamit sa buong saklaw na saklaw. , ang linearity ay isang kamag-anak din na dami.
Pagbibigay-kahulugan 3: Dahil ang perpektong linya ng sensor ay hindi kilala para sa pangkalahatang sitwasyon sa pagsukat, hindi ito maaaring makuha. Sa kadahilanang ito, ang isang paraan ng kompromiso ay madalas na pinagtibay, iyon ay, direktang gamit ang mga resulta ng pagsukat ng sensor upang makalkula ang angkop na linya na malapit sa perpektong linya. Kasama sa mga tukoy na pamamaraan ng pagkalkula ang pamamaraan ng linya ng end-point, pinakamahusay na paraan ng linya, hindi bababa sa parisukat na pamamaraan at iba pa.
4. Katatagan:
Kahulugan: Ang katatagan ay ang kakayahan ng isang sensor upang mapanatili ang pagganap nito sa loob ng isang panahon.
Interpretasyon 1: Ang katatagan ay ang pangunahing index upang siyasatin kung ang sensor ay gumagana nang matatag sa isang tiyak na saklaw ng oras. Ang mga kadahilanan na humahantong sa kawalang-tatag ng sensor ay pangunahin na kasama ang temperatura naaanod at panloob na pagpapalabas ng stress. Samakatuwid, kapaki-pakinabang na taasan ang kompensasyon sa temperatura at pagtanda ng paggamot upang mapabuti ang katatagan.
Interpretasyon 2: Ang katatagan ay maaaring nahahati sa panandaliang katatagan at pangmatagalang katatagan ayon sa haba ng tagal ng panahon. Kapag ang oras ng pagmamasid ay masyadong maikli, malapit ang katatagan at kakayahang ulitin. Samakatuwid, higit sa lahat sinusuri ng katatagan index ang haba katatagan -term. Ang tiyak na haba ng oras, ayon sa paggamit ng kapaligiran at mga kinakailangan upang matukoy.
Interpretasyon 3: Ang parehong ganap na error at kamag-anak na error ay maaaring gamitin para sa dami ng pagpapahayag ng index ng katatagan. Halimbawa, ang isang sensor ng uri ng puwersa na uri ng sala ay may katatagan na 0.02% / 12h.
5. Dalas ng sampling:
Kahulugan: Ang Sample Rate ay tumutukoy sa bilang ng mga resulta ng pagsukat na maaaring mai-sample ng sensor bawat oras ng yunit.
Pagbibigay-kahulugan 1: Ang dalas ng sampling ay ang pinakamahalagang tagapagpahiwatig ng mga pabago-bagong katangian ng sensor, na sumasalamin sa mabilis na kakayahang tumugon ng sensor. Ang dalas ng sampling ay isa sa mga teknikal na tagapagpahiwatig na dapat na ganap na isinasaalang-alang sa kaso ng mabilis na pagbabago ng pagsukat. Ayon sa batas sa sampling ni Shannon, ang dalas ng sampling ng sensor ay hindi dapat mas mababa sa 2 beses sa dalas ng pagbabago ng sinusukat.
Pagbibigay-kahulugan 2: Sa paggamit ng iba't ibang mga frequency, ang kawastuhan ng sensor ay nag-iiba rin ayon sa pangkalahatan. Sa pangkalahatan, mas mataas ang dalas ng sampling, mas mababa ang kawastuhan ng pagsukat.
Ang pinakamataas na kawastuhan ng sensor ay madalas na nakuha sa pinakamababang bilis ng sampling o kahit na sa ilalim ng mga static na kondisyon. Samakatuwid, ang katumpakan at bilis ay dapat isaalang-alang sa pagpili ng sensor.
Limang mga tip sa disenyo para sa mga sensor
1. Magsimula sa tool sa bus
Bilang unang hakbang, dapat gawin ng inhenyero ang diskarte ng unang pagkonekta ng sensor sa pamamagitan ng isang tool ng bus upang limitahan ang hindi kilala. Ang isang tool ng bus ay kumokonekta sa isang personal na computer (PC) at pagkatapos ay sa I2C, SPI ng sensor, o iba pang protocol na nagpapahintulot sa sensor upang "makipag-usap". Isang aplikasyon ng PC na nauugnay sa isang tool ng bus na nagbibigay ng isang kilala at gumaganang mapagkukunan para sa pagpapadala at pagtanggap ng data na hindi isang hindi kilalang, hindi napatunayan na driver ng naka-embed na microcontroller (MCU). Sa konteksto ng bus utility, ang developer maaaring magpadala at makatanggap ng mga mensahe upang makakuha ng isang pag-unawa sa kung paano gumagana ang seksyon bago subukang gumana sa naka-embed na antas.
2. Isulat ang code ng interface ng paghahatid sa Python
Kapag sinubukan ng developer ang paggamit ng mga sensor ng tool ng bus, ang susunod na hakbang ay ang pagsulat ng code ng aplikasyon para sa mga sensor. Sa halip na direktang paglukso sa microcontroller code, isulat ang code ng aplikasyon sa Python. Maraming mga kagamitan sa bus ang nag-configure ng mga plug-in at sample code kapag nagsusulat ng pagsusulat script, kung saan karaniwang sinusundan ang Python. NET ang isa sa mga wikang magagamit sa.net. Ang pagsusulat ng mga application sa Python ay mabilis at madali, at nagbibigay ito ng isang paraan upang subukan ang mga sensor sa mga application na hindi kasing kumplikado ng pagsubok sa isang naka-embed na kapaligiran. Gawing madali ng -level code para sa mga hindi naka-embed na inhinyero na mag-mina ng mga script ng sensor at pagsubok nang walang pangangalaga ng isang naka-embed na engineer ng software.
3. Subukan ang sensor gamit ang Micro Python
Ang isa sa mga pakinabang ng pagsulat ng unang code ng aplikasyon sa Python ay ang mga tawag sa application sa interface ng Programming application na Bus-utility (API) na maaaring maipalit sa pamamagitan ng pagtawag sa Micro Python. Nagpapatakbo ang Mikro Python sa real-time na naka-embed na software, na maraming mga sensor para maunawaan ng mga inhinyero ang halaga nito. Nagpapatakbo ang Micro Python sa isang processor ng Cortex-M4, at ito ay isang magandang kapaligiran kung saan mai-debug ang application code. Hindi lamang ito simple, hindi na kailangang isulat ang mga driver ng I2C o SPI dito, dahil sakop na sila sa pagpapaandar ng Micro Python. silid aklatan.
4. Gamitin ang code ng tagapagtustos ng sensor
Anumang sample code na maaaring "scraped" mula sa isang tagagawa ng sensor, ang mga inhinyero ay kailangang magtungo ng malayo upang maunawaan kung paano gumagana ang sensor. Sa kasamaang palad, maraming mga vendor ng sensor ay hindi eksperto sa naka-embed na disenyo ng software, kaya huwag asahan na makahanap ng halimbawa ng handa na sa paggawa ng magandang arkitektura at kagandahan. Gamitin lamang ang code ng vendor, alamin kung paano gumagana ang bahaging ito, at ang pagkabigo ng refactoring ay lilitaw hanggang sa malinis itong maisama sa naka-embed na software. Maaari itong magsimula bilang "spaghetti", ngunit gumagamit ng mga tagagawa. Ang pag-unawa sa kung paano gumagana ang kanilang mga sensor ay makakatulong na mabawasan ang maraming nasirang katapusan ng linggo bago ilunsad ang produkto.
5. Gumamit ng isang silid-aklatan ng mga pagpapaandar ng sensor fusion
Malamang, ang interface ng paghahatid ng sensor ay hindi bago at hindi pa nagagawa dati. Ang mga kilalang aklatan ng lahat ng mga pag-andar, tulad ng "Sensor Fusion function Library" na ibinigay ng maraming mga tagagawa ng maliit na tilad, tumutulong sa mga developer na matuto nang mabilis, o mas mabuti pa, at maiwasan ang pag-ikot ng muling pag-unlad o drastikong pagbago ng arkitektura ng produkto. Maraming mga sensor ang maaaring isama sa mga pangkalahatang uri o kategorya, at ang mga uri o kategoryang ito ay magbibigay-daan sa maayos na pag-unlad ng mga driver na, kung hawakan nang maayos, ay halos unibersal o hindi gaanong magagamit. Hanapin ang mga aklatan na ito ng pagpapaandar ng sensor fusion at alamin ang kanilang mga kalakasan at kahinaan.
Kapag ang mga sensor ay isinama sa mga naka-embed na system, maraming paraan upang matulungan mapabuti ang oras ng disenyo at kadalian ng paggamit. Ang mga developer ay hindi maaaring "magkamali" sa pamamagitan ng pag-alam kung paano gumagana ang mga sensor mula sa isang mataas na antas ng abstraction sa simula ng disenyo at bago isama ang mga ito sa isang mas mababang antas ng system. Marami sa mga magagamit na mapagkukunan ngayon ay makakatulong sa mga developer na "pindutin ang lupa na tumatakbo" nang hindi kinakailangang magsimula mula sa simula.
Oras ng pag-post: Aug-16-2021