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W传感器的应用

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摘要:W传感器的应用
一 概述

W传感器是一种三端式全数字型新型传感器。与目前市场上销售的传感器的主要区别在于它的输出是计算机能直接辨认的脉冲数字信息,其重复频率或脉冲周期与被测物理量呈线性对应关系。

二 工作原理

任何电子传感器均需把被测物理量变为电参量, 这种转变称敏感特性。以用PTC作为敏感元件的温度传感器为例来说明:当环境温度升高时,PTC热敏电阻阻值增加。如果我们能设计一阻容式振荡器,将PTC热敏电阻作为回路电阻的一部分,而且要求当PTC热敏电阻阻值增加时,振荡器输出的重复频率减小。调整回路各参数,使其在某区间内,热敏电阻的特性曲线和振荡器的振荡频率的特性曲线相重合。这时热PTC敏电阻所感知的温度值即可用频率值来代表。例如,-20℃为1200Hz,0℃为1000Hz,+20℃为800Hz。依此类推。

三 性能特点

1。结构简单:传统的模拟传感器, 从物理量到计算机能辨认的数字量,一般要经过十来个环节。以容性湿度传感器为例来说明其过程:(1)被测相对湿度值——湿敏电容——(2)固定频率振荡器——(3)检波器——(4)滤波器——(5)积分器——(6)放大器——(7)整形电路——(8)电压电流(4-20mA)转换器(VIC)——(9)电流电压(1-5V)转换器(IVC)——(10)模数转换器(ADC)——(11)计算机。其间共10个环节。而W传感器的转换过程是:(1)被测相对湿度值--传感器——(2)计算机。很明显,其中只有一个环节。如图1所示。每个环节都有几个元件,每个元件都有误差和漂移。少了8、9个环节,当然测量精度和稳定性都要提高。其次,每个环节都有材料成本和调试费,环节少的当然成本低。而且操作简单、维护容易、经久耐用,便于推广应用。

2。抗干扰能力强:模拟传感器的最大特点是先把被测物理量变成电压,再把电压变为数字。外界的干扰信号多以电压形式存在。干扰电压和被测电压容易叠加或相减,因而引起混乱。而W传感器是直接把物理量变成频率,信息存于频率之中,因而不受电压干扰信号的影晌。

3。利于运距离传输,无需线路电阻补偿,远近距离有同等的测量精度:模拟传感器的测量信息存于输出电压之中,而线路电阻会对电压进行衰减,因而常需用电阻补偿,这些电阻又会因误差、温度影响和漂移,损失测量精度。而W传感器将被测信息寓于频率之中,不受线路电阻的影响,故利于远距离传输。

4。无需外接任何器件,能与计算机直接接口:由于W传感器输出的信息是脉冲频率,可用0、1的个数或脉冲周期的时间来表示,计算机内部有时钟,很容易辨认,因而省去很多装配调试的过程。

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