北京PCB冲击力锤传感器技术指导

光电式接近传感器应用：

光电式接近传感器中，发光二极管（或半导体激光管）的光束轴线和光电三极管的轴线在一个平面上，并成一定的夹角，两轴线在传感器前方交于一点。当被检测物体表面接近交点时，发光二极管的反射光被光电三极管接收，产生电信号。当物体远离交点时，反射区不在光电三极管的视角内，检测电路没有输出。一般情况下，送给发光二极管的驱动电流并不是直流电流，而是一定频率的交变电流，这样，接收电路得到的也是同频率的交变信号。如果对接收来的信号进行滤波，只允许同频率的信号通过，可以有效地防止其他杂光的干扰，并可以提高发光二极管的发光强度。

接近传感器主要用于检测物体的位移，在航空、航天技术以及工业生产中都有全方面的应用。在日常生活中，如宾馆、饭店、车库的自动门、自动热风机上都有应用。在安全防盗方面，如资料档案、财会、金融、博物馆、金库等重地，通常都装有由各种接近开关组成的防盗装置。在测量技术中，长度、位置的测量；在控制技术中，如位移、速度、加速度的测量和控制，也都使用者大量的接近开关。

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加速度型指南：

电阻/缓存机制

对于有些微控制器来说，要进行A/D转化，其连接的传感器阻值必须小于10kΩ。比如加速度传感器的阻值为32kΩ，在PIC和AVR控制板上无法正常工作，所以建议在购买传感器前，仔细阅读控制器手册，确保传感器能够正常工作。

累积误差

加速度传感器通过在一个时间段内测量一次加速度，然后根据以前累积下来的速度（包括速率和方向）和位置，计算前一段时间的总位移和终点速度。如此反复计算就可以得到结果。

很明显，取样时间缩短，精度会提高。但这会受到一些技术限制，比如计算机运算速度跟不上；加速度传感器本身存在响应时间等等。此外，由于速度和位置总是累加的，这就存在累积误差，时间长了，总的精度就下降得很大。

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传感器基本知识科普：

压电传感器能测什么？

动态测量（如，测量值随时间快速变化）。压电传感器不能做静态测试，因为当施加压力时压电传感器的压电晶体产生电荷，但电荷较终泄漏到零。

制造压电传感器有哪些基本的结构设计?

他们是弯曲、压缩和剪切设计。三个设计含有压电元件的基本组件，振动质量块，基座，和外壳。

用于生产压电元件的主要材料是什么?

石英和锆钛酸铅（陶瓷）是制造压电元件的两种较普通的材料，石英传感器提供高电压灵敏度，需要电压放大器调节信号。陶瓷传感器提供高电荷输出和高电容。

什么是频率响应?

频率响应是传感器提供线性响应的频率范围。比较高频率响应取决于传感器的共振频率, 比较低频响是由传感器的放电时间常数来决定的。

什么是共振频率?

共振频率是传感器趋于以比较大幅度振动的频率。世界上每一个物体本身基于其机械构造有自己的共振频率, 共振频率由下面的公式决定:

Resonant Frequency = √stiffness  / seismic mass

共振频率=√刚度/质量块

什么是放电时间常数?

放电时间常数是信号衰减63%时的测量时间。放电时间常数越高，信号衰减就越慢，因此低频响应越好。放电时间常数是由下式确定：

      放电时间常数=电阻x电容

电涡流传感器原理：

根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时（与金属是否块状无关，且切割不变化的磁场时无涡流），导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。

前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。 上海持承自动化设备有限公司主营扭矩/扭力传感器，有什么疑问，请联系我们！

加速度型指南：

输出型式

这个是先需要考虑的。这个取决于你系统中和加速度传感器之间的接口。一般模拟输出的电压和加速度是成比例的，比如2.5V对应0g的加速度，2.6V对应于0.5g的加速度。数字输出一般使用脉宽调制（PWM）信号。

如果你使用的微控制器只有数字输入，比如BASIC Stamp，那你就只能选择数字输出的加速度传感器了，但是问题是你必须占用额外的一个时钟单元用来处理PWM信号，同时对处理器也是一个不小的负担。

如果你使用的微控制器有模拟输入口，比如PIC/AVR/OOPIC，你可以非常简单的使用模拟接口的加速度传感器，所需要的就是在程序里加入一句类似"acceleration=read_adc()"的指令，而且处理此指令的速度只要几微秒。

测量轴数量

对于多数项目来说，两轴的加速度传感器已经能满足多数应用了。对于某些特殊的应用，比如UAV，ROV控制，三轴的加速度传感器可能会适合一点。

封顶测量值

如果你只要测量机器人相对于地面的倾角，那一个±1.5g加速度传感器就足够了。但是如果你需要测量机器人的动态性能，±2g也应该足够了。要是你的机器人会有比如突然启动或者停止的情况出现，那你需要一个±5g的传感器。

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安装传感器常用方式及影响：

传感器安装会明显影响加速度计的高频响应。在基于路线的测量过程中，选择正确的方式将加速度计安装在机械上将大增加测试准确性。

常用的将传感器连接到预测维护中的监控位置主要有四种方法，这四种方法分别是螺柱安装，粘合剂安装，磁性安装和使用探针或刺针。每种方法都会影响加速度计的高频响应。螺柱安装提供较全方面的频率响应和较安全可靠的附件。图1显示了螺柱安装传感器的理想表面处理。

选择安装方法时，应仔细考虑各种技术的优缺点。诸如位置，坚固性，振幅范围，安装空间，温度和便携性等特征可能是非常关键的。然而，通常较重要和常被忽视的考虑是安装技术对加速度计的高频工作范围将产生的影响。

注意：低频响应不受安装技术的影响。这种衰减行为通常由内置的传感器电子装置固定。然而，当使用具有小于1兆欧的输入阻抗的显示读出装置的AC耦合信号调理器时，可能会影响低频范围。

安装的然后一点值得注意的是表面处理。除了尽可能平坦的表面之外，清洁和没有碎屑，并且安装孔垂直，安装表面应轻轻涂上润滑剂。该涂层有助于更高频的振动的传递性，并改善传感器的高频响应。通常使用硅油真空润滑脂，重机油或蜜蜡。

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