Пять навыков дизайна и технические индикаторы датчика

Количество датчиков распространяется по поверхности Земли и в пространствах вокруг нас, предоставляя мир данными. Эти доступные датчики являются движущей силой развития Интернета вещей, и цифровая революция, с которой сталкивается наше общество, но в то же время подключение и доступ к данным из датчиков не всегда идет прямо или легкой.

Прежде всего, технический индекс является объективной основой для характеристики производительности продукта. Постолькайте технические индикаторы, помогают правильному выбору и использованию продукта. Технические показатели датчика разделены на статические индикаторы и динамические индикаторы. Статические индикаторы в основном изучают производительность датчика в условиях статической инвариантности, включая разрешение, повторяемость, чувствительность, линейность, ошибку возврата, порог, ползучесть, стабильность и т. Д.

Из -за многочисленных технических показателей датчика различные данные и литература описаны с разных сторон, так что разные люди имеют разные понимания, и даже недопонимание и двусмысленность. К этой цели рассказываются следующие несколько основных технических показателей датчика:

1, Резолюция и разрешение:

Определение: разрешение относится к наименьшему измеренному изменению, которое может обнаружить датчик. Резолюция относится к соотношению разрешения к полномасштабному значению.

Интерпретация 1: Резолюция является самым основным показателем датчика. Он представляет собой способность датчика различать измеренные объекты. Другие технические характеристики датчика описаны в терминах разрешения как минимальное устройство.

Для датчиков и инструментов с цифровым дисплеем разрешение определяет минимальное количество показателей, которые будут отображаться. Например, разрешение электронного цифрового суппорта составляет 0,01 мм, а ошибка индикатора составляет ± 0,02 мм.

Интерпретация 2: разрешение является абсолютным числом с единицами. Например, разрешение датчика температуры составляет 0,1 ℃, разрешение датчика ускорения составляет 0,1 г и т. Д.

Интерпретация 3: Резолюция - это связанная и очень похожая концепция с разрешением, оба представляют разрешение датчика для измерения.

Основное отличие состоит в том, что разрешение выражается в процентах от разрешения датчика. Это относительно и не имеет измерения. Например, разрешение датчика температуры составляет 0,1 ℃, полный диапазон составляет 500 ℃, разрешение составляет 0,1/500 = 0,02%.

2. Повторяемость:

Определение: Повторяемость датчика относится к степени разницы между результатами измерения, когда измерение повторяется несколько раз в одном и том же направлении в одном и том же условии. Также называется ошибкой повторения, ошибкой воспроизведения и т. Д.

Интерпретация 1: Повторяемость датчика должна быть степень разницы между множественными измерениями, полученными в одинаковых условиях.

Интерпретация 2: повторяемость датчика представляет собой дисперсию и случайность результатов измерения датчика. Причина такой дисперсии и случайности заключается в том, что различные случайные нарушения неизбежно существуют внутри и за пределами датчика, что приводит к конечным результатам измерения датчика, показывающих характеристики случайных переменных.

Интерпретация 3: Стандартное отклонение случайной величины может использоваться в качестве воспроизводимой количественной экспрессии.

Интерпретация 4: Для множественных повторяющихся измерений может быть получена более высокая точность измерения, если среднее значение всех измерений принимается в качестве конечного результата измерения. Потому что стандартное отклонение среднего значительно меньше, чем стандартное отклонение каждого измерения.

3. Линейность:

Определение: линейность (линейность) относится к отклонению входной и выходной кривой датчика от идеальной прямой линии.

Интерпретация 1: Идеальное отношение ввода/вывода датчика должно быть линейным, а его кривая ввода/вывода должна быть прямой линией (красная линия на рисунке ниже).

Тем не менее, фактический датчик более или менее имеет множество ошибок, что приводит к фактической кривой ввода и вывода не является идеальной прямой линией, а кривой (зеленая кривая на рисунке ниже).

Линейность-это степень различия между фактической характерной кривой датчика и автономной линии, также известной как нелинейность или нелинейная ошибка.

Интерпретация 2: Поскольку разница между фактической характеристической кривой датчика и идеальной линией различна при разных размерах измерения, отношение максимального значения разницы к значению полного диапазона часто используется в диапазоне полного диапазона. Поверно, линейность также является относительной величиной.

Интерпретация 3: Поскольку идеальная линия датчика неизвестна для общей ситуации измерения, она не может быть получена. По этой причине часто используется компромиссный метод, то есть непосредственно с использованием результатов измерения датчика для расчета линии подгонки, которая находится близко к идеальной линии. Специфические методы расчета включают метод конечной точки, лучшую линию, метод наименьшего квадрата и так далее.

4. Стабильность:

Определение: Стабильность - это способность датчика сохранять свою производительность в течение определенного периода времени.

Интерпретация 1: Стабильность является основным показателем для изучения того, работает ли датчик стабильно в определенном времени.

Интерпретация 2: Стабильность может быть разделена на краткосрочную стабильность и долгосрочную стабильность в соответствии с длиной периода времени. Когда время наблюдения слишком короткое, стабильность и повторяемость близки. Поэтому индекс стабильности в основном исследует долгосрочную стабильность. Удельная продолжительность времени, в соответствии с применением окружающей среды и требованиями для определения.

Интерпретация 3: как абсолютная ошибка, так и относительная ошибка могут быть использованы для количественной экспрессии индекса стабильности. Например, датчик силы типа деформации имеет стабильность 0,02%/12H.

5. Частота выборки:

Определение. Скорость дискретизации относится к количеству результатов измерения, которые могут быть отобраны с помощью датчика за единицу времени.

Интерпретация 1: Частота отбора проб является наиболее важным показателем динамических характеристик датчика, отражая способность быстрого отклика датчика. Частота сочинения является одним из технических показателей, которые должны быть полностью рассмотрены в случае быстрого изменения измерения. Доступ к закону отбора проб Шеннона, частота выборки сенсора не должна быть меньше, чем на изменении частоты.

Интерпретация 2: При использовании различных частот точность датчика также соответственно варьируется. По словам, чем выше частота отбора проб, тем ниже точность измерения.

Самая высокая точность датчика часто получается с самой низкой скоростью отбора проб или даже при статических условиях. Таким образом, точность и скорость должны учитываться при выборе датчика.

Пять конструкций для датчиков

1. Начните с инструмента шины

В качестве первого шага инженер должен принять подход сначала подключения датчика через инструмент шины для ограничения неизвестного. Driver. В контексте утилиты шины разработчик может отправлять и получать сообщения, чтобы понять, как работает раздел, прежде чем пытаться работать на встроенном уровне.

2. Напишите код интерфейса передачи в Python

После того, как разработчик попытался использовать датчики инструмента шины, следующим шагом является написание кода приложения для датчиков. INSTEAD, чтобы прыгать непосредственно на код микроконтроллера, написать код приложения в Python.many Bus Утилиты настройки плагинов и пример кода, когда написание сценария, которые обычно следуют. Сеть. Сложный как тестирование в встроенной среде. Код на высоком уровне облегчит не внедренным инженерам сценариев и тестов на минных датчиках без ухода за встроенным инженером-программистом.

3. Проверьте датчик с помощью микро -питона

Одним из преимуществ написания первого кода приложения в Python является то, что прикладные вызовы в интерфейс программирования приложений на автобусе (API) могут быть легко заменены, вызывая Micro Python.micro Python, работающий в встроенном программном обеспечении в режиме реального времени, которое имеет много датчиков для инженеров, чтобы понять его ценность. Micro Python работает на процессоре Cortex-M4, и это хорошая среда, из которой можно отлаживать код приложения. Только это просто, нет необходимости писать здесь драйверы I2C или SPI, поскольку они уже рассмотрены в библиотеке функций Micro Python.

4. Используйте код поставщика датчика

Любой пример кода, который может быть «соскребен» от производителя датчиков, инженерам придется иметь большое значение, чтобы понять, как работает сенсор. Начните как «спагетти», но используйте понимание производителей о том, как работают их датчики, помогут сократить много разрушенных выходных, прежде чем продукт будет запущен.

5. Используйте библиотеку функций слияния датчиков

Скорее всего, интерфейс передачи датчика не является новым и не был сделан ранее. Известные библиотеки всех функций, такие как «библиотека функций слияния датчиков», предоставленные многими производителями чипов, помогают разработчикам быстро или даже лучше, и избежать цикла реконструкции или радикально модифицировать архитектуру продукта. Многовые датчики могут быть интегрированными в общие типы или категории. Почти универсальный или менее повторный использование. Нажмите эти библиотеки функций слияния датчиков и изучать свои сильные и слабые стороны.

Когда датчики интегрированы в встроенные системы, существует много способов помочь улучшить время дизайна и простоту использования. Разработчики никогда не могут «пойти не так», узнав, как датчики работают с высокого уровня абстракции в начале дизайна и перед тем, как интегрировать их в систему более низкого уровня. Многие ресурсы, доступные сегодня, помогут разработчикам «наступить на землю без необходимости с нуля.