传感器
是将一种物理量通过电路转化成一种能以别的一种直观的可表达的物理量的描绘。本文对传感器的概念、原理及特性进行逐个介绍，从而解析传感器规划的关键。
1、传感器的概念
传感器是一种检测设备，能感遭到被丈量的信息，并能将感遭到的信息，按必定规则改换成为电信号或其他所需方式的信息输出，以满意信息的传输、处理、存储、显现、记载和操控等要求。它是完成主动检测和主动操控的首要环节。
2、传感器的作业原理
传感器作业原理的分类物理传感器使用的是物理效应，比方压电效应，磁致弹性现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的细小改变都将转化成电信号。化学传感器包含那些以化学吸附、电化学反响等现象为因果联系的传感器，被测信号量的细小改变也将转化成电信号。向传感器供给±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器发生400Hz的方波，通过tda2030功率扩大器即发生沟通激磁功率电源，通过动力环形变压器T1从停止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的沟通电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源，该电源做运算扩大器AD822的作业电源;由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源发生±4.5V的精细直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为扩大器及V/F转化器的作业电源。
当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过外表扩大器AD620扩大成1.5v±1v的强信号，再通过V/F转化器改换成频率信号，通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至停止次级线圈，再通过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴接受的扭矩成正比的频率信号，该信号为TTL电平，既可供给给专用二次外表或频率计显现也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动——静环之间只需零点几毫米的空隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，构成有用的屏蔽，因而具有很强的抗干扰才能。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为根底运作的。化学传感器技术问题较多，例如牢靠性问题，规划出产的或许性，价格问题等，处理了这类难题，化学传感器的使用将会有巨大增加。
3、传感器的特性介绍
1、静态特性：是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互联系。由于这时输入量和输出量都和时刻无关，所以它们之间的联系，即传感器的静态特性可用一个不含时刻变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描绘。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。
2、动态特性：是指传感器在输入改变时，它的输出的特性。在实践作业中，传感器的动态特性常用它对某些规范输入信号的呼应来表明。这是由于传感器对规范输入信号的呼应简单用试验办法求得，而且它对规范输入信号的呼应与它对恣意输入信号的呼应之间存在必定的联系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的规范输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃呼应和频率呼应来表明。
3、线性度：一般状况下，传感器的实践静态特性输出是条曲线而非直线。在实践作业中，为使外表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实践的特性曲线、线性度(非线性差错)便是这个近似程度的一个性能目标。拟合直线的选取有多种办法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点误差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
4、迟滞特性：表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程间输出-输入特性曲线不一致的程度，一般用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F?S的百分比表明。迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收形成。
5、灵敏度：灵敏度是指传感器在稳态作业状况下输出量改变△y对输入量改变△x的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。假如传感器的输出和输入之间显线性联系，则灵敏度S是一个常数。不然，它将随输入量的改变而改变。
4、传感器的规划关键
1、一般所测得的物理量是十分小的，一般还带有作为传感器物理转化元件固有的转化噪声。比方传感器在1被扩大倍率下的信号强度为0.1~1uV，此刻的背景噪声信号也有这么大的水平，甚至于将其湮灭。怎么将有用信号尽量取出而且压低噪声是传感器规划的首要处理的问题。
2、传感器电路必定要简略精粹。想象具有3级扩大电路的，带有2级有源滤波器的扩大回路，扩大了信号的一起也将噪声扩大了，假如噪声不是显着违背有用信号频谱，则无论怎样滤波两者一起扩大，成果信噪比没有进步。因而传感器电路必定要精粹精约。能省1只电阻或电容就必定要将它去掉。这一点是许多规划传感器的工程师们简单疏忽的问题。已知的状况是，传感器电路跟着噪声的问题困扰，电路越修正越杂乱，成为怪圈。
3、功耗问题。传感器一般在后续电路的前端，有或许需求较长的引线衔接。当传感器功耗较大时引线的衔接将会一切的无谓噪声以及电源噪声引进使得后续电路益发难以规划。在够用的状况小怎么下降功耗也是一个不小的检测。
4、元器材的选用和电源回路。元器材的选用必定要够用为好，只需器材目标在需求的规模之内就可以了，余下的便是电路规划问题。电源是传感器电路规划进程必定要遇到的难题，不要寻求无法到达的电源目标，而挑选一款带有较好的共模抑制比的运放，选用差分扩大电路规划或许最一般的开关电源以及器材就能满意你的要求。
