单片机技术在传感器设计中的应用

发布时间:2018-10-26  发布者:利坤电子

我国工业的发展水平不断提高,但是和一些发达相比依然存在着比较大的差距,,在很多行业的发展中都是需要仪器的支持的,仪器自身的质量和稳定性通常也需要传感器来检查,所以传感器自身的质量和稳定性就会对仪器自身的质量有着非常大的影响。单片机技术可以显著的提高传感器的质量,所以该技术也在仪器制造的过程中了广泛的应用。
  一、传感器概述
  简而言之,传感器就是一种封装在传感器外壳内能够检测仪器的设备,它主要是按照事先已经设定好的程度将被测的物体基本的参数转化成一种对应的关系,并且还要用这种装置测量出传感器自身的质量,传感器在实际的应用和人的视觉器官实际上是非常相似的,它对光的敏感程度实际上是非常明显的,而传感器中的气敏传感器和人的嗅觉是比较相似的,所以也就是说,传感器可以根据不同的气味做出不同的反应,声敏传感器和人的听觉有着很大的相似之处,它可以根据声波的传递和变化做出具体的判断。温控传感器实际上就是依靠温度的变化来做出反应的,而这种形式和人类的触觉非常类似。传感器应用在不同的场合也有着不同的要求,而有些是比较的要求,其中温控开关传感器就是一个非常好的例子,它主要是通过温度非常微弱的变化而体现出其自身功能的。
  二、单片机技术及其应用
  单片机是利用电路芯片进行自动控制的微机系统,在这个芯片上集成了CPU、存储器、I/O口等各个功能模块,共同组成小型化的微机控制系统。在单片机的硬件方面来讲,它不仅具备半导体硅片的光、热等特性,还由于集成度高的特点,使单片机的体积大幅度减小。
  最近几年,我国的单片机技术也在不断的发展和推广,同时该技术也在不断的成熟,很多领域的发展都离不开单片机技术的参与,在这样的情况下,我国的单片机技术也在不断的完善,这种情况必然会带动我国工业领域的发展,虽然单片机技术在我国发展的时间并不是很长,但是这项技术在应用的过程中还是发挥了关键的积极作用,随着半导体硅材料的广泛应用也使得我国的单片机和传感器有了密切的联系。
  三、机技术在传感器设计中的应用
  随着工业设备的技术提高,设备精度要求也越来越高,对传感器也提出了的要求。当前的传感器中,普遍具有稳定度不够、性差、成本高和体积大的缺点,给当前的系统测量带来了不小的误差。而单片机的运算、控制性好、成本低、小型化等特点,正好弥补了传感器本身的缺陷。
  1、单片机技术对提高传感器的稳定性分析
  传感器的稳定性越好,测量精度也就越高。在测量时首先要其稳定性,这也是检验传感器工作能力的重要标志。目前传感器的缺陷在于不稳定性、度低,因而严重影响了被测物体的精度,而这个精度的误差可以通过单片机实现修正。稳定性是指传感器在长时间工作下输出量发生的变化,它作为传感器的一项重要的技术指标,目前在多方面已了越来越多的重视。而在智能传感器的研究制造中,由于传感器的其他一些性能指标,如灵敏度、分辨力、抗干扰能力等均可通过低程序加以修正,因此很多人把传感器的长期稳定性放在了工作的。
  为了提高传感器的稳定性,避免在长时间的工作下产生非线性的误差,我们可利用单片机技术来修正非线性误差从而提高传感器的稳定性。
  2、单片机技术对提高传感器抗干扰能力的应用分析
  在测量工作中,会因为很多可观因素对传感器的程度造成不利的影响,所以这就需要传感器在应用的过程中要其自身的度和稳定性,其抗干扰能力是影响度和稳定性的一个关键的因素,因为如果传感器自身有着非常好的抗干扰能力,即使处在相对较为复杂的环境当中也可以维持其正常的工作。还要注意的一点是,传感器本身就是一个灵敏性的元件,其材料表面有着非常明显的不均匀性,这种情况如果得不到就会导致测量中会产生电压,而使用了单片机技术以后,传感器转动一圈,系统就会自动对其作出调整,从而也使得传感器自身的稳定性和性了。
  例如电涡流位移传感器在实际的工作中,由于被测物体材料的均匀性和导磁性的不同,会给测量结果带来的影响。轴承中轴的位置,需要进行的测量,但是由于轴表面不均匀的材质。会使测量变得困难。轴在转动过程中,虽然其位置保持不变,但传感器仍会有电压的输出,这样的测量结果会有很大的误差。
  单片机受到干扰后,往往会把操作数当作指令码来执行,引起整个程序的混乱和程序弹飞。如果程序弹飞到某一条单字节指令上时,就不会发生将操作数当成指令的错误,而能自动纳人正轨。当弹飞到双字节或三字节指令的操作时,程序将继续弹飞。因此,在程序中播人几个单字节的空操作指令NOP,就可以保护其后面的指令不被拆散而被完整地执行。
  3、在推动传感器发展演变上的应用
  当前传感器的种类和数量越来越朝着多样化的趋势发展,不同的传感器有着不同的规格,同时也有着不同的信号输出方式,这样也就使得传感器难以统一起来。而单片机在使用的过程中可以体现出非常强的运算能力,同时其体积更小,造价也更低,这为传感器的标准化发展提供了非常优越的条件。所以在传感器的要求上也的细致和严格,主要要具备以下几个功能。
  (1)信号输出标准化;(2)能够实现温度补偿;(3)可以线性校正误差;(4)信号存储功能;(5)信号处理功能;(6)可以与其他控制单元连接。
  单片机技术在传感器设计中有着广泛的用,这项技术可以摆脱传统技术中的诸多缺陷和不足,同时使得传感器自身的性能也了优化和提升,这也使得其在应用中可以充分的发挥自身的性能和优势,降低了客观因素对传感器稳定性和性所造成的不利影响。

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