盤點(diǎn)幾種陣列式傳感器的布局方式

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陣列式傳感器是指一種或多種傳感器按照一定的排列順序構(gòu)成的具有一定功能和作用的整體，通過傳感器的集成，可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集和提取，為后續(xù)的大數(shù)據(jù)分析提供了便利，由于每個(gè)應(yīng)用的需求的不同，所以需要采用不同的傳感器布局來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，為了盡可能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要提前了解每種布局方式的設(shè)計(jì)原理和注意事項(xiàng)。

由于陣列式傳感器的布局方式有很多，我們只介紹其中的幾種較為常見的方式：

一、圓周環(huán)形布局：這種布局方式是在不同的直徑的圓周上均勻排布傳感器，一般會(huì)在最外側(cè)圓周放置激勵(lì)源，打個(gè)比方，紅外傳感器圓周整列排布，最外側(cè)可以是發(fā)光管陣列作為激勵(lì)源，內(nèi)測(cè)幾個(gè)圓周上分布光電接收傳感器，用一個(gè)形象化的圖片來說明一下：這樣的布局方式主要用于提取相對(duì)平整表面上的數(shù)據(jù)信息，配合不同的傳感器類型，可以用來分析區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)密度，表面反射率大小，溫度的變化趨勢(shì)等等信息，整個(gè)傳感器整列設(shè)計(jì)和加工難度不大，在傳感器密度要求不是很高的情況下，可以采用離散器件做成柔性PCB板來來實(shí)現(xiàn)，效果也很穩(wěn)定。

二、矩形排列布局：整個(gè)的陣列式傳感器按照矩形排列，左右或上下兩側(cè)為激勵(lì)源，中間部分為傳感器整列，也可以是激勵(lì)源與傳感器陣列獨(dú)立設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)可以采集固定的一個(gè)方向上的變化趨勢(shì)。

矩形布局的傳感器陣列應(yīng)用比較廣泛，舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，傳感器的類別是溫度傳感器，需要檢測(cè)管道中是否有高溫液體流過，對(duì)管道外壁一個(gè)區(qū)域內(nèi)的溫度影響及升溫趨勢(shì)，這個(gè)時(shí)候就可以用到矩形排布的溫度傳感器陣列，我們知道管道中的液體通常是單向流動(dòng)，當(dāng)液體流過管道時(shí)，位于管道壁的陣列上的傳感器會(huì)隨著液體流動(dòng)的方向逐漸升溫，這樣我們甚至可以通過升溫的速度來判斷液體的大體流速。

三、異型排列布局：這種布局通常需要根據(jù)不同的被測(cè)物外形來決定傳感器陣列的外形樣式，通常采用采集器和激勵(lì)源一體的傳感器類型，比如需要繪制一塊石頭外形輪廓，可以通過超聲波陣列、紅外陣列，具體的形狀要根據(jù)石頭的大致外形，達(dá)到的精度要求來決定。這種布局的傳感器陣列通常比較復(fù)雜，但是應(yīng)用場(chǎng)合很多，比如野外考察，地質(zhì)分析，形態(tài)檢測(cè)等等。

上面的每種布局方式都可以實(shí)現(xiàn)很多的功能，也可以根據(jù)自己的需要來優(yōu)化，拿圓周型布局來說，如果想要激勵(lì)源和傳感器實(shí)現(xiàn)單獨(dú)配置，即可以單獨(dú)對(duì)某一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，我們可以把激勵(lì)源和傳感器合成一體然后均勻分布到圓周區(qū)域內(nèi)，這樣就可以很靈活的通過外部電路來切換每個(gè)傳感器的工作時(shí)序，降低傳感器陣列的整體功耗。當(dāng)然還有很多的改進(jìn)方案，每個(gè)設(shè)計(jì)人員也有不同的設(shè)計(jì)思路，有興趣的話可以做一些嘗試。
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