sensor_10 数字式传感器.ppt

10.5 集成数字式传感器 10.5.1 集成数字温度传感器 数字式传感器 DS18B20： 温度测量范围： -55 ℃ ～+125℃ 分辨力： 1/16℃ 精度： 0.5℃ 响应时间： 1秒 工作电压： 3～5.5V 单总线，数字输出 微处理器 10.5.2 集成数字加速度传感器ADXL210 数字式传感器 10.5.3 集成数字图像传感器OV7620 数字式传感器 数字式传感器 数字式传感器 ②莫尔条纹移动与光栅移动的对应关系 指示光栅不动，主光栅沿 轴平移时，莫尔条纹沿近似垂直于光栅移动方向(即近似沿 轴方向)移动。 当光栅改变移动方向时，莫尔条纹随之也改变移动方向。 ——可通过莫尔条纹的移动方向来判别光栅的移动方向。 移动距离 ：刻线数 当 和 一定时， 与移动的距离 成正比。 数字式传感器 ③误差减小作用 光栅在制造过程中，必然会引入刻画误差。莫尔条纹是由光栅的大量刻线共同形成的，对光栅的刻划误差有平均作用，从而在很大程度上消除栅距的局部误差及短周期误差的影响。 刻画误差是随机误差。设单个栅距误差为 ，形成莫尔条纹的区域内有 条刻线，则综合误差 为： 数字式传感器 2.光电转换 光电元件的输出电压 (或电流 )由直流分量 和幅值为 的交流分量叠加而成，即： 数字式传感器 10.2.2 数字转换原理 1.辨向原理 数字式传感器 2.电子细分（倍频） 细分方法 锁相细分 四倍频细分 电桥细分：细分数12～60 电平切割细分：细分数100 调制信号细分 细分数可达1000 微处理器细分：细分数可变 测量就是将被测量与标准量进行比较，标准量是用标准器来体现的。被测量通常不会恰好是标准器分划值的整数倍。 为了比较正确地反映出被测量中不足一个分划值的那部分，必须对标准器进行插值或称细分，才能获得高的精度。 数字式传感器 10.3 编码器（码盘） 特点：高精度、高分辨率和高可靠性。 直线式编码器 旋转式编码器 结构形式 数字式角位移测量传感器 10.3.1基本结构与原理 旋转式编码器： ①增量编码器 ②绝对编码器。 一个 位的码盘，它的分辨角度为： 数字式传感器 数字式传感器 接触式 光电式 电磁式 码盘基片上有多圈码道，各码道的等分数相等； 对应每圈都有传感器； 输出信号的路数与码盘圈数一致； 检测信号按某种规律编码输出，故可测得被测轴的转动角度。 1 0 0 1 9 0 1 0 1 10 1 1 0 1 11 0 0 1 1 12 1 0 1 1 13 0 1 1 1 14 1 1 1 1 15 0 0 0 1 8 1 1 1 0 7 0 1 1 0 6 1 0 1 0 5 0 0 1 0 4 1 1 0 0 3 0 1 0 0 2 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 二进制编码器结构 +5V 导体,接地 二进制码盘 分辨角度 数字式传感器 1 0 0 1 9 0 1 0 1 10 1 1 0 1 11 0 0 1 1 12 1 0 1 1 13 0 1 1 1 14 1 1 1 1 15 0 0 0 1 8 1 1 1 0 7 0 1 1 0 6 1 0 1 0 5 0 0 1 0 4 1 1 0 0 3 0 1 0 0 2 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 数字式传感器 二进制编码的特点： 编码循序与位置循序相一致； 易产生非单值性误差。 1 0 1 1 9 1 1 1 1 10 0 1 1 1 11 0 1 0 1 12 1 1 0 1 13 1 0 0 1 14 0 0 0 1 15 0 0 1 1 8 0 0 1 0 7 1 0 1 0 6 1 1 1 0 5 0 1 1 0 4 0 1 0 0 3 1 1 0 0 2 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 +5V 导体,接地 格雷码盘 分辨角度 数字式传感器 格雷码（循环码）编码器结构 + 01110 右移一位并舍去 格雷码（循环码）编码器结构 数字式传感器 特点：任何两个编码之间只有一位是变化的，因而可把误差控制在最小单位上。但编码与位置循序无直接规律。 格雷码的编码方法： 从二进制码转换而来，转换规则为： 将二进制码与其本身右移一位后并舍去末位的数码做不进位加法，得出的结果即为格雷码(循环码)。 例：二进制码1110 → 格雷码 1110 二进制码 1001 格雷码 10.3.2旋转式光电编码器 1.绝对编码器 编码：格雷码 光源：发光二极管 光敏元件：硅光电池或光电晶体管 光学码盘：照相腐蚀法 精度：10-8 绝对编码器在转轴的任意位置都可给出一个固定的与位置相对应的数字码输出。 对于一个具有n位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有n条码道。 数字式传感