Kvin dezajnaj kapabloj kaj teknikaj indikiloj de la sensilo

La nombro da sensiloj multiĝas tra la tersurfaco kaj en la spacoj ĉirkaŭ ni, provizante la mondon per datumoj. Ĉi tiuj pageblaj sensiloj estas la mova forto malantaŭ la disvolviĝo de la Interreto de Aĵoj kaj la cifereca revolucio, kiun nia socio alfrontas, tamen konekti kaj aliri datumojn de sensiloj ne ĉiam iras rekte aŭ facile. Ĉi tiu artikolo prezentos la teknikan indekson de sensiloj, 5 dezajnajn kapablojn kaj OEM-entreprenojn.

Unue, la teknika indekso estas la objektiva bazo por karakterizi la funkciadon de produkto. Kompreni la teknikajn indikilojn helpas la ĝustan elekton kaj uzon de la produkto. La teknikaj indikiloj de la sensilo estas dividitaj en statikajn indikilojn kaj dinamikajn indikilojn. La statikaj indikiloj ĉefe ekzamenas la funkciadon de la sensilo sub kondiĉo de statika invarianto, inkluzive de rezolucio, ripeteblo, sentemeco, lineareco, revena eraro, sojlo, rampado, stabileco kaj tiel plu. Dinamika indekso ĉefe ekzamenas la funkciadon de la sensilo sub kondiĉo de rapida ŝanĝo, inkluzive de frekvenca respondo kaj paŝorespondo.

Pro la multnombraj teknikaj indikiloj de la sensilo, diversaj datumoj kaj literaturo estas priskribitaj el malsamaj perspektivoj, tiel ke malsamaj homoj havas malsamajn komprenojn, kaj eĉ miskomprenojn kaj ambiguecon. Por ĉi tiu celo, la jenaj pluraj ĉefaj teknikaj indikiloj por la sensilo estas interpretataj:

1, rezolucio kaj rezolucio:

Difino: Rezolucio rilatas al la plej malgranda mezurita ŝanĝo, kiun sensilo povas detekti. Rezolucio rilatas al la rilatumo de Rezolucio al plena skala valoro.

Interpreto 1: Rezolucio estas la plej baza indikilo de sensilo. Ĝi reprezentas la kapablon de la sensilo distingi la mezuratajn objektojn. La aliaj teknikaj specifoj de la sensilo estas priskribitaj laŭ rezolucio kiel la minimuma unuo.

Por sensiloj kaj instrumentoj kun cifereca ekrano, la rezolucio difinas la minimuman nombron da ciferoj montrotaj. Ekzemple, la rezolucio de elektronika cifereca mezurdikilo estas 0,01 mm, kaj la indikila eraro estas ±0,02 mm.

Interpreto 2: Rezolucio estas absoluta nombro kun unuoj. Ekzemple, la rezolucio de temperatursensilo estas 0.1℃, la rezolucio de akcelsensilo estas 0.1g, ktp.

Interpreto 3: Rezolucio estas rilata kaj tre simila koncepto al rezolucio, ambaŭ reprezentante la rezolucion de sensilo rilate al mezuro.

La ĉefa diferenco estas, ke la rezolucio estas esprimita kiel procento de la rezolucio de la sensilo. Ĝi estas relativa kaj ne havas dimension. Ekzemple, la rezolucio de la temperatursensilo estas 0.1℃, la plena intervalo estas 500℃, la rezolucio estas 0.1/500=0.02%.

2. Ripeteblo:

Difino: Ripeteblo de la sensilo rilatas al la grado de diferenco inter la mezurrezultoj kiam la mezurado estas ripetata plurfoje en la sama direkto sub la sama kondiĉo. Ankaŭ nomata ripeteraro, reprodukteraro, ktp.

Interpreto 1: Ripeteblo de sensilo devas esti la grado de diferenco inter pluraj mezuradoj akiritaj sub la samaj kondiĉoj. Se la mezurkondiĉoj ŝanĝiĝas, la komparebleco inter la mezurrezultoj malaperos, kio ne povas esti uzata kiel bazo por taksi ripeteblon.

Interpreto 2: La ripeteblo de la sensilo reprezentas la disperson kaj hazardon de la mezurrezultoj de la sensilo. La kialo de tia disperso kaj hazardo estas, ke diversaj hazardaj perturboj neeviteble ekzistas ene kaj ekstere de la sensilo, rezultante en tio, ke la finaj mezurrezultoj de la sensilo montras la karakterizaĵojn de hazardaj variabloj.

Interpreto 3: La norma devio de la hazarda variablo uzeblas kiel reproduktebla kvanta esprimo.

Interpreto 4: Por plurfoje ripetaj mezuradoj, oni povas atingi pli altan mezurprecizecon se la averaĝo de ĉiuj mezuradoj estas prenita kiel la fina mezurrezulto. Ĉar la norma devio de la averaĝo estas signife pli malgranda ol la norma devio de ĉiu mezuro.

3. Lineareco:

Difino: Lineareco (Lineareco) rilatas al la devio de la sensilaj enigo- kaj eligo-kurboj de la ideala rekta linio.

Interpreto 1: La ideala rilato inter enigo kaj eligo de la sensilo devus esti lineara, kaj ĝia kurbo inter enigo kaj eligo devus esti rekta linio (ruĝa linio en la suba figuro).

Tamen, la fakta sensilo pli-malpli havas diversajn erarojn, rezultante ke la fakta eniga kaj eliga kurbo ne estas la ideala rekta linio, sed kurbo (la verda kurbo en la suba figuro).

Lineareco estas la grado de diferenco inter la efektiva karakteriza kurbo de la sensilo kaj la eksterreta linio, ankaŭ konata kiel nelineareco aŭ nelineara eraro.

Interpreto 2: Ĉar la diferenco inter la efektiva karakteriza kurbo de la sensilo kaj la ideala linio estas malsama ĉe malsamaj mezurgrandecoj, la rilatumo de la maksimuma valoro de la diferenco al la plena intervalvaloro ofte estas uzata en la plena intervalintervalo. Evidente, lineareco ankaŭ estas relativa kvanto.

Interpreto 3: Ĉar la ideala linio de la sensilo estas nekonata por la ĝenerala mezursituacio, ĝi ne povas esti akirita. Tial, ofte oni uzas kompromison, tio estas, rekte uzi la mezurrezultojn de la sensilo por kalkuli la konvenan linion, kiu estas proksima al la ideala linio. La specifaj kalkulmetodoj inkluzivas la metodon de finpunkta linio, la metodon de plej bona linio, la metodon de plej malgrandaj kvadratoj kaj tiel plu.

4. Stabileco:

Difino: Stabileco estas la kapablo de sensilo konservi sian funkciadon dum certa tempodaŭro.

Interpreto 1: Stabileco estas la ĉefa indekso por esplori ĉu la sensilo funkcias stabile en certa tempointervalo. La faktoroj, kiuj kondukas al la malstabileco de la sensilo, ĉefe inkluzivas temperaturdrivon kaj internan stresliberigon. Tial, estas utile pliigi la temperaturkompenson kaj maljuniĝan traktadon por plibonigi la stabilecon.

Interpreto 2: Stabileco povas esti dividita en mallongdaŭran stabilecon kaj longdaŭran stabilecon laŭ la daŭro de la tempoperiodo. Kiam la observadotempo estas tro mallonga, la stabileco kaj ripeteblo estas proksimaj. Tial, la stabileca indekso ĉefe ekzamenas la longdaŭran stabilecon. La specifa daŭro de la tempo, laŭ la uzo de la medio kaj postuloj por determini.

Interpreto 3: Kaj absoluta eraro kaj relativa eraro povas esti uzataj por la kvanta esprimo de stabileca indekso. Ekzemple, streĉo-tipa fortsensilo havas stabilecon de 0,02%/12h.

5. Specimenfrekvenco:

Difino: Specimenfrekvenco rilatas al la nombro da mezurrezultoj, kiujn la sensilo povas specimeni po unuo de tempo.

Interpreto 1: La specimeniga frekvenco estas la plej grava indikilo de la dinamikaj karakterizaĵoj de la sensilo, reflektante la rapidan respondkapablon de la sensilo. Specimeniga frekvenco estas unu el la teknikaj indikiloj, kiujn oni devas plene konsideri en kazo de rapida ŝanĝo de mezurado. Laŭ la specimeniga leĝo de Shannon, la specimeniga frekvenco de la sensilo ne devas esti malpli ol duoble la ŝanĝofrekvenco de la mezurita valoro.

Interpreto 2: Kun la uzo de malsamaj frekvencoj, la precizeco de la sensilo ankaŭ varias laŭe. Ĝenerale parolante, ju pli alta la specimenfrekvenco, des pli malalta la mezurprecizeco.

La plej alta precizeco de la sensilo ofte atingiĝas ĉe la plej malalta specimeniga rapido aŭ eĉ sub senmovaj kondiĉoj. Tial, precizeco kaj rapido devas esti konsiderataj en la elekto de sensilo.

Kvin konsiloj pri dezajno por sensiloj

1. Komencu per la busilo

Kiel unua paŝo, la inĝeniero devus unue konekti la sensilon per busilo por limigi la nekonataĵon. Busilo konektas personan komputilon (PC) kaj poste al la I2C, SPI aŭ alia protokolo de la sensilo, kiu permesas al la sensilo "paroli". PC-aplikaĵo asociita kun busilo, kiu provizas konatan kaj funkcian fonton por sendi kaj ricevi datumojn, kiuj ne estas nekonata, neaŭtentika pelilo de enigita mikroregilo (MCU). En la kunteksto de la Bus-utilaĵo, la programisto povas sendi kaj ricevi mesaĝojn por kompreni kiel la sekcio funkcias antaŭ ol provi funkcii je la enigita nivelo.

2. Skribu la kodon de la transdona interfaco en Python

Post kiam la programisto provis uzi la sensilojn de la busilo, la sekva paŝo estas skribi aplikaĵkodon por la sensiloj. Anstataŭ salti rekte al la mikroregila kodo, skribu aplikaĵkodon en Python. Multaj busaj iloj agordas kromprogramojn kaj ekzemplajn kodojn dum skribado de skriptoj, kiujn Python kutime sekvas. NET estas unu el la lingvoj haveblaj en .net. Skribi aplikaĵojn en Python estas rapida kaj facila, kaj ĝi provizas manieron testi sensilojn en aplikaĵoj, kiuj ne estas tiel kompleksaj kiel testado en enigita medio. Havi altnivelan kodon faciligos por ne-enigitaj inĝenieroj mini sensorajn skriptojn kaj testojn sen la zorgo de enigita programarinĝeniero.

3. Testu la sensilon per Mikro-Python

Unu el la avantaĝoj de skribi la unuan aplikaĵan kodon en Python estas, ke aplikaĵaj vokoj al la Bus-utility aplikaĵa programa interfaco (API) povas esti facile interŝanĝitaj per alvoko de Micro Python. Micro Python funkcias en realtempa enigita programaro, kiu havas multajn sensilojn por ke inĝenieroj komprenu ĝian valoron. Micro Python funkcias sur Cortex-M4-procesoro, kaj ĝi estas bona medio por sencimigi aplikaĵan kodon. Ne nur ĝi estas simpla, sed ne necesas skribi I2C- aŭ SPI-pelilojn ĉi tie, ĉar ili jam estas kovritaj en la funkcia biblioteko de Micro Python.

4. Uzu la kodon de la sensilo-provizanto

Ĉiun ajn ekzemplan kodon, kiun oni povas "forpreni" de sensorfabrikisto, inĝenieroj devos multe iri por kompreni kiel la sensilo funkcias. Bedaŭrinde, multaj sensorvendistoj ne estas spertuloj pri enigita programara dezajno, do ne atendu trovi produktadpretan ekzemplon de bela arkitekturo kaj eleganteco. Nur uzu la vendistan kodon, lernu kiel ĉi tiu parto funkcias, kaj la frustriĝo de refaktorado aperos ĝis ĝi povos esti pure integrita en enigitan programaron. Ĝi eble komenciĝos kiel "spagetoj", sed utiligi la komprenon de fabrikantoj pri kiel iliaj sensiloj funkcias helpos redukti multajn ruinigitajn semajnfinojn antaŭ ol la produkto lanĉiĝos.

5. Uzu bibliotekon de sensoraj kunfandaj funkcioj

Estas probable, ke la transmisia interfaco de la sensilo ne estas nova kaj ne estis farita antaŭe. Konataj bibliotekoj de ĉiuj funkcioj, kiel ekzemple la "Biblioteko de sensoraj fuziaj funkcioj" provizita de multaj ĉipproduktantoj, helpas programistojn lerni rapide, aŭ eĉ pli bone, kaj eviti la ciklon de renovigo aŭ drasta modifo de la produkta arkitekturo. Multaj sensiloj povas esti integritaj en ĝeneralajn tipojn aŭ kategoriojn, kaj ĉi tiuj tipoj aŭ kategorioj ebligos la glatan disvolvon de peliloj, kiuj, se pritraktitaj ĝuste, estas preskaŭ universalaj aŭ malpli reuzeblaj. Trovu ĉi tiujn bibliotekojn de sensoraj fuziaj funkcioj kaj lernu iliajn fortojn kaj malfortojn.

Kiam sensiloj estas integritaj en enigitajn sistemojn, ekzistas multaj manieroj helpi plibonigi la dezajntempon kaj facilecon de uzo. Programistoj neniam povas "erari" lernante kiel sensiloj funkcias de alta nivelo de abstraktado komence de la dezajno kaj antaŭ ol integri ilin en pli malaltnivelan sistemon. Multaj el la rimedoj haveblaj hodiaŭ helpos programistojn "komenci tuj" sen devi komenci de nulo.