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淺談傳感器中的位置傳感

2018年09月24日 10:28 作者:工程師譚軍 用戶評論(0
  傳感器
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  傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
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  傳感器的特點包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展,讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。
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  主要作用
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  人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息,必須借助于感覺器官。
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  而單靠人們自身的感覺器官,在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應(yīng)這種情況,就需要傳感器。因此可以說,傳感器是人類五官的延長,又稱之為電五官。
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  新技術(shù)革命的到來,世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息,而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。
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  在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中,要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此可以說,沒有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。
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  在基礎(chǔ)學(xué)科研究中,傳感器更具有突出的地位。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,進入了許多新領(lǐng)域:例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,微觀上要觀察小到fm的粒子世界,縱向上要觀察長達數(shù)十萬年的天體演化,短到 s的瞬間反應(yīng)。此外,還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁場等等。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙,首先就在于對象信息的獲取存在困難,而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現(xiàn),往往會導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展,往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。
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  傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領(lǐng)域??梢院敛豢鋸埖卣f,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),幾乎每一個現(xiàn)代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。
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  由此可見,傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟、推動社會進步方面的重要作用,是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來,傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍,達到與其重要地位相稱的新水平。
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  主要特點
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  傳感器的特點包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化,它不僅促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代,而且還可能建立新型工業(yè),從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎(chǔ)上的,已成功應(yīng)用在硅器件上做成硅壓力傳感器。
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  傳感器的組成
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  傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路和輔助電源四部分組成。
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  敏感元件直接感受被測量,并輸出與被測量有確定關(guān)系的物理量信號;轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉(zhuǎn)換為電信號;變換電路負責(zé)對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進行放大調(diào)制;轉(zhuǎn)換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。
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  主要功能
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  常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬:
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  光敏傳感器——視覺
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  聲敏傳感器——聽覺
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  氣敏傳感器——嗅覺
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  化學(xué)傳感器——味覺
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  壓敏、溫敏、
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  流體傳感器——觸覺
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  敏感元件的分類:
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  物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。
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  化學(xué)類,基于化學(xué)反應(yīng)的原理。
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  生物類,基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。
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  通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類(還有人曾將敏感元件分46類)。

  本文主要講述位置傳感器,主要包含以下內(nèi)容:

  位置傳感器概述

  位置傳感器的作用

  位置傳感器的回傳數(shù)據(jù)

  位置傳感器

  位置傳感器概述

  Android平臺提供了兩個傳感器用于確定設(shè)備的位置,這兩個傳感器是磁場傳感器和方向傳感器。Android平臺還提供了測量設(shè)備正面到某一個鄰近物體距離的傳感器(鄰近傳感器)。磁場傳感器和鄰近傳感器是基于硬件的傳感器。大多數(shù)Android手機和平板電腦都有磁場傳感器。而鄰近傳感器通常在手機中很常見。因為可以用該傳感器測試接聽電話時手機屏幕離臉有多遠??梢钥梢栽谫N近耳朵接聽電話時完成某些工作。方向傳感器是基于軟件的,該傳感器的回傳數(shù)據(jù)來自加速度傳感器和磁場傳感器。

  位置傳感器的作用

  位置傳感器對于確定設(shè)備在真實世界中的物理位置非常有用。例如,可以組合磁場傳感器和加速度傳感器測量設(shè)備相對于地磁北極的位置,還可以利用方向傳感器確定當(dāng)前設(shè)備相對于自身參照系的位置。

  磁場傳感器和方向傳感器都返回值3個值(SensorEvent.values),而鄰近傳感器只返回1個值。

  方向傳感器

  SensorEvent.values[0]:

  繞著Z軸旋轉(zhuǎn)的角度。如果Y軸(正常拿手機的方向)正對著北方,該值是0,如果Y軸指向南方,改值是180,Y軸指向東方,該值是90,如果Y軸指向西方,該值是270。

  SensorEvent.values[1]

  繞著X軸旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。當(dāng)從Z軸正方向朝向Y軸正方向,改值為正值。反之,為負值。該值在180至-180之間變動。

  SensorEvent.values[2]

  繞著Y軸旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。當(dāng)從Z軸正方向朝向X軸正方向,改值為正值。反之,為負值。該值在180至-180之間變動。

  磁場傳感器

  SensorEvent.values[0]

  沿著X軸的磁力(μT,millitesla)

  SensorEvent.values[1]

  沿著Y軸的磁力(μT,millitesla)

  SensorEvent.values[2]

  沿著Y軸的磁力(μT,millitesla)

  鄰近傳感器

  SensorEvent.values[0]

  手機正面距離鄰近物理的距離(CM)

  實戰(zhàn)

  以位置傳感器為例:

  OnResume注冊監(jiān)聽

  mSensorManager.registerListener(this, mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY), SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);

  OnPause反注冊

  mSensorManager.unregisterListener(this);


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