Lima ka kahanas sa disenyo ug teknikal nga mga indikasyon sa sensor

Nagkadaghan ang mga sensor sa tibuok kalibutan ug sa mga kawanangan sa atong palibot, nga naghatag sa kalibutan og datos. Kining barato nga mga sensor mao ang nagduso sa pag-uswag sa Internet of Things ug sa digital nga rebolusyon nga giatubang sa atong katilingban, apan ang pagkonektar ug pag-access sa datos gikan sa mga sensor dili kanunay diretso o sayon. Kini nga papel magpaila sa sensor technical index, 5 design skills ug OEM enterprises.

Una sa tanan, ang teknikal nga indeks mao ang obhetibong basehan aron mailhan ang performance sa usa ka produkto. Sabta ang mga teknikal nga indikasyon, tabangi ang husto nga pagpili ug paggamit sa produkto. Ang mga teknikal nga indikasyon sa sensor gibahin sa static indicators ug dynamic indicators. Ang static indicators nag-una nga nagsusi sa performance sa sensor ubos sa kondisyon sa static invariance, lakip ang resolution, repeatability, sensitivity, linearity, return error, threshold, creep, stability ug uban pa. Ang dynamic index nag-una nga nagsusi sa performance sa sensor ubos sa kondisyon sa paspas nga pagbag-o, lakip ang frequency response ug step response.

Tungod sa daghang teknikal nga mga indikasyon sa sensor, lain-laing datos ug literatura ang gihulagway gikan sa lain-laing mga anggulo, mao nga ang lain-laing mga tawo adunay lain-laing mga pagsabot, ug bisan ang dili pagsinabtanay ug kalibog. Tungod niini, ang mosunod nga pipila ka mga nag-unang teknikal nga indikasyon alang sa sensor gihubad:

1, resolusyon ug resolusyon:

Depinisyon: Ang resolusyon nagtumong sa pinakagamay nga nasukod nga pagbag-o nga mamatikdan sa usa ka sensor. Ang resolusyon nagtumong sa ratio sa Resolusyon ngadto sa tibuok nga sukod nga bili.

Interpretasyon 1: Ang resolusyon mao ang pinakasimple nga timailhan sa usa ka sensor. Kini nagrepresentar sa abilidad sa sensor sa pag-ila sa mga gisukod nga butang. Ang uban pang teknikal nga mga detalye sa sensor gihulagway sa termino sa resolusyon isip minimum nga yunit.

Para sa mga sensor ug instrumento nga adunay digital display, ang resolusyon mao ang nagtino sa minimum nga gidaghanon sa mga numero nga ipakita. Pananglitan, ang resolusyon sa electronic digital caliper kay 0.01mm, ug ang indicator error kay ±0.02mm.

Interpretasyon 2: Ang resolusyon usa ka hingpit nga numero nga adunay mga yunit. Pananglitan, ang resolusyon sa usa ka sensor sa temperatura kay 0.1℃, ang resolusyon sa usa ka sensor sa acceleration kay 0.1g, ug uban pa.

Interpretasyon 3: Ang resolusyon usa ka may kalabutan ug susama kaayo nga konsepto sa resolusyon, nga parehong nagrepresentar sa resolusyon sa usa ka sensor sa usa ka sukod.

Ang pangunang kalainan mao nga ang resolusyon gipahayag isip porsyento sa resolusyon sa sensor. Kini relatibo ug walay dimensyon. Pananglitan, ang resolusyon sa sensor sa temperatura kay 0.1℃, ang tibuok nga range kay 500℃, ug ang resolusyon kay 0.1/500=0.02%.

2. Pagkabalik-balikon:

Depinisyon: Ang pagkabalik-balik sa sensor nagtumong sa ang-ang sa kalainan tali sa mga resulta sa pagsukod kung ang pagsukod gisubli sa makadaghang higayon sa parehas nga direksyon ubos sa parehas nga kondisyon. Gitawag usab nga repetition error, reproduction error, ug uban pa.

Interpretasyon 1: Ang pagkabalik-balik sa usa ka sensor kinahanglan nga mao ang ang-ang sa kalainan tali sa daghang mga sukod nga nakuha ubos sa parehas nga mga kondisyon. Kung ang mga kondisyon sa pagsukod mausab, ang pagkaparehas tali sa mga resulta sa pagsukod mawala, nga dili magamit nga basehan sa pagtimbang-timbang sa pagkabalik-balik.

Interpretasyon 2: Ang pagkasublisubli sa sensor nagrepresentar sa pagkatibulaag ug pagka-random sa mga resulta sa pagsukod sa sensor. Ang hinungdan sa maong pagkatibulaag ug pagka-random mao nga ang nagkalain-laing mga random nga kagubot dili kalikayan nga anaa sa sulod ug gawas sa sensor, nga moresulta sa katapusang mga resulta sa pagsukod sa sensor nga nagpakita sa mga kinaiya sa mga random nga variable.

Interpretasyon 3: Ang standard deviation sa random variable magamit isip usa ka masubli nga kwantitatibong ekspresyon.

Interpretasyon 4: Alang sa daghang balik-balik nga pagsukod, mas taas nga katukma sa pagsukod ang makuha kung ang aberids sa tanang sukod ang kuhaon isip katapusang resulta sa pagsukod. Tungod kay ang standard deviation sa mean mas gamay kay sa standard deviation sa matag sukod.

3. Linearidad:

Depinisyon: Ang Linearity (Linearity) nagtumong sa pagtipas sa kurba sa input ug output sa sensor gikan sa sulundon nga tul-id nga linya.

Interpretasyon 1: Ang sulundon nga relasyon sa input/output sa sensor kinahanglan nga linear, ug ang input/output curve niini kinahanglan nga usa ka tul-id nga linya (pula nga linya sa hulagway sa ubos).

Apan, ang aktuwal nga sensor adunay daghang mga sayop, nga miresulta sa aktuwal nga input ug output curve dili ang sulundon nga tul-id nga linya, apan usa ka kurba (ang berde nga kurba sa hulagway sa ubos).

Ang linearity mao ang ang-ang sa kalainan tali sa aktuwal nga kinaiya nga kurba sa sensor ug sa off-line line, nailhan usab nga nonlinearity o nonlinear error.

Interpretasyon 2: Tungod kay ang kalainan tali sa aktuwal nga kinaiya nga kurba sa sensor ug sa sulundon nga linya managlahi sa lainlaing gidak-on sa pagsukod, ang ratio sa labing taas nga kantidad sa kalainan sa tibuuk nga kantidad sa range kanunay nga gigamit sa tibuuk nga range. Klaro nga ang linearity usa usab ka relatibong kantidad.

Interpretasyon 3: Tungod kay ang sulundon nga linya sa sensor wala mahibal-i alang sa kinatibuk-ang sitwasyon sa pagsukod, dili kini makuha. Tungod niini nga hinungdan, usa ka kompromiso nga pamaagi ang kanunay nga gisagop, nga mao, direkta nga gigamit ang mga resulta sa pagsukod sa sensor aron makalkulo ang linya sa pag-igo nga duol sa sulundon nga linya. Ang piho nga mga pamaagi sa pagkalkula naglakip sa pamaagi sa linya sa katapusan, labing maayo nga pamaagi sa linya, labing gamay nga pamaagi sa square ug uban pa.

4. Kalig-on:

Depinisyon: Ang kalig-on mao ang abilidad sa usa ka sensor sa pagpadayon sa iyang performance sulod sa usa ka yugto sa panahon.

Interpretasyon 1: Ang kalig-on mao ang pangunang sukdanan aron masusi kung ang sensor molihok ba nga lig-on sa usa ka piho nga range sa oras. Ang mga hinungdan nga mosangpot sa kawalay kalig-on sa sensor naglakip sa pag-anod sa temperatura ug pagpagawas sa internal nga stress. Busa, makatabang ang pagdugang sa kompensasyon sa temperatura ug pagtambal sa pagkatigulang aron mapaayo ang kalig-on.

Interpretasyon 2: Ang kalig-on mahimong bahinon sa mubo nga termino nga kalig-on ug dugay nga termino nga kalig-on sumala sa gitas-on sa panahon. Kung ang oras sa obserbasyon mubo ra kaayo, ang kalig-on ug pagkabalik-balik hapit na. Busa, ang indeks sa kalig-on nag-una nga nagsusi sa dugay nga termino nga kalig-on. Ang piho nga gitas-on sa panahon, sumala sa paggamit sa palibot ug mga kinahanglanon aron mahibal-an.

Interpretasyon 3: Ang absolute error ug relative error parehong magamit para sa quantitative expression sa stability index. Pananglitan, ang strain type force sensor adunay stability nga 0.02%/12h.

5. Kasubsob sa pagkuha og sampol:

Depinisyon: Ang Sample Rate nagtumong sa gidaghanon sa mga resulta sa pagsukod nga mahimong makuhaan og sampol sa sensor kada yunit sa oras.

Interpretasyon 1: Ang sampling frequency mao ang labing importante nga timailhan sa dinamikong mga kinaiya sa sensor, nga nagpakita sa paspas nga abilidad sa sensor sa pagtubag. Ang sampling frequency usa sa mga teknikal nga timailhan nga kinahanglan nga hingpit nga tagdon sa kaso sa paspas nga pagbag-o sa pagsukod. Sumala sa balaod sa sampling ni Shannon, ang sampling frequency sa sensor dili kinahanglan nga moubos sa 2 ka pilo sa pagbag-o sa frequency sa gisukod.

Interpretasyon 2: Uban sa paggamit sa lain-laing mga frequency, ang katukma sa sensor managlahi usab sumala niana. Sa kinatibuk-an, kon mas taas ang sampling frequency, mas ubos ang katukma sa pagsukod.

Ang pinakataas nga katukma sa sensor kasagarang makuha sa labing ubos nga sampling speed o bisan ubos sa static nga mga kondisyon. Busa, ang katukma ug katulin kinahanglan nga tagdon sa pagpili sa sensor.

Lima ka mga tip sa disenyo para sa mga sensor

1. Sugdi gamit ang bus tool

Isip unang lakang, ang engineer kinahanglan nga mohimo sa pamaagi sa pagkonektar una sa sensor pinaagi sa bus tool aron limitahan ang wala mahibal-i. Ang bus tool nagkonektar sa personal computer (PC) ug dayon sa I2C, SPI, o uban pang protocol sa sensor nga nagtugot sa sensor nga "makigsulti". Usa ka aplikasyon sa PC nga nalangkit sa bus tool nga naghatag og nailhan ug nagtrabaho nga tinubdan alang sa pagpadala ug pagdawat og datos nga dili usa ka wala mailhi, wala gi-authenticate nga embedded microcontroller (MCU) driver. Sa konteksto sa Bus utility, ang developer makapadala ug makadawat og mga mensahe aron masabtan kung giunsa paglihok ang seksyon sa dili pa mosulay sa pag-operate sa embedded level.

2. Isulat ang transmission interface code sa Python

Kung nasulayan na sa developer ang paggamit sa mga sensor sa bus tool, ang sunod nga lakang mao ang pagsulat sa application code para sa mga sensor. Imbis nga direktang moadto sa microcontroller code, isulat ang application code sa Python. Daghang mga bus utilities ang nag-configure sa mga plug-in ug sample code kung magsulat og mga script, nga kasagaran gisunod sa Python. Ang NET usa sa mga pinulongan nga magamit sa .net. Ang pagsulat sa mga aplikasyon sa Python paspas ug sayon, ug kini naghatag og paagi sa pagsulay sa mga sensor sa mga aplikasyon nga dili sama ka komplikado sa pagsulay sa usa ka embedded environment. Ang pagbaton og high-level code makapahimo niini nga sayon ​​para sa mga non-embedded engineer sa pagmina sa mga sensor script ug mga pagsulay nga walay pag-atiman sa usa ka embedded software engineer.

3. Sulayi ang sensor gamit ang Micro Python

Usa sa mga bentaha sa pagsulat sa unang application code sa Python mao nga ang mga tawag sa aplikasyon ngadto sa Bus-utility application Programming interface (API) dali nga mabaylo pinaagi sa pagtawag sa Micro Python. Ang Micro Python modagan sa real-time embedded software, nga adunay daghang mga sensor para masabtan sa mga inhenyero ang bili niini. Ang Micro Python modagan sa usa ka Cortex-M4 processor, ug kini usa ka maayong palibot diin magamit ang pag-debug sa application code. Dili lang kini yano, dili na kinahanglan nga magsulat og I2C o SPI drivers dinhi, tungod kay nasakup na kini sa function library sa Micro Python.

4. Gamita ang code sa supplier sa sensor

Bisan unsang sample code nga mahimong "ma-scrape" gikan sa usa ka tiggama og sensor, ang mga inhenyero kinahanglan nga moagi og layo aron masabtan kung giunsa paglihok ang sensor. Ikasubo, daghang mga vendor sa sensor ang dili eksperto sa disenyo sa embedded software, busa ayaw pagdahom nga makakita og andam na nga ehemplo sa matahum nga arkitektura ug kaanindot. Gamita lang ang vendor code, tun-i kung giunsa paglihok kini nga bahin, ug ang kasagmuyo sa refactoring motungha hangtod nga kini limpyo nga ma-integrate sa embedded software. Mahimong magsugod kini isip "spaghetti", apan ang paggamit sa pagsabot sa mga tiggama kung giunsa paglihok ang ilang mga sensor makatabang sa pagpakunhod sa daghang naguba nga mga katapusan sa semana sa dili pa ilunsad ang produkto.

5. Gamita ang librarya sa mga gimbuhaton sa sensor fusion

Lagmit, ang transmission interface sa sensor dili bag-o ug wala pa nahimo kaniadto. Ang nailhan nga mga librarya sa tanang gimbuhaton, sama sa "Sensor Fusion function Library" nga gihatag sa daghang mga tiggama og chip, makatabang sa mga developer nga dali nga makakat-on, o mas maayo pa, ug malikayan ang siklo sa pag-usab o pag-usab sa arkitektura sa produkto. Daghang mga sensor ang mahimong i-integrate sa kinatibuk-ang mga tipo o kategorya, ug kini nga mga tipo o kategorya makapahimo sa hapsay nga pag-uswag sa mga driver nga, kung dumalahon sa husto, hapit unibersal o dili kaayo magamit pag-usab. Pangitaa kini nga mga librarya sa mga gimbuhaton sa sensor fusion ug hibal-i ang ilang mga kusog ug kahuyang.

Kung ang mga sensor gi-integrate sa mga embedded system, daghang mga paagi aron matabangan nga mapaayo ang oras sa pagdesinyo ug kadali sa paggamit. Ang mga developer dili gyud "masayop" pinaagi sa pagkat-on kung giunsa ang pagtrabaho sa mga sensor gikan sa taas nga lebel sa abstraksyon sa sinugdanan sa disenyo ug sa dili pa kini i-integrate sa usa ka mas ubos nga lebel sa sistema. Daghan sa mga kapanguhaan nga magamit karon ang makatabang sa mga developer nga "makasugod dayon" nga dili kinahanglan magsugod gikan sa wala.