Sensörlerin sayısı dünya yüzeyinde ve çevremizdeki Uzaylarda çoğalarak dünyaya veri sağlıyor. Bu uygun fiyatlı sensörler, Nesnelerin İnterneti'nin ve toplumumuzun karşı karşıya olduğu dijital devrimin arkasındaki itici güçtür, ancak yine de birbirine bağlanır. ve sensörlerden gelen verilere erişim her zaman düz veya kolay gitmez. Bu makale sensör teknik indeksini, 5 tasarım becerisini ve OEM işletmelerini tanıtacaktır.
Her şeyden önce, teknik indeks, bir ürünün performansını karakterize etmek için nesnel bir temeldir. Teknik göstergeleri anlayın, ürünün doğru seçimine ve kullanımına yardımcı olun. Sensörün teknik göstergeleri, statik göstergeler ve dinamik göstergeler olarak ikiye ayrılır. Statik göstergeler, esas olarak, çözünürlük, tekrarlanabilirlik, hassasiyet, doğrusallık, dönüş hatası, eşik, sürünme, kararlılık vb. dahil olmak üzere statik değişmezlik koşulu altında sensörün performansını inceler. Dinamik indeks esas olarak sensörün koşul altındaki performansını inceler. frekans yanıtı ve adım yanıtı dahil olmak üzere hızlı değişim.
Sensörün çok sayıda teknik göstergesi nedeniyle, çeşitli veriler ve literatür farklı açılardan açıklanır, böylece farklı insanlar farklı anlayışlara ve hatta yanlış anlama ve belirsizliğe sahiptir.Bu amaçla, sensör için aşağıdaki birkaç ana teknik gösterge yorumlanır:
1, çözünürlük ve çözünürlük:
Tanım: Çözünürlük, bir sensörün algılayabileceği ölçülen en küçük değişikliği ifade eder. Çözünürlük, Çözünürlüğün tam ölçek değerine oranını ifade eder.
Yorum 1: Çözünürlük, bir sensörün en temel göstergesidir. Sensörün ölçülen nesneleri ayırt etme yeteneğini temsil eder. Sensörün diğer teknik özellikleri, minimum birim olarak çözünürlük açısından tanımlanmıştır.
Dijital ekranlı sensörler ve cihazlar için çözünürlük, görüntülenecek minimum basamak sayısını belirler. Örneğin, elektronik dijital kumpasın çözünürlüğü 0,01 mm ve gösterge hatası ± 0,02 mm'dir.
Yorum 2: Çözünürlük, birimlerle birlikte mutlak bir sayıdır. Örneğin, bir sıcaklık sensörünün çözünürlüğü 0,1℃, hızlanma sensörünün çözünürlüğü 0,1g, vb.
Yorum 3: Çözünürlük, her ikisi de bir sensörün bir ölçüme çözünürlüğünü temsil eden, çözünürlükle ilgili ve çok benzer bir kavramdır.
Ana fark, çözünürlüğün, sensörün çözünürlüğünün yüzdesi olarak ifade edilmesidir. Görecelidir ve boyutu yoktur. Örneğin, sıcaklık sensörünün çözünürlüğü 0,1℃, tam aralık 500℃, çözünürlük 0,1/500=%0,02'dir.
2. Tekrarlanabilirlik:
Tanım: Sensörün tekrarlanabilirliği, ölçümün aynı koşul altında aynı yönde birkaç kez tekrarlandığında ölçüm sonuçları arasındaki farkın derecesini ifade eder. Tekrarlama hatası, çoğaltma hatası vb. olarak da adlandırılır.
Yorum 1: Bir sensörün tekrarlanabilirliği, aynı koşullar altında elde edilen çoklu ölçümler arasındaki farkın derecesi olmalıdır. Ölçüm koşulları değişirse, ölçüm sonuçları arasındaki karşılaştırılabilirlik kaybolur ve bu, tekrarlanabilirliği değerlendirmek için temel olarak kullanılamaz.
Yorum 2: Sensörün tekrarlanabilirliği, sensörün ölçüm sonuçlarının dağılımını ve rastgeleliğini temsil eder. Bu tür bir dağılım ve rastgeleliğin nedeni, sensörün içinde ve dışında kaçınılmaz olarak çeşitli rastgele bozuklukların var olması ve sensörün nihai ölçüm sonuçlarına neden olmasıdır. rastgele değişkenlerin özelliklerini gösteren.
Yorum 3: Rastgele değişkenin standart sapması, tekrarlanabilir bir nicel ifade olarak kullanılabilir.
Yorum 4: Çoklu tekrarlanan ölçümler için, tüm ölçümlerin ortalaması nihai ölçüm sonucu olarak alınırsa daha yüksek bir ölçüm doğruluğu elde edilebilir. Çünkü ortalamanın standart sapması, her bir ölçümün standart sapmasından önemli ölçüde küçüktür.
3. Doğrusallık:
Tanım: Doğrusallık (Doğrusallık), sensör giriş ve çıkış eğrisinin ideal düz çizgiden sapmasını ifade eder.
Yorum 1: İdeal sensör giriş/çıkış ilişkisi doğrusal olmalı ve giriş/çıkış eğrisi düz bir çizgi olmalıdır (aşağıdaki şekilde kırmızı çizgi).
Bununla birlikte, gerçek sensörde az çok çeşitli hatalar vardır, bu da gerçek giriş ve çıkış eğrisinin ideal düz çizgi değil, bir eğri (aşağıdaki şekildeki yeşil eğri) olmasına neden olur.
Doğrusallık, sensörün gerçek karakteristik eğrisi ile çevrimdışı hat arasındaki farkın derecesidir, ayrıca doğrusal olmayan veya doğrusal olmayan hata olarak da bilinir.
Yorum 2: Sensörün gerçek karakteristik eğrisi ile ideal çizgi arasındaki fark farklı ölçüm boyutlarında farklı olduğundan, farkın maksimum değerinin tam aralık değerine oranı genellikle tam aralık aralığında kullanılır. , doğrusallık da göreli bir niceliktir.
Yorum 3: Sensörün ideal hattı genel ölçüm durumu için bilinmediğinden elde edilemez. Bu nedenle, genellikle bir uzlaşma yöntemi benimsenir, yani bağlantı hattını hesaplamak için sensörün ölçüm sonuçlarını doğrudan kullanır. ideal çizgiye yakındır. Özel hesaplama yöntemleri arasında uç nokta çizgisi yöntemi, en iyi çizgi yöntemi, en küçük kareler yöntemi vb. bulunur.
4. Kararlılık:
Tanım: Kararlılık, bir sensörün performansını belirli bir süre boyunca koruma yeteneğidir.
Yorum 1: Kararlılık, sensörün belirli bir zaman aralığında kararlı bir şekilde çalışıp çalışmadığını araştırmak için ana indekstir. Sensörün kararsızlığına yol açan faktörler esas olarak sıcaklık kayması ve dahili stres salınımını içerir. Bu nedenle, sıcaklık kompanzasyonunu artırmak yararlıdır. ve stabiliteyi artırmak için yaşlanma tedavisi.
Yorum 2: Kararlılık, zaman periyodunun uzunluğuna göre kısa vadeli kararlılık ve uzun vadeli kararlılık olarak ikiye ayrılabilir. Gözlem süresi çok kısa olduğunda, kararlılık ve tekrarlanabilirlik yakındır. Bu nedenle, kararlılık endeksi esas olarak uzun vadeli inceler. -dönem kararlılığı. Belirli bir süre, ortamın kullanımına ve gereksinimlerine göre belirlenir.
Yorum 3: Kararlılık indeksinin nicel ifadesi için hem mutlak hata hem de bağıl hata kullanılabilir. Örneğin, gerinim tipi bir kuvvet sensörünün kararlılığı %0.02/12 saattir.
5. Örnekleme frekansı:
Tanım: Örnekleme Hızı, sensör tarafından birim zamanda örneklenebilen ölçüm sonuçlarının sayısını ifade eder.
Yorum 1: Örnekleme frekansı, sensörün hızlı tepki verme yeteneğini yansıtan, sensörün dinamik özelliklerinin en önemli göstergesidir. Örnekleme frekansı, hızlı ölçüm değişikliği durumunda tam olarak dikkate alınması gereken teknik göstergelerden biridir. Shannon'un örnekleme yasasına göre, sensörün örnekleme frekansı, ölçülenin değişim frekansının 2 katından az olmamalıdır.
Yorum 2: Farklı frekansların kullanılmasıyla sensörün doğruluğu da buna göre değişir. Genel olarak konuşursak, örnekleme frekansı ne kadar yüksek olursa, ölçüm doğruluğu o kadar düşük olur.
Sensörün en yüksek doğruluğu genellikle en düşük örnekleme hızında veya statik koşullar altında bile elde edilir. Bu nedenle sensör seçiminde hassasiyet ve hız dikkate alınmalıdır.
Sensörler için beş tasarım ipucu
1. Veri yolu aracıyla başlayın
İlk adım olarak, mühendis, bilinmeyeni sınırlamak için önce sensörü bir veri yolu aracıyla bağlama yaklaşımını benimsemelidir. Bir veri yolu aracı, bir kişisel bilgisayarı (PC) ve ardından sensörün I2C, SPI veya başka bir protokolüne bağlar. "konuşacak" sensör.Bilinmeyen, kimliği doğrulanmamış gömülü mikrodenetleyici (MCU) sürücüsü olmayan verileri göndermek ve almak için bilinen ve çalışan bir kaynak sağlayan bir veri yolu aracıyla ilişkili bir bilgisayar uygulaması.Bus yardımcı programı bağlamında geliştirici gömülü düzeyde çalışmayı denemeden önce bölümün nasıl çalıştığını anlamak için mesaj gönderip alabilir.
2. İletim arayüzü kodunu Python'da yazın
Geliştirici bus aracının sensörlerini kullanmayı denedikten sonra, bir sonraki adım sensörler için uygulama kodu yazmaktır.Doğrudan mikrodenetleyici koduna atlamak yerine Python'da uygulama kodu yazın.Birçok veri yolu yardımcı programı yazarken eklentileri ve örnek kodu yapılandırır. NET'te bulunan dillerden biridir. Python'da uygulama yazmak hızlı ve kolaydır ve gömülü bir ortamda test etmek kadar karmaşık olmayan uygulamalarda sensörleri test etmek için bir yol sağlar. -seviye kodu, gömülü olmayan mühendislerin, gömülü bir yazılım mühendisinin bakımı olmadan sensör komut dosyalarını ve testlerini çıkarmasını kolaylaştıracaktır.
3. Sensörü Micro Python ile test edin
Python'da ilk uygulama kodunu yazmanın avantajlarından biri, Bus-yardımcı uygulama Programlama arabirimine (API) yapılan uygulama çağrılarının Micro Python'u arayarak kolayca değiştirilebilmesidir.Micro Python, birçok özelliğe sahip gerçek zamanlı gömülü yazılımda çalışır. mühendislerin değerini anlamaları için sensörler. Micro Python, bir Cortex-M4 işlemci üzerinde çalışır ve uygulama kodunda hata ayıklamak için iyi bir ortamdır. Sadece basit olmakla kalmaz, burada I2C veya SPI sürücüleri yazmaya gerek yoktur, çünkü bunlar zaten Micro Python'un işlevinde yer almaktadır. kütüphane.
4. Sensör tedarikçi kodunu kullanın
Bir sensör üreticisinden "kazınabilecek" herhangi bir örnek kod, mühendisler sensörün nasıl çalıştığını anlamak için uzun bir yol kat etmek zorunda kalacaklar. Ne yazık ki, birçok sensör satıcısı gömülü yazılım tasarımında uzman değildir, bu nedenle bir kod bulmayı beklemeyin. güzel mimarinin ve zarafetin üretime hazır örneği. Sadece satıcı kodunu kullanın, bu parçanın nasıl çalıştığını öğrenin ve gömülü yazılıma temiz bir şekilde entegre edilene kadar yeniden düzenlemenin hüsranı ortaya çıkacaktır. "Spagetti" olarak başlayabilir, ancak üreticilerden yararlanıyor ' sensörlerinin nasıl çalıştığını anlamak, ürün piyasaya sürülmeden önce birçok mahvolmuş hafta sonunu azaltmaya yardımcı olacaktır.
5. Sensör birleştirme işlevleri kitaplığını kullanın
Muhtemelen sensörün aktarım arayüzü yeni değil ve daha önce yapılmadı. Birçok çip üreticisi tarafından sağlanan “Sensor Fusion function Library” gibi tüm işlevlerin bilinen kitaplıkları, geliştiricilerin hızlı veya daha iyi öğrenmesine yardımcı olur ve ürün mimarisini yeniden geliştirme veya büyük ölçüde değiştirme döngüsü. Birçok sensör, genel türlere veya kategorilere entegre edilebilir ve bu türler veya kategoriler, düzgün bir şekilde ele alındığında neredeyse evrensel veya daha az yeniden kullanılabilir olan sürücülerin sorunsuz bir şekilde geliştirilmesini sağlar. sensör füzyonu işlevlerini ve güçlü ve zayıf yönlerini öğrenin.
Sensörler gömülü sistemlere entegre edildiğinde, tasarım süresini ve kullanım kolaylığını iyileştirmeye yardımcı olacak birçok yol vardır. Geliştiriciler, sensörlerin nasıl çalıştığını tasarımın başlangıcında ve bunları entegre etmeden önce yüksek düzeyde bir soyutlamadan öğrenerek asla "yanlış gitmez". daha düşük seviyeli bir sisteme dönüştürün. Bugün mevcut olan kaynakların çoğu, geliştiricilerin sıfırdan başlamak zorunda kalmadan “koşarak işe başlamalarına” yardımcı olacaktır.
Gönderim zamanı: Ağu-16-2021