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Case 傳感知識(shí)
來源:
目前多數(shù)以加速度傳感器搭配陀螺儀傳感器通常經(jīng)過整合設(shè)計(jì)、來建構(gòu)可進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤與捕捉3D空間的完整運(yùn)動(dòng)軌跡。以現(xiàn)有的MEMS陀螺儀傳感器為例,MEMS陀螺儀傳感器又名角速度傳感器,其實(shí)MEMS陀螺儀傳感器的核心組件,是一組經(jīng)過硅制程的微加工機(jī)械組合,在硅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上為參照一組如同音叉機(jī)制的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),其應(yīng)用裝置的角速度感測(cè),其工作原理為由相互正交之振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致的交變科里奧利力,至于振動(dòng)的物體由柔軟之彈性結(jié)構(gòu)懸掛于基座上,MEMS陀螺儀傳感器整體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),是由2D彈性阻尼系統(tǒng)整合,系統(tǒng)中的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的科里奧利力將角速度之能量轉(zhuǎn)移至傳感模式,角速率轉(zhuǎn)換為特定感應(yīng)結(jié)構(gòu)的直向位移,透過MEMS的結(jié)構(gòu)進(jìn)而取得變化量的感測(cè)信息。至于陀螺儀傳感器與加速度傳感器最大的不同是,陀螺儀傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)較偏向斜度、偏航等動(dòng)態(tài)信息,反而與重力、線性動(dòng)作感測(cè)數(shù)據(jù)較無關(guān),陀螺儀傳感器多在偵測(cè)物體水平改變狀態(tài)時(shí)較能達(dá)到效用,無法如加速度傳感器對(duì)于物體移動(dòng)或移動(dòng)動(dòng)能具較高的感測(cè)能力。相反的,加速度傳感器可在偵測(cè)物體移動(dòng)狀態(tài)具較高實(shí)用效益,但卻無法感測(cè)物體的小幅角度改變。因而將加速度傳感器與陀螺儀傳感器整合,即可讓動(dòng)態(tài)感測(cè)系統(tǒng)同時(shí)具備直向速度與轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的感測(cè)信息,讓動(dòng)態(tài)感測(cè)系統(tǒng)的偵測(cè)范圍更全面、完整。在MEMS的節(jié)能設(shè)計(jì)方面,在系統(tǒng)毋須使用動(dòng)態(tài)感測(cè)應(yīng)用時(shí),MEMS可以搭配關(guān)閉部分功能達(dá)到高效節(jié)能效用。例如,在陀螺儀傳感器設(shè)計(jì)方案中,可將陀螺儀傳感器的傳遞訊號(hào)與調(diào)節(jié)電路區(qū)分為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部份、加速度傳感器感應(yīng)電路兩大部份,馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部份為利用靜電驅(qū)動(dòng)的原理令機(jī)械組件產(chǎn)生前/后振蕩,產(chǎn)生感測(cè)過程所需的諧振作用,至于感應(yīng)部份為利用量測(cè)系統(tǒng)電容變化量,來取得科里奧利力的數(shù)值變化,于對(duì)應(yīng)感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)上所生成的微弱位移數(shù)據(jù),將角速率變化量,轉(zhuǎn)換成對(duì)比角速度變化量之對(duì)應(yīng)模擬信號(hào)(或數(shù)字信號(hào))輸出。
發(fā)布時(shí)間: 2017 - 12 - 18
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客戶在選用傾角傳感器之前對(duì)傾角傳感器部分參數(shù)有要求;例如我想要一個(gè)精度為0.05°電壓輸出,雙軸、測(cè)量范圍60°的接口類型為RS485金屬外殼傾角傳感器,那么型號(hào)是什么呢?下面介紹一下上海直川常用傾角傳感器型號(hào)的命名規(guī)則,用戶可根據(jù)規(guī)則找對(duì)應(yīng)的傾角傳感器型號(hào)。傾角傳感器各位代碼定義: 第一二位公司代碼“ZC”,第三位產(chǎn)品分類:傾角傳感器為“T”第四位表示軸數(shù)定義,傾角傳感器有單軸(1表示)、雙軸(2表示)、三軸(3表示)其他位數(shù)請(qǐng)看下圖:注釋:第4碼 傾角軸數(shù)1 ------- 單軸2 ------- 雙軸3 ------- 三軸第5,6碼 量程,雙軸以實(shí)際角度編碼,單軸編碼見表格三;第7碼 精度定義 具體精度范圍及代碼見表格三,其中A~F為兼容舊產(chǎn)品, 新產(chǎn)品不可使用;第8碼 同類編號(hào) 在所定義參數(shù)都相同的情況下,做進(jìn)一步區(qū)別,優(yōu)先使用數(shù)字編碼;第9碼  橫杠 第10碼 結(jié)構(gòu)類型 具體參數(shù)及代碼見表格三;第11碼 接口類型 具體類型及代碼見表格三;第12碼 電源電壓 具體參數(shù)及代碼見表格三;第13碼 橫杠 14-16碼  客戶定做標(biāo)識(shí)  以客戶中文拼音首字母縮寫表示,一般2~3個(gè)字母。示例: 那么我們要找的精度為0.05°電壓輸出,雙軸、測(cè)量范圍60°的接口類型為RS485金屬外殼傾角傳感器的型號(hào)為ZCT2(雙軸)60(測(cè)量范圍60度)F(精度小于等于0.05°電壓輸出X(未定義)—L(金屬外殼)B(接口類型RS485)X(電源電壓待定)那么這個(gè)型號(hào)就是ZCT260FXLBXX(X表示待定多種選擇)。
發(fā)布時(shí)間: 2017 - 12 - 13
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無論是CCD還是CMOS,它們都采用感光元件作為影像捕獲的基本手段,CCD/CMOS感光元件的核心都是一個(gè)感光二極管(photodiode),該二極管在接受光線照射之后能夠產(chǎn)生輸出電流,而電流的強(qiáng)度則與光照的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)。 但在周邊組成上,CCD的感光元件與CMOS的感光元件并不相同,前者的感光元件除了感光二極管之外,包括一個(gè)用于控制相鄰電荷的存儲(chǔ)單元,感光二極管占據(jù)了絕大多數(shù)面積—換一種說法就是,CCD感光元件中的有效感光面積較大,在同等條件下可接收到較強(qiáng)的光信號(hào),對(duì)應(yīng)的輸出電信號(hào)也更明晰。而CMOS感光元件的構(gòu)成就比較復(fù)雜,除處于核心地位的感光二極管之外,它還包括放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,每個(gè)像點(diǎn)的構(gòu)成為一個(gè)感光二極管和三顆晶體管,而感光二極管占據(jù)的面積只是整個(gè)元件的一小部分,造成CMOS傳感器的開口率遠(yuǎn)低于CCD (開口率:有效感光區(qū)域與整個(gè)感光元件的面積比值);這樣在接受同等光照及元件大小相同的情況下,CMOS感光元件所能捕捉到的光信號(hào)就明顯小于CCD元件,靈敏度較低;體現(xiàn)在輸出結(jié)果上,就是CMOS傳感器捕捉到的圖像內(nèi)容不如CCD傳感器來得豐富,圖像細(xì)節(jié)丟失情況嚴(yán)重且噪聲明顯,這也是早期CMOS 傳感器只能用于低端場(chǎng)合的一大原因。 CMOS開口率低造成的另一個(gè)麻煩在于,它的像素點(diǎn)密度無法做到媲美CCD的地步,因?yàn)殡S著密度的提高,感光元件的比重面積將因此縮小,而CMOS開口率太低,有效感光區(qū)域小得可憐,圖像細(xì)節(jié)丟失情況會(huì)愈為嚴(yán)重。因此在傳感器尺寸相同的前提下,CCD的像素規(guī)??偸歉哂谕瑫r(shí)期的CMOS傳感器,這也是CMOS長(zhǎng)期以來都未能進(jìn)入主流數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)的重要原因之一。每個(gè)感光元件對(duì)應(yīng)圖像傳感器中的一個(gè)像點(diǎn),由于感光元件只能感應(yīng)光的強(qiáng)度,無法捕獲色彩信息,因此必須在感光元件上方覆蓋彩色濾光片。在這方面,不同的傳感器廠商有不同的解決方案,最常用的做法是覆蓋R...
發(fā)布時(shí)間: 2017 - 12 - 13
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壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器,并廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。 1954年C.S.史密斯詳細(xì)研究了硅的壓阻效應(yīng),從此開始用硅制造壓力傳感器。早期的硅壓力傳感器是半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)式的。后來在N型硅片上定域擴(kuò)散P型雜質(zhì)形成電阻條,并接成電橋,制成芯片。此芯片仍需粘貼在彈性元件上才能敏感壓力的變化。采用這種芯片作為敏感元件的傳感器稱為擴(kuò)散型壓力傳感器。這兩種傳感器都同樣采用粘片結(jié)構(gòu),因而存在滯后和蠕變大、固有頻率低、不適于動(dòng)態(tài)測(cè)量以及難于小型化和集成化、精度不高等缺點(diǎn)。 70年代以來制成了周邊固定支撐的電阻和硅膜片的一體化硅杯式擴(kuò)散型壓力傳感器。它不僅克服了粘片結(jié)構(gòu)的固有缺陷,而且能將電阻條、補(bǔ)償電路和信號(hào)調(diào)整電路集成在一塊硅片上,甚至將微型處理器與傳感器集成在一起,制成智能傳感器。這種新型傳感器的優(yōu)點(diǎn)是:頻率響應(yīng)高,適于動(dòng)態(tài)測(cè)量;體積小,適于微型化;精度高,可達(dá)0.1~0.01%;靈敏高,比金屬應(yīng)變計(jì)高出很多倍,有些應(yīng)用場(chǎng)合可不加放大器;無活動(dòng)部件,可靠性高,能工作于振動(dòng)、沖擊、腐蝕、強(qiáng)干擾等惡劣環(huán)境。其缺點(diǎn)是溫度影響較大、工藝較復(fù)雜和造價(jià)高等。 壓力傳感器的種類繁多,如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。這種傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上,制成硅壓阻芯片,并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之內(nèi),引出電極引線。 壓阻式壓力傳感器又稱為固態(tài)壓力傳感器,它不同于粘貼式應(yīng)變計(jì)需通過彈性敏感元件間接感受外力,而是直接通過硅膜片感受被測(cè)壓...
發(fā)布時(shí)間: 2017 - 12 - 13
來源:
此文主要描述并使用MMA7260QT三軸加速計(jì)和低功耗的9S08QG8八位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)求解位置的算法 。在今天先進(jìn)的電子市場(chǎng),有不少增加了許多特性和智能的多功能的產(chǎn)品。定位和游戲只是得益于獲取到的位置信息的一部分市場(chǎng)。一個(gè)獲取這種信息的可選方案是通過使用慣性傳感器。從這些傳感器中取得的信號(hào)需要進(jìn)行一些處理,因?yàn)樵诩铀俣群臀恢弥g沒有一種直接轉(zhuǎn)換。為了獲得位置,需要對(duì)加速度進(jìn)行二次積分。本文介紹一種簡(jiǎn)單的算法實(shí)現(xiàn)加速度的二重積分。為了獲取加速度的二重積分,一個(gè)簡(jiǎn)單的積分要進(jìn)行兩次,因?yàn)檫@樣也可以順便獲取速度。接下來要展示的算法,能夠應(yīng)該于任何傳感軸,所以一維、二維、三維的位置都可以被計(jì)算出。當(dāng)在獲取三維位置信息時(shí),要特別地除去重力加速度的影響。下面的算法實(shí)現(xiàn)還包括了一個(gè)二維系統(tǒng)的例子(比如鼠標(biāo))。 應(yīng)用潛力這種算法的應(yīng)用潛力在于個(gè)人導(dǎo)航、汽車導(dǎo)航和(back-up)GPS、防盜設(shè)備、地圖追蹤、3D游戲、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)等等。這類產(chǎn)品都需要用到求解位置信息的算法。本文所介紹的算法在位移精度要求不是很嚴(yán)格的情況下很有用。其他的情況和影響特別是應(yīng)用,當(dāng)采用本文算法時(shí),需要考慮一下。對(duì)最終程序進(jìn)行微小的修改和調(diào)整,這種算法能夠達(dá)到更高的精度。 理論知識(shí)和算法理解本文算法的最好方法是回顧一下數(shù)學(xué)上的積分知識(shí)。加速度是一個(gè)對(duì)象速度的變化速率。同時(shí),速度是同樣一個(gè)對(duì)象位置的變化速率。換句話說,速度是位置的導(dǎo)數(shù),加速度是速度的導(dǎo)數(shù),因此如下公式:積分和導(dǎo)數(shù)相反。如果一個(gè)物體的加速度已知,那么我們能夠利用二重積分獲得物體的位置。假設(shè)初始條件為0,那么有如下公式:一個(gè)理解這個(gè)公式的方法是將積分定義成曲線下面包圍的區(qū)域,積分運(yùn)算結(jié)果是極小區(qū)域的總和,區(qū)域的寬度趨近于0。換句話說,積分的和表示了一個(gè)物理變量的大?。ㄋ俣龋?。利用前面的一個(gè)概念——曲線下面的區(qū)域,我們能得出一個(gè)結(jié)論...
發(fā)布時(shí)間: 2017 - 12 - 11
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