Autamme maailmaa kasvamaan vuodesta 2004

Viisi suunnittelutaitoa ja anturin tekniset indikaattorit

Anturien määrä lisääntyy maan pinnalla ja ympärillämme olevissa tiloissa, ja ne tarjoavat maailmalle dataa. Nämä edulliset anturit ovat liikkeellepaneva voima esineiden internetin ja yhteiskuntamme kohtaaman digitaalisen vallankumouksen takana, mutta yhdistävät Tietojen käyttö antureista ei aina mene suoraan tai helposti. Tässä artikkelissa esitellään anturin tekninen indeksi, 5 suunnittelutaitoa ja OEM -yritykset.

Ensinnäkin tekninen indeksi on objektiivinen perusta tuotteen suorituskyvyn luonnehtimiseen.Teknisten indikaattoreiden ymmärtäminen, tuotteen oikean valinnan ja käytön auttaminen.Anturin tekniset indikaattorit on jaettu staattisiin ja dynaamisiin indikaattoreihin. Staattiset indikaattorit tutkivat pääasiassa anturin suorituskykyä staattisen invarianssin olosuhteissa, mukaan lukien resoluutio, toistettavuus, herkkyys, lineaarisuus, paluuvirhe, kynnys, viruminen, vakaus ja niin edelleen. nopeasta muutoksesta, mukaan lukien taajuusvaste ja askelvaste.

Anturin lukuisten teknisten indikaattoreiden vuoksi erilaisia ​​tietoja ja kirjallisuutta kuvataan eri näkökulmista, joten eri ihmisillä on erilaisia ​​käsityksiä ja jopa väärinkäsityksiä ja epäselvyyksiä.

1, resoluutio ja resoluutio:

Määritelmä: Resoluutio viittaa pienimpään mitattuun muutokseen, jonka anturi voi havaita.

Tulkinta 1: Resoluutio on anturin perusindikaattori. Se edustaa anturin kykyä erottaa mitatut kohteet.Muut anturin tekniset tiedot on kuvattu resoluutiona minimiyksikkönä.

Digitaalinäytöllä varustettujen antureiden ja instrumenttien resoluutio määrittää näytettävien numeroiden vähimmäismäärän.

Tulkinta 2: Resoluutio on absoluuttinen luku yksiköillä, esimerkiksi lämpötila -anturin resoluutio on 0,1 ℃, kiihtyvyysanturin resoluutio on 0,1 g jne.

Tulkinta 3: Resoluutio on siihen liittyvä ja hyvin samanlainen käsite kuin resoluutio, jotka molemmat edustavat anturin resoluutiota mittaukseen.

Suurin ero on, että resoluutio ilmaistaan ​​prosentteina anturin resoluutiosta. Se on suhteellinen eikä sillä ole ulottuvuutta.Esimerkiksi lämpötila -anturin resoluutio on 0,1 ℃, koko alue on 500 ℃, resoluutio on 0,1/500 = 0,02%.

2. Toistettavuus:

Määritelmä: Anturin toistettavuus viittaa mittaustulosten välisen eron asteeseen, kun mittaus toistetaan useita kertoja samaan suuntaan samoissa olosuhteissa. Kutsutaan myös toistovirheeksi, toistovirheeksi jne

Tulkinta 1: Anturin toistettavuuden on oltava samoissa olosuhteissa saatujen useiden mittausten välisen eron aste.Jos mittausolosuhteet muuttuvat, mittaustulosten vertailtavuus katoaa, eikä sitä voida käyttää toistettavuuden arvioinnin perustana.

Tulkinta 2: Anturin toistettavuus edustaa anturin mittaustulosten hajautumista ja satunnaisuutta.Syy tällaiseen hajaantumiseen ja satunnaisuuteen on se, että anturin sisällä ja ulkopuolella esiintyy väistämättä erilaisia ​​satunnaisia ​​häiriöitä, mikä johtaa anturin lopullisiin mittaustuloksiin näyttää satunnaismuuttujien ominaisuudet.

Tulkinta 3: Satunnaismuuttujan keskihajontaa voidaan käyttää toistettavana määrällisenä lausekkeena.

Tulkinta 4: Useita toistuvia mittauksia varten voidaan saavuttaa parempi mittaustarkkuus, jos kaikkien mittausten keskiarvo otetaan lopulliseksi mittaustulokseksi, koska keskiarvon keskihajonta on merkittävästi pienempi kuin kunkin mittauksen keskihajonta.

3. Lineaarisuus:

Määritelmä: Lineaarisuus (lineaarisuus) viittaa anturin tulo- ja lähtökäyrän poikkeamaan ihanteellisesta suorasta.

Tulkinta 1: Ihanteellisen anturin tulo-/lähtösuhteen tulisi olla lineaarinen ja sen tulo-/lähtökäyrän tulisi olla suora (punainen viiva alla olevassa kuvassa).

Todellisessa anturissa on kuitenkin enemmän tai vähemmän erilaisia ​​virheitä, joten todellinen tulo- ja lähtökäyrä ei ole ihanteellinen suora, vaan käyrä (vihreä käyrä alla olevassa kuvassa).

Lineaarisuus on anturin todellisen ominaiskäyrän ja off-line-linjan välisen eron aste, joka tunnetaan myös epälineaarisuutena tai epälineaarisena virheenä.

Tulkinta 2: Koska anturin todellisen ominaiskäyrän ja ihanneviivan välinen ero on erilainen eri mittakokoissa, erotuksen enimmäisarvon suhdetta täyden alueen arvoon käytetään usein koko aluealueella. , lineaarisuus on myös suhteellinen määrä.

Tulkinta 3: Koska anturin ihanteellinen viiva ei ole tiedossa yleiseen mittaustilanteeseen, sitä ei voida saada. Tästä syystä usein käytetään kompromissimenetelmää, eli käyttämällä suoraan anturin mittaustuloksia sovituslinjan laskemiseksi joka on lähellä ihanteellista viivaa.Spesifisiin laskentamenetelmiin kuuluvat päätepisteviiva, paras viiva, pienimmän neliön menetelmä ja niin edelleen.

4. vakaus:

Määritelmä: Vakaus on anturin kyky ylläpitää suorituskykyään tietyn ajan.

Tulkinta 1: Stabiilisuus on tärkein indeksi sen tutkimiseksi, toimiiko anturi vakaasti tietyllä aikavälillä. ja ikääntymiskäsittely vakauden parantamiseksi.

Tulkinta 2: Vakaus voidaan jakaa lyhyen ja pitkän aikavälin vakauteen ajanjakson pituuden mukaan. Kun havaintoaika on liian lyhyt, vakaus ja toistettavuus ovat lähellä, joten vakausindeksi tutkii pääasiassa -aikavälin vakaus. Erityinen ajanjakso ympäristön käytön ja määritettävien vaatimusten mukaan.

Tulkinta 3: Sekä absoluuttista virhettä että suhteellista virhettä voidaan käyttää stabiilisuusindeksin kvantitatiiviseen ilmaisemiseen, esimerkiksi venymän tyyppisen voima -anturin vakaus on 0,02%/12 h.

5. Näytteenottotaajuus:

Määritelmä: Näytteenottotaajuus viittaa mittaustulosten määrään, jotka anturi voi ottaa näytteitä ajan yksikköä kohti.

Tulkinta 1: Näytteenottotaajuus on anturin dynaamisten ominaisuuksien tärkein indikaattori, joka heijastaa anturin nopeaa kykyä. Shannonin näytteenottolain mukaan anturin näytteenottotaajuuden ei tulisi olla pienempi kuin kaksi kertaa mitatun muutoksen taajuus.

Tulkinta 2: Eri taajuuksia käytettäessä myös anturin tarkkuus vaihtelee vastaavasti: yleensä mitä korkeampi näytteenottotaajuus, sitä pienempi mittaustarkkuus.

Anturin suurin tarkkuus saadaan usein pienimmällä näytteenottonopeudella tai jopa staattisissa olosuhteissa, joten tarkkuus ja nopeus on otettava huomioon anturia valittaessa.

Viisi suunnitteluvinkkiä antureille

1. Aloita väylätyökalulla

Ensimmäisenä askeleena insinöörin tulisi lähestyä lähestymistapaa liittää anturi väylätyökalun kautta tuntemattoman rajoittamiseksi. väylätyökaluun liittyvä PC -sovellus, joka tarjoaa tunnetun ja toimivan lähteen datan lähettämiseen ja vastaanottamiseen, joka ei ole tuntematon, todentamaton sulautettu mikrokontrolleriohjain (MCU). Bus -apuohjelman yhteydessä kehittäjä voi lähettää ja vastaanottaa viestejä saadakseen käsityksen osion toiminnasta, ennen kuin se yrittää toimia sulautetulla tasolla.

2. Kirjoita lähetysrajapinnan koodi Pythoniin

Kun kehittäjä on yrittänyt käyttää väylätyökalun antureita, seuraava askel on kirjoittaa sovelluskoodi antureille.Sen sijaan, että siirrytään suoraan mikrokontrollerikoodiin, kirjoita sovelluskoodi Pythoniin. skriptit, joita Python yleensä seuraa. -tasoinen koodi helpottaa sulautumattomien insinöörien kaivella anturiskriptejä ja testejä ilman sulautetun ohjelmistosuunnittelijan huolta.

3. Testaa anturi Micro Pythonilla

Yksi ensimmäisen sovelluskoodin kirjoittamisen eduista Pythonissa on se, että sovelluspuhelut Bus-Utility Application Programming Interface (API) -liittymään voidaan vaihtaa helposti soittamalla Micro Python. anturit, jotta insinöörit ymmärtävät sen arvon. Micro Python toimii Cortex-M4-prosessorilla, ja se on hyvä ympäristö sovelluksen koodin virheenkorjaukseen. kirjasto.

4. Käytä anturin toimittajan koodia

Kaikki näytteen koodit, jotka voidaan "kaapata" anturivalmistajalta, insinöörien on mentävä pitkälle ymmärtääkseen, miten anturi toimii. Valitettavasti monet anturien myyjät eivät ole sulautetun ohjelmistosuunnittelun asiantuntijoita, joten älä odota löytäväni Käytä tuotekoodia kauniista arkkitehtuurista ja eleganssista.Käytä vain myyntikoodia, opi, miten tämä osa toimii, ja uudelleenrakentamisen turhautuminen syntyy, kunnes se voidaan integroida sulavasti sulautettuun ohjelmistoon. Se voi alkaa "spagettina", mutta valjastaa valmistajat 'niiden anturien toiminnan ymmärtäminen auttaa vähentämään monia pilaantuneita viikonloppuja ennen kuin tuote julkaistaan.

5.Käytä anturifuusio -toimintojen kirjastoa

Mahdollisuudet ovat, että anturin lähetysrajapinta ei ole uusi eikä sitä ole tehty aiemmin.Kaikki tunnetut kirjastot, kuten monien sirunvalmistajien tarjoama "Sensor Fusion function Library", auttavat kehittäjiä oppimaan nopeasti tai jopa paremmin ja välttämään Useita antureita voidaan integroida yleisiin tyyppeihin tai luokkiin, ja nämä tyypit tai luokat mahdollistavat sujuvan kehityksen ohjaimia, jotka oikein käsiteltynä ovat lähes yleismaailmallisia tai vähemmän uudelleenkäytettäviä. anturifuusio -toimintoja ja oppia niiden vahvuudet ja heikkoudet.

Kun anturit on integroitu sulautettuihin järjestelmiin, on monia tapoja parantaa suunnitteluaikaa ja helppokäyttöisyyttä.Kehittäjät eivät voi koskaan "mennä vikaan" oppimalla antureiden toimivuutta korkeasta abstraktiosta suunnittelun alussa ja ennen niiden integrointia alemman tason järjestelmään.


Viestin aika: 16.8.-2021