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Case 傳感知識

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目前多數以加速度傳感器搭配陀螺儀傳感器通常經過整合設計、來建構可進行動態追蹤與捕捉3D空間的完整運動軌跡。以現有的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MEMS陀螺儀傳感器的核心組件，是一組經過硅制程的微加工機械組合，在硅結構設計上為參照一組如同音叉機制的運轉結構，其應用裝置的角速度感測，其工作原理為由相互正交之振動與轉動導致的交變科里奧利力，至于振動的物體由柔軟之彈性結構懸掛于基座上，MEMS陀螺儀傳感器整體動力學系統，是由2D彈性阻尼系統整合，系統中的振動和轉動所產生的科里奧利力將角速度之能量轉移至傳感模式，角速率轉換為特定感應結構的直向位移，透過MEMS的結構進而取得變化量的感測信息。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數據較偏向斜度、偏航等動態信息，反而與重力、線性動作感測數據較無關，陀螺儀傳感器多在偵測物體水平改變狀態時較能達到效用，無法如加速度傳感器對于物體移動或移動動能具較高的感測能力。相反的，加速度傳感器可在偵測物體移動狀態具較高實用效益，但卻無法感測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，即可讓動態感測系統同時具備直向速度與轉動數據的感測信息，讓動態感測系統的偵測范圍更全面、完整。在MEMS的節能設計方面，在系統毋須使用動態感測應用時，MEMS可以搭配關閉部分功能達到高效節能效用。例如，在陀螺儀傳感器設計方案中，可將陀螺儀傳感器的傳遞訊號與調節電路區分為馬達驅動部份、加速度傳感器感應電路兩大部份，馬達驅動部份為利用靜電驅動的原理令機械組件產生前/后振蕩，產生感測過程所需的諧振作用，至于感應部份為利用量測系統電容變化量，來取得科里奧利力的數值變化，于對應感應質點上所生成的微弱位移數據，將角速率變化量，轉換成對比角速度變化量之對應模擬信號(或數字信號)輸出。

發布時間: 2017 - 12 - 18

常用傾角傳感器型號選型指導

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客戶在選用傾角傳感器之前對傾角傳感器部分參數有要求；例如我想要一個精度為0.05°電壓輸出，雙軸、測量范圍60°的接口類型為RS485金屬外殼傾角傳感器，那么型號是什么呢？下面介紹一下上海直川常用傾角傳感器型號的命名規則，用戶可根據規則找對應的傾角傳感器型號。傾角傳感器各位代碼定義：第一二位公司代碼“ZC”，第三位產品分類：傾角傳感器為“T”第四位表示軸數定義，傾角傳感器有單軸（1表示）、雙軸（2表示）、三軸（3表示）其他位數請看下圖：注釋：第4碼傾角軸數1 ------- 單軸2 ------- 雙軸3 ------- 三軸第5,6碼量程，雙軸以實際角度編碼,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為兼容舊產品, 新產品不可使用;第8碼同類編號在所定義參數都相同的情況下,做進一步區別,優先使用數字編碼;第9碼橫杠第10碼結構類型具體參數及代碼見表格三;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及代碼見表格三;第13碼橫杠 14-16碼客戶定做標識以客戶中文拼音首字母縮寫表示，一般2~3個字母。示例：那么我們要找的精度為0.05°電壓輸出，雙軸、測量范圍60°的接口類型為RS485金屬外殼傾角傳感器的型號為ZCT2（雙軸）60（測量范圍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）那么這個型號就是ZCT260FXLBXX（X表示待定多種選擇）。

發布時間: 2017 - 12 - 13

CCD與CMOS傳感技術的原理、作用及其區別對比詳解

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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感光二極管（photodiode），該二極管在接受光線照射之后能夠產生輸出電流，而電流的強度則與光照的強度對應。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，包括一個用于控制相鄰電荷的存儲單元，感光二極管占據了絕大多數面積—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的光信號，對應的輸出電信號也更明晰。而CMOS感光元件的構成就比較復雜，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轉換電路，每個像點的構成為一個感光二極管和三顆晶體管，而感光二極管占據的面積只是整個元件的一小部分，造成CMOS傳感器的開口率遠低于CCD （開口率：有效感光區域與整個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就明顯小于CCD元件，靈敏度較低；體現在輸出結果上，就是CMOS傳感器捕捉到的圖像內容不如CCD傳感器來得豐富，圖像細節丟失情況嚴重且噪聲明顯，這也是早期CMOS 傳感器只能用于低端場合的一大原因。 CMOS開口率低造成的另一個麻煩在于，它的像素點密度無法做到媲美CCD的地步，因為隨著密度的提高，感光元件的比重面積將因此縮小，而CMOS開口率太低，有效感光區域小得可憐，圖像細節丟失情況會愈為嚴重。因此在傳感器尺寸相同的前提下，CCD的像素規模總是高于同時期的CMOS傳感器，這也是CMOS長期以來都未能進入主流數碼相機市場的重要原因之一。每個感光元件對應圖像傳感器中的一個像點，由于感光元件只能感應光的強度，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...

發布時間: 2017 - 12 - 13

壓阻式壓力傳感器的應用領域

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壓力傳感器是工業實踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器，并廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。 1954年C.S.史密斯詳細研究了硅的壓阻效應，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體應變計式的。后來在N型硅片上定域擴散P型雜質形成電阻條，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散型壓力傳感器。這兩種傳感器都同樣采用粘片結構，因而存在滯后和蠕變大、固有頻率低、不適于動態測量以及難于小型化和集成化、精度不高等缺點。 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散型壓力傳感器。它不僅克服了粘片結構的固有缺陷，而且能將電阻條、補償電路和信號調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點是:頻率響應高,適于動態測量;體積小，適于微型化；精度高，可達0.1～0.01％；靈敏高,比金屬應變計高出很多倍，有些應用場合可不加放大器；無活動部件，可靠性高，能工作于振動、沖擊、腐蝕、強干擾等惡劣環境。其缺點是溫度影響較大、工藝較復雜和造價高等。壓力傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、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。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價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，引出電極引線。壓阻式壓力傳感器又稱為固態壓力傳感器，它不同于粘貼式應變計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壓...

發布時間: 2017 - 12 - 13

深度解析：利用三軸加速度傳感器求位置算法

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此文主要描述并使用MMA7260QT三軸加速計和低功耗的9S08QG8八位單片機實現求解位置的算法。在今天先進的電子市場，有不少增加了許多特性和智能的多功能的產品。定位和游戲只是得益于獲取到的位置信息的一部分市場。一個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需要進行一些處理，因為在加速度和位置之間沒有一種直接轉換。為了獲得位置，需要對加速度進行二次積分。本文介紹一種簡單的算法實現加速度的二重積分。為了獲取加速度的二重積分，一個簡單的積分要進行兩次，因為這樣也可以順便獲取速度。接下來要展示的算法，能夠應該于任何傳感軸，所以一維、二維、三維的位置都可以被計算出。當在獲取三維位置信息時，要特別地除去重力加速度的影響。下面的算法實現還包括了一個二維系統的例子（比如鼠標）。應用潛力這種算法的應用潛力在于個人導航、汽車導航和（back-up）GPS、防盜設備、地圖追蹤、3D游戲、計算機鼠標等等。這類產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格的情況下很有用。其他的情況和影響特別是應用，當采用本文算法時，需要考慮一下。對最終程序進行微小的修改和調整，這種算法能夠達到更高的精度。理論知識和算法理解本文算法的最好方法是回顧一下數學上的積分知識。加速度是一個對象速度的變化速率。同時，速度是同樣一個對象位置的變化速率。換句話說，速度是位置的導數，加速度是速度的導數，因此如下公式：積分和導數相反。如果一個物體的加速度已知，那么我們能夠利用二重積分獲得物體的位置。假設初始條件為0，那么有如下公式：一個理解這個公式的方法是將積分定義成曲線下面包圍的區域，積分運算結果是極小區域的總和，區域的寬度趨近于0。換句話說，積分的和表示了一個物理變量的大小（速度）。利用前面的一個概念——曲線下面的區域，我們能得出一個結論...

發布時間: 2017 - 12 - 11