第四-4章單片機輸入電路設計

1、 本章內(nèi)容本章內(nèi)容第四章第四章單片機在大學生科技單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用創(chuàng)新活動中的應用大賽典型競賽題目大賽典型競賽題目分析分析單片機基礎知識與科技創(chuàng)新單片機基礎知識與科技創(chuàng)新電源電路設計電源電路設計輸入通道電路設計輸入通道電路設計輸出通道電路設計輸出通道電路設計人機接口電路設計人機接口電路設計 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 是單片機與測控對象相連的部分，是應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集的輸入通道。 來自被控對象的現(xiàn)場信息按物理量的特征可分為模擬量和數(shù)字量兩種。 4.4 4.4 輸入通道電路設計

2、輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 “開關開關”的基本形式的基本形式: : 開關在智能裝置中被用來設置工作狀態(tài)和命令，以便選擇不同的功能。開關只有“斷開斷開”與與“閉合閉合”兩種穩(wěn)定（由機械保證）的.下圖為一些常用開關的例子。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 “開關開關”的基本形式的基本形式: : 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 如把

3、現(xiàn)場的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。如把現(xiàn)場的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。 用用RCRC濾波器濾出高頻干擾。濾波器濾出高頻干擾。 用穩(wěn)壓管和限流電阻作過電壓保護；用穩(wěn)壓用穩(wěn)壓管和限流電阻作過電壓保護；用穩(wěn)壓管或壓敏電阻把瞬態(tài)尖峰電壓箝位在安全電平上。管或壓敏電阻把瞬態(tài)尖峰電壓箝位在安全電平上。 串聯(lián)一個二極管防止反極性電壓輸入。串聯(lián)一個二極管防止反極性電壓輸入。 用光耦隔離器實現(xiàn)計算機與外部的完全電隔離。用光耦隔離器實現(xiàn)計算機與外部的完全電隔離。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 4.4 4.4 輸入通道電

4、路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 有些用于檢測流量、轉(zhuǎn)速的傳感器發(fā)出有些用于檢測流量、轉(zhuǎn)速的傳感器發(fā)出的是脈沖頻率信號，對于大量程可以設計一的是脈沖頻率信號，對于大量程可以設計一種定時計數(shù)輸入接口電路，即在一定的采樣種定時計數(shù)輸入接口電路，即在一定的采樣時間內(nèi)統(tǒng)計輸入的脈沖個數(shù)，然后根據(jù)傳感時間內(nèi)統(tǒng)計輸入的脈沖個數(shù)，然后根據(jù)傳感器的比例系數(shù)可換算出所檢測的物理量。器的比例系數(shù)可換算出所檢測的物理量。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中

5、的應用 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用。數(shù)。數(shù)字信號不僅在時間上是離散的，而且在數(shù)值上也是離散的。類字信號不僅在時間上是離散的，而且在數(shù)值上也是離散的。類似于從總體中抽樣研究分布，故稱采樣。似于從總體中抽樣研究分布，故稱采樣。v以一定時間間隔對連續(xù)信號進行采樣，使連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成時間上離散以一定時間間隔對連續(xù)信號進行采樣，使連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成時間上離散的脈沖序列。的脈沖序列。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的

6、應用。為了不丟失被采樣信號所攜帶的信息，實時。為了不丟失被采樣信號所攜帶的信息，實時采樣的采樣頻率應滿足采樣定理（香農(nóng)定理）的要求，當采樣采樣的采樣頻率應滿足采樣定理（香農(nóng)定理）的要求，當采樣頻率不滿足采樣定理時將產(chǎn)生信號混迭現(xiàn)象，使采樣后波形中頻率不滿足采樣定理時將產(chǎn)生信號混迭現(xiàn)象，使采樣后波形中增加了額外的低頻成分，造成失真，引起誤差。增加了額外的低頻成分，造成失真，引起誤差。 在工程上采樣頻率應取被采樣信號所含最高頻率的在工程上采樣頻率應取被采樣信號所含最高頻率的K K倍，倍，通常通常K10K102020。還應在。還應在A/DA/D轉(zhuǎn)換之前加入抗混迭模擬濾波器轉(zhuǎn)換之前加入抗混迭模擬濾波器

7、AFAF，濾掉多余的高頻分量。濾掉多余的高頻分量。 香農(nóng)定理：為使采樣信號能夠復現(xiàn)原連續(xù)信號，采樣頻率香農(nóng)定理：為使采樣信號能夠復現(xiàn)原連續(xù)信號，采樣頻率ss和連續(xù)信號和連續(xù)信號e(te(t) )最高頻率最高頻率maxmax之間的關系必須滿足：之間的關系必須滿足： s2s2maxmax 或：或： T/T/maxmax 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 ( (推薦推薦) )工業(yè)過程變量采樣周期：工業(yè)過程變量采樣周期：v 流量流量 0.5s 0.5s v 壓力壓力 1s1sv 液位液位 2s 2s v

8、溫度溫度 5s5s 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用由兩部分組成：一是信號的濾波、放大、由兩部分組成：一是信號的濾波、放大、采樣、保持、轉(zhuǎn)換部分；二是單片機及其接口部分；如圖所示。采樣、保持、轉(zhuǎn)換部分；二是單片機及其接口部分；如圖所示。 接口程序的任務為接口程序的任務為: : 對接口初始化，確定采樣通道、采樣頻對接口初始化，確定采樣通道、采樣頻率、中斷方式率、中斷方式, ,啟動啟動A/D,A/D,讀取結(jié)果讀取結(jié)果, ,作前期數(shù)據(jù)處理，存入指定作前期數(shù)據(jù)處理，存入指定單元等。單元等。 4.4 4.4

9、 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 傳感器及變換器：采集現(xiàn)場的各種信號，并變換成電信號(電壓信號或電流信號)，以滿足單片機的輸入要求?，F(xiàn)場信號有各種各樣，有電信號，如電壓、電流、電磁量等；也有非電量信號，如溫度、濕度、壓力、流量、位移量等，對于不同物理量應選擇相應的傳感器。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 放大器：對傳感器輸出的微弱信號，進行放大處理處理成滿足A/D轉(zhuǎn)換要求的輸入信號。如果傳感器輸出的信號滿足A/D

10、轉(zhuǎn)換要求，可以省略。 濾波器：減少來自各種工業(yè)現(xiàn)場的干擾信號。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 采樣保持器：在單片機的控制下，在某一個時刻采樣模擬信號的值，并能保持該瞬時值，直到下一次重新采樣。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 多路轉(zhuǎn)換開關：實現(xiàn)一個A/D轉(zhuǎn)換器分時對多路模擬信號進行轉(zhuǎn)換。如果是一個A/D轉(zhuǎn)換器對用一個信號，可以省略。 A/D轉(zhuǎn)換器：實現(xiàn)模擬信號向數(shù)字轉(zhuǎn)換，量化。 4.4 4.4

11、輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 熱電偶溫度傳感器：熱電偶溫度傳感器： 是以熱電效應為基礎的，將任意兩種是以熱電效應為基礎的，將任意兩種不同的導體不同的導體A-BA-B組成一個閉合回路，只要它組成一個閉合回路，只要它們的兩個接點們的兩個接點t1t1，t2t2的溫度不同，的溫度不同，在回路在回路里就會產(chǎn)生熱電動勢里就會產(chǎn)生熱電動勢，如右圖所示：，如右圖所示： 在單片機應用中，常用的測量參數(shù)有溫度，壓力，濕度，在單片機應用中，常用的測量參數(shù)有溫度，壓力，濕度，液位，速度，位移等。我們對常用的傳感器作一詳細的介紹。液位

12、，速度，位移等。我們對常用的傳感器作一詳細的介紹。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用常用熱電偶的代號，分度號及測量范圍見表常用熱電偶的代號，分度號及測量范圍見表名稱代號分設號測量范圍C銅-康銅WRC（T）CK-200-+300鎳鉻-考銅WRK（E）EA-20-800鎳鉻-鎳硅WRN（K）EU-20-1300鉑銠10-鉑WRP（S）LB-30-1600鉑銠10-鉑銠6WRR（B）LB-20-1800 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片

13、機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 熱電阻溫度傳感器：熱電阻溫度傳感器： 它是利用鉑電阻，銅電阻，熱敏電阻的阻值隨溫度而變化的原理測量溫度的，這一類傳感器的適用范圍在-200-+650C，有較高的靈敏度。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 熱電阻溫度傳感器：熱電阻溫度傳感器： 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 半導體集成溫度傳感器半導體集成溫度傳感器 利用半導體利用半導體PNPN實現(xiàn)的。該傳感器的線性度好

14、，使實現(xiàn)的。該傳感器的線性度好，使用方便，可以直接輸出電壓信號，或電流信號。用方便，可以直接輸出電壓信號，或電流信號。典型應用如圖 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 壓力測量壓力測量 在工業(yè)、航空、航天、汽車、氣象、在工業(yè)、航空、航天、汽車、氣象、海洋、醫(yī)療等方面有大量的應用海洋、醫(yī)療等方面有大量的應用。 利用壓力可以測量液體、水的高度和壓力，可以利用壓力可以測量液體、水的高度和壓力，可以測量血壓、氣體質(zhì)量和重量等參數(shù)。測量血壓、氣體質(zhì)量和重量等參數(shù)。 壓力（又稱壓強）的單位是帕（壓力（又稱壓強）

15、的單位是帕（PaPa），），1 1帕帕=1=1牛牛/ /米米2 2，常用千帕（，常用千帕（KPaKPa），兆帕（），兆帕（MPaMPa）表示，工業(yè)上）表示，工業(yè)上使用的壓力單位有使用的壓力單位有Kg/cm2Kg/cm2和和mmHgmmHg，mmHgmmHg幾種幾種。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 各個壓力（又稱壓強）的單位之間的關系見表各個壓力（又稱壓強）的單位之間的關系見表1 1： 單位Pa(帕)Kg/cm2atm(大氣壓)MmHgMmH201Pa11.0997*1059.8692*10-6

16、7.5006*10-30.101971Kg/ cm29.80665*10410.96784735.5591041mmHg1.33325*1021.3595*10-31.316*10-3113.5951mmH209.8063750.9997*10-40.96287*10-47.3556*10-21 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 壓電傳感器壓電傳感器 在受到壓力的時候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應。在受到壓力的時候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應。根據(jù)這個效應研制出了壓力傳感器。根據(jù)這個效應研制出了壓力

17、傳感器。 壓電材料：石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。壓電材料：石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 壓電傳感器壓電傳感器-主要應用主要應用 壓電式加速度傳感器：壓電式加速度傳感器：是一種常用的加速度計。其結(jié)是一種常用的加速度計。其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等特點。在飛機、汽構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等特點。在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它

18、的特殊地位。的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。 壓電式傳感器：壓電式傳感器： 測量大的壓力傳感器：測量大的壓力傳感器：如：用來測量發(fā)動機內(nèi)部燃燒如：用來測量發(fā)動機內(nèi)部燃燒壓力與真空度。在軍事工業(yè)，可用它來測量槍炮子彈在膛中壓力與真空度。在軍事工業(yè)，可用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。 測量微小的壓力傳感器：測量微小的壓力傳感器：如在生物醫(yī)學測量中，比如說如在生物醫(yī)學測量中，比如說心室導管式微音器。心室導管式微音器。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動

19、中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 其他壓力傳感器其他壓力傳感器v電容式壓力傳感器：電容式壓力傳感器： 利用被測壓力使金屬膜片之間的距離減少，電容量增加的利用被測壓力使金屬膜片之間的距離減少，電容量增加的原理制成的，可以測量液體和氣體。原理制成的，可以測量液體和氣體。v硅壓阻式壓力傳感器：硅壓阻式壓力傳感器： 是利用的壓阻效應制成的新型壓力傳感器，在一塊單晶硅是利用的壓阻效應制成的新型壓力傳感器，在一塊單晶硅的基片上用擴散工藝制成的應變元件，在應變元件受到壓力的基片上用擴散工藝制成的應變元件，在應變元件受到壓力的作用，引起電阻值產(chǎn)生變化。的作用，引起電阻值產(chǎn)生變化。 特點：體積小，系數(shù)

20、度高，測量范圍寬，精度高。特點：體積小，系數(shù)度高，測量范圍寬，精度高。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 v它在接收到紅外光線時，會它在接收到紅外光線時，會隨紅外光的功率大小而輸出隨紅外光的功率大小而輸出電壓信號，用于人體，火焰電壓信號，用于人體，火焰的檢測，傳感器的外形及電的檢測，傳感器的外形及電路如右圖所示：路如右圖所示： 如圖所示，窗口用于紅外光線的射入。傳感器元件感受到紅外光線后，產(chǎn)生電荷，通過放大器，轉(zhuǎn)換成電壓輸出。 作電源開關控制、防盜防火報警、自動覽測、人體發(fā)熱檢測。 4.4 4.4

21、 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。化來實現(xiàn)控制的。 組成：組成：有三部分構(gòu)成。有三部分構(gòu)成。v發(fā)送器：對準目標發(fā)射光束。光源：發(fā)光二極發(fā)送器：對準目標發(fā)射光束。光源：發(fā)光二極管管(LED)(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管等。、激光二極管及紅外發(fā)射二極管等。v接收器：有光電二極管、光電三極管、光電池接收器：有光電二極管、光電三極管、光電池組成。組成。v檢測電路：能濾出有效信號和應用該信號。檢測電路：能

22、濾出有效信號和應用該信號。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 槽型光電傳感器槽型光電傳感器 把一個光發(fā)射器和一個接收器面對把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)的是槽形光電。面地裝在一個槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當被檢測物體從下光接收器能收到光。但當被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋，光電開關便動作，槽中通過時，光被遮擋，光電開關便動作，輸出一個開關控制信號。輸出一個開關控制信號。 4.4 4.

23、4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 槽型光電傳感器槽型光電傳感器- -應用應用 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 對射型光電傳感器對射型光電傳感器 是由相互分離的一個發(fā)光器和是由相互分離的一個發(fā)光器和一個收光器組成的光電開關。簡稱一個收光器組成的光電開關。簡稱對射式光電開關。對射式光電開關。 檢測距離大。它的檢測距離可檢測距離大。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。達幾米乃至幾十米。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸

24、入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 右右圖是利用對射型光電傳感圖是利用對射型光電傳感器測量電機的轉(zhuǎn)速。光線每照器測量電機的轉(zhuǎn)速。光線每照射到接收器件一次，接收器件射到接收器件一次，接收器件就產(chǎn)生一個脈沖，通過頻率計就產(chǎn)生一個脈沖，通過頻率計計算出每分鐘產(chǎn)生的脈沖數(shù)，計算出每分鐘產(chǎn)生的脈沖數(shù)，即電機轉(zhuǎn)速。即電機轉(zhuǎn)速。 對射型光電傳感器對射型光電傳感器- -應用應用 使用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑使用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一的兩側(cè)，檢測物通過時阻擋光路，收光器

25、就動作輸出一個開關控制信號。個開關控制信號。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 反光板型光電開關：反光板型光電開關： 把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi)，把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式完成光電控制作用的稱為反光板反射式( (或或反射鏡反射式反射鏡反射式) )光電開關。光電開關。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技

26、創(chuàng)新活動中的應用 擴散反射型光電開關擴散反射型光電開關: : 它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但前方?jīng)]它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當檢測物通過時擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就當檢測物通過時擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個開關信號。收到光信號，輸出一個開關信號。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 v濕度傳感器指空氣中所含的水蒸汽量，

27、濕度傳感器指空氣中所含的水蒸汽量，工業(yè)上，氣象上常用相對濕度這一概念。工業(yè)上，氣象上常用相對濕度這一概念。v應用：應用： 農(nóng)業(yè)大棚，這個行業(yè)一般多用無線溫農(nóng)業(yè)大棚，這個行業(yè)一般多用無線溫濕度傳感器。土壤墑情，自動噴灌。戶濕度傳感器。土壤墑情，自動噴灌。戶外配電柜內(nèi)部結(jié)露檢測等。精細化工車外配電柜內(nèi)部結(jié)露檢測等。精細化工車間，紡織車間，電子生產(chǎn)車間。間，紡織車間，電子生產(chǎn)車間。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 原則：原則： 選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應特性、線選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應特性、

28、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個方面性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個方面的問題。的問題。 除了以上選用傳感器時應充分考慮的一些因除了以上選用傳感器時應充分考慮的一些因素外，還應盡可能兼顧結(jié)構(gòu)簡單、體積小。重量素外，還應盡可能兼顧結(jié)構(gòu)簡單、體積小。重量輕、價格便宜、易于維修、易于更換等條件。輕、價格便宜、易于維修、易于更換等條件。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 1 1）靈敏度：一般說來，傳感器靈敏度越高越好，）靈敏度：一般說來，傳感器靈敏度越高越好，因為因為靈敏度越高，就意味著傳感

29、器所能感知的變化量小，即靈敏度越高，就意味著傳感器所能感知的變化量小，即只要被測量有一微小變化，傳感器就有較大的輸出。只要被測量有一微小變化，傳感器就有較大的輸出。 2 2）響應特性：）響應特性：傳感器的響應總不可避免地有一定延遲，傳感器的響應總不可避免地有一定延遲，但我們總希望延遲的時間越短越好。但我們總希望延遲的時間越短越好。 3 3）線性范圍：）線性范圍：任何傳感器都有一定的線性工作范圍。任何傳感器都有一定的線性工作范圍。在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關系，線性范圍愈寬，在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關系，線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。傳感器工作在線性區(qū)域則表明傳感器的工作量程愈

30、大。傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測量精度的基本條件。內(nèi)，是保證測量精度的基本條件。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用 4 4）穩(wěn)定性：）穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是表示傳感器經(jīng)過長期使用以后，其穩(wěn)定性是表示傳感器經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間與環(huán)境時間與環(huán)境。 5 5）精確度：）精確度：精確度是表示傳感器的輸出與被測量的對應精確度是表示傳感器的輸出與被測量的對應程度。傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否程度。傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否真實地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接的影響真實地反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接的影響。 6 6）測量方式：）測量方式：傳感器在實際條件下的工作方式。例如，傳感器在實際條件下的工作方式。例如，接觸與非接觸測量、破壞與非破壞性測量、在線與非在線接觸與非接觸測量、破壞與非破壞性測量、在線與非在線測量等，條件不同，對測量方式的要求亦不同。測量等，條件不同，對測量方式的要求亦不同。 4.4 4.4 輸入通道電路設計輸入通道電路設計第四章第四章 單片機在大學生科技創(chuàng)新活動中的應用單片