六分力传感器技术参数
凡与此项目相关的一切费用均包括在投标总价内，买方不再承担其他费用，投标报价须包含：货物的运输、卸货、安装、调试、培训等服务费用。
其他要求：
★（1）供货方负责设备现场安装，并且需要提供原厂的培训，负责不少于两名设备使用人员的技术培训。（2）供货方提供全套安装、拆卸工具。
（3）在一年的软硬支持维护服务期内，对于买方在使用过程中的技术咨询，卖方保证在1个工作日内及时通过email 、电话和传真的方式答复用户。
交货期：合同预付款后六个月交货。
传感器的主要参数特性 传感器的种类繁多，测量参数、用途各异．共性能参数也各不相同。一般产品给出的性能参数主要是静态特性利动态特性。所谓静态特性，是指被测量不随时间变化或变化缓慢情况下，传感器输出值与输入值之间的犬系．一般用数学表达式、特性曲线或表格来表示。动态特性足反映传感器随时间变化的响应特性。红外碳硫仪动恋特性好的传感器，其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线相近。一般产品只给出响应时间。 传感器的主要特性参数有： (1)测量范围(量程) 量程是指在正常工种：条件下传感器能够测星的被测量的总范同，通常为上限值与F 限位之差。如某温度传感器的测员范围为零下５０度到+３００度之间。则该传感器的量程为350摄氏度。 (2)灵敏度 传感器的灵敏度是指佑感器在稳态时输出量的变化量与输入量的变化量的比值。通常／d久表示。对于线性传感器，传感器的校准且线的斜率就是只敏度，是一个常量。而非线性传感器的灵敏度则随输入星的不同而变化，在实际应用巾．非线性传感器的灵敏度都是指输入量在一定范围内的近似值。传感器的足敏度越高．俏号处理就越简单。 (3)线性度(非线性误差) 在稳态条件下，传感器的实际输入、输出持件曲线勺理想直线之日的不吻合程度，称为线性度或非线性误差，通常用实际特性曲线与邵想直线之司的最大偏关凸h m2与满量程输出仪2M之比的百分数来表示。该系统的线性度X为 (４)不重复性 z；重复性是指在相同条件下。传感器的输人员技同——方向作全量程多次重复测量，输出曲线的不一致程度。通常用红外碳硫仪3次测量输11j的线之间的最大偏差丛m x与满量程输出值ym之比的百分数表示，1、2、3分别表示3次所得到的输出曲线．它是传感器总误差中的——项。 (5)滞后(迟滞误差) 迟滞现象是传感器正向特性曲线(输入量增大)和反向特性曲线(输入量减小)的不重合程度，通常用yH表示。
压力传感器在汽车轮胎压力检测的应用研究 摘要：在汽车行驶过程中轮胎过于膨胀或处于充气不足状态都会影响汽车安全性，如何对汽车运行中轮胎气压进行检测意义重大。汽车轮胎压力检测系统是用于汽车行驶过程中实时自动监测轮胎气压，对轮胎漏气和低气压进行报警。以保障行车安全的一种系统技术。通过对汽车轮胎压力检测系统工作原理及应用进行阐述使得含有此系统车辆的维修和运用具有实际价值。 关键词：压力传感器胎压检测汽车安全; 正文：环保，节能，安全是当今汽车发展的三大主题尤其是汽车安全是直接影响人民生命财产安全和国家经济命脉的重要因素。因此，国内外许多汽车公司都把汽车的安全性作为汽车设计的重要考虑因素。汽车轮胎气压保持正常值是车辆舒适性和行驶安全的保证。气压过高超过正常值时，与地面接触面积减少，摩擦系数降低，而容易导致车辆侧滑、颠簸、爆胎从而危及行驶安全。轮胎气压低于正常值时轮胎变软轮胎和路面接触面积增加摩擦系数成倍增长，导致轮胎温度急剧上升。如果车辆在高速行驶中热量就会很快聚集在一起，轮胎内部就会开 始分离，脱层，最后导致爆胎。即使车辆在低速状态下行驶也会因轮胎变形过大而伤胎。后一种情况潜伏期长、隐蔽性大更具有危险性，它为以后在高速公路行驶时产生爆胎埋下隐患。及时地了解和准确掌握轮胎的温度、压力状况，并据此采取相应的防范措施是避免爆胎，提高汽车安全行驶水平的有效途径。而轮胎压力检测系统Tire Pressure Monitoring System简称 TPMS恰好能解决这些问题。安装了TPMS驾驶者随时知道轮胎的气压状况，使汽车行驶于正常气压状态下，从而保证汽车的行驶安全。 1轮胎压力检测系统的基本概念和原理 1.1 轮胎压力检测系统的概念 TPMS主要用于汽车行驶时适时地对轮胎气压进行自动检测，对轮胎漏气造成低胎压和高温高胎压防爆胎进行预警，确保行车安全。车装胎压感测系统在汽车产业或者是电子产业中都获得相当程度的重视，主要是因为汽车在进行移动时，胎压感测系统能够在第一时间针对汽车轮胎的气压进行自动检测动作，或者是当汽车轮胎的胎压不足及出现漏气现象时，能够提供驾驶者实时讯息。 1.2 TPMS的组成 TPMS包括传感器、发射模块和接收模块三大部分传感器和发射模块连接在一起。发射模块包括处理器和发射器。接收模块包括接收器，处理器和显示器。内部电路图如图所示;
基于系统集成技术的节点类型和特点 在节点的功能设计和实现方面，目前常用的节点均为采用分立元器件的系统集成技术。已出现的多种节点的设计和平台套件，在体系结构上有相似性，主要区别在于采用了不同的微处理器，如AVR系列和MSP430系列等；或者采用了不同的射频芯片或通信协议，比如采用自定义协议、802.11协议、ZigBee[1]协议、蓝牙协议以及UWB通信方式等。典型的节点包括Berkeley Motes [2，3], Sensoria WINS[4], MIT μAMPs [5], Intel iMote [6], Intel XScale nodes [7], CSRIO研究室的CSRIO节点[8]、Tmote [9]、ShockFish公司的TinyNode[10]、耶鲁大学的XYZ节点[11] 、smart-its BTNodes[12]等。国内也出现诸多研究开发平台套件，包括中科院计算所的EASI系列[13-14]，中科院软件所、清华大学、中科大、哈工大、大连海事大学等单位也都已经开发出了节点平台支持网络研究和应用开发。 这些由不同公司以及研究机构研制的无线节点在硬件结构上基本相同，包括处理器单元、存储器单元、射频单元，扩展接口单元、传感器以及电源模块。其中，核心部分为处理器模块以及射频通信模块。处理器决定了节点的数据处理能力和运行速度等，射频通信模块决定了节点的工作频率和无线传输距离，它们的选型能在很大程度上影响节点的功能、整体能耗和工作寿命。 目前问世的传感节点（负责通过传感器采集数据的节点）大多使用如下几种处理器：ATMEL公司AVR系列的ATMega128L处理器，TI公司生产的MSP430系列处理器，而汇聚节点（负责会聚数据的节点）则采用了功能强大的ARM处理器、8051内核处理器、ML67Q500x系列或PXA270处理器。这些处理器的性能综合比较见表1。 表1、无线传感器网络节点中采用的处理器性能比较
车轮传感器、旋转编码器工作原理 对于工业控制中的定位问题，一般采用接近开关、光电开关等装置。随着工控的不断发展，出现了旋转编码器，其特点是： 1、信息化：除了定位，控制室还可知道其具体位置； 2、柔性化：定位可以在控制室柔性调整； 3、安装方便和安全、使用寿命长。 一个旋转编码器，可以测量从几个微米到几十几百米的距离。多个工位，只要选用一个旋转编码器，就可以避免使用多各接近开关、光电开关，解决现场机械安装麻烦，容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。 由于是光电码盘，无机械损耗，只要安装位置准确，其使用寿命往往很长。 4、多功能化：除了定位，还可以远传当前位置，换算运动速度，对于变频器，步进电机等的应用尤为重要。 5、经济化：对于多个控制工位，只需一个旋转编码器，安装、维护、损耗成本降低，使用寿命增长。 鉴于以上优点，旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合。 编码器（encoder）是将物理信号编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号的一种设备。应用于速度控制或位置控制系统的检测元件。 编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘，后者称码尺。 旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90
度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。 增量型编码器(旋转型)工作原理: 由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。 由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。 信号输出: 信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL 也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。 信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。 如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。 A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。
光电传感与测试技术 包装112 郭剑 3110614042 1.概述 电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化，早期的用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚集射向接收器，接收器出电缆将这套装置接受到一个真空管放大器上，在金属圆管内有一个小的白炽灯做为光源，这些小而坚固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。 发光二极管最早出现在19世纪60年代，现在我们可以经常在电气和电子设备上看到这些二极管做为指示灯来用。LED就是一种半导体元件，其电气性能与普通二极管相同，不同之处在于当给LED通电流时，它会发光。由于LED是固态的，所以它能延长传感器的使用寿命。因而使用LED的光电传感器能被做得更小，且比白炽灯传感器更可靠。不像白炽灯那样，LED抗震动冲击，并且没有灯丝。另外，LED所发出的光只相当于同尺寸白炽灯所产生光能的一部分。（激光二极管除外，它与普通LED的原理相同，但能产生几倍的光能，并能达到更远的检测距离）LED能发射人眼看不到的红外光，也能发射可见的绿光、黄光、红光、蓝光、蓝绿光或白光。经过调制的LED 传感器能够以非常快的速度开关，开关速度可以达到KHz。将接收器的放大器调制到发射器的调制频率，那么它就只能对以此频率振动的光信号进行发大。它忽略了周围的光，只对自己的光或具有相同调制频率的光做出响应。调制LED改进了光电传感器的设计，增大了检测距离，扩大了光束角度，并且具有相当快的响应速度。 光电传感器由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。它把光型号转换成为电信号，直接检测来自物体的辐射信息，也可以转换其它物理量成为光信号。其主要的原理是光电效应。当光照射到物质上的时候，物质上的电效应发生改变，这里的电效应宝库奥电子发射、电导率和电位电流等。然后通过类似光敏电阻这样的器件把光能转化成为电能，然后通过放大和去噪声处理就得到了所需要的输出信号。这里的输出电信号和原始的光信号接近线性的关系。光电效应分为：外光电效应和内光电效应。光电效应中多数金属中的光电子只能从靠近金属表面内的浅层(小于μm)逸出，不能从金属内深层逸出的结论。光波能量进
关于传感器的技术参数 1.额定载荷：传感器的额定载荷是指在设计此传感器时，在规定技术指标范围内能够测量的最大负荷。但实际使用时，一般只用额定量程的2/3～1/3。 2.灵敏度/额定输出：加额定载荷时和无载荷时，传感器输出信号的差值。由于传感器的输出信号与所加的激励电压有关，所以灵敏度的以单位mV/V来表示。 3.灵敏度允差：传感器实际稳定输出对应的标称灵敏度之差对该标称灵敏度的百分比。例如，某称重传感器的实际灵敏度为2.002mV/V，与之相适应的标准灵敏度则为2 mV/V，则其灵敏度允差为：（（2.002-2.000）/2.000）*100%=0.1%。 4.综合误差/精度等级：根据OIML R60，±%F.S额定输出，国内一般为C3级，分度数3000。 （5）蠕变：在负荷不变（一般为额定载荷），其它测试条件也保持不变的情况下，称重传感器输出随时间的变化量对额定输出的百分比。 （6）非线性：由空载荷的输出值和额定载荷时的输出值所决定的直线和增加负荷时实测曲线之间的最大偏差对额定输出的百比分。 线性度δ=ΔYmax/Yfs*100﹪其中，ΔYmax表示输出值的最大量，Yfs表示满量程输出，注意，线性度有正负之分，因此，前面带正负号。 7）重复性误差：在相同的环境条件下，对传感器反复加载荷到额定载荷并卸载，加载荷过程中同一负荷点上输出值的最大差值对额定输出的百分比。这项特性很重要，更能反映传感器的品质。 （8）滞后允差：从无载荷逐渐加载到额定载荷然后再逐渐卸载。在同一载荷点上加载和卸载输出量的最大差值对额定输出值的百分比。 （9）零点输出/零点平衡：在推荐激励电压下，未加载荷时传感器的输出值对额定输出的百分比。 （10）零点温漂：环境温度的变化引起的零点平衡变化。一般以温度每变化10℃时，引起的零点平衡变化量对额定输出的百分比来表示。 （11）灵敏度温漂：环境温度的变化引起的灵敏度变化。一般以温度每变化10℃时，引起的灵敏度变化量对额定输出的百分比来表示。 （12）允许使用温度：规定了此传感器能适用的场合。例常温传感器一般标注为：-20℃～+70℃。高温传感器标注为：-40℃～250℃。 （13）温度补偿范围：在此温度范围内，传感器的额定输出和零点平衡均经过严密补偿，不会超出规定的范围。例：常温传感器一般标注为-10℃～+55℃。 （14）安全过载：传感器允许施加的最大负荷。允许在一定范围内超负荷工作。一般为120%～150%。
1 系统结构概述 本文设计的WSN硬件平台，由若干传感器节点，具有无线接收功能的汇聚节点，以及一台PC机组成。 根据无线传感器网络的应用需求以及功能要求，节点的设计主要包括如下几个基本部分：传感器单元、处理器单元、A/D单元、射频单元、供电单元以及扩展接口单元。节点的硬件体系结构框架如图1-1 所示。 图1-1 传感器单元负责对所关心的物理量进行测量并采集数据，提供给处理器单元进行处理；处理器单元负责数据处理及控制整个节点的正常工作；射频天线单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制信息和相关数据；供电单元负责为节点提供运行所需的能量；扩展接口可以实现节点平台的功能拓展，以适应不同的应用需求。 2 节点核心模块设计： 2-1电源模块设计： 电源是设计中的关键部分，电源稳定工作是整个节点正常工作的保证，设计合理的电源电路至关重要。节点包含模拟器件和数字器件，模拟器件的抗干扰能力较差，且数字器件常常为模拟器件的噪声源，故为了 图2-1-1 提高电路的抗干扰能力，模拟器件接模拟地并采用数字地与模拟地单点共地。电源可选用电池或干电池，电源芯片可选用XC6209、XC6221系列的LDO电源芯片，分别提供3.3V和1.8V的数字与模拟电压，电路如图2-1-1所示。 2-2传感器 模块设计： 温度传感器设 计：本设计采用 LM75DM-33R2串行 可编程温度传感 器，这种传感器在 环境温度超出用户 变成设置时通知主 控制器。滞后也是 可以编程解决。它 采用2线总线方式，允许读入当前温度，并可配置器件。它是数字型温度传感器，直接从
寄存器读出温度参数，并可实现编程设置INT/CMPTR输出极性。 图2-2-1是其功能图，因为设计中只是简单的监测环境的温度，故只需一片 LM75，所以地址线A0、A1、A2置地，INT/CMPTR悬空，设计的接口电路如图2-2-2所示。 图2-2-1 图2-2-2 因为cc2431本身带有A/D模块，也可采用温度传感器AD590测量温度，其接口电路如图2-2-3。
一种新型车轮六维力传感器 曾庆钊严振祥 东南大学南京市210096 =摘要>车轮六维力传感器是汽车道路信号采集系统中的重要部件。本文介绍了一种新型车轮六维力传感器的结构特点、工作原理及优点等,并给出了采 集信号的传输及存储方式。 叙词:力传感器集流环非接触传输 A New Type Six-Degree-of-Freedom Wheel Force Sensor Zeng Qingzhao,Yan Zhenxiang Southeast University,Nanjing210096 Abstract:The six-deg ree-of-freedom(6-DOF)wheel force sensor is an important part of vehicle.s road load data acquisition system.This paper introduces a new type6-DOF wheel force sensor.s structure characteristics,w orking princ-i ple,merits and so on.T he methods of data.s transmission and storing are present- ed. Key Words:Force Sensor,Slip Ring,Non-Contact Transmission 一、引言 在现代汽车工业中,随着汽车性能的不 断完善和新型汽车的不断开发、研制,汽车道 路信号采集系统也起到了越来越重要的作 用。它是汽车整车实验的重要设备,利用该 系统可实现车轮所受的六维力(侧向力、垂直 力、纵向力、侧倾力矩、横摆力矩、扭矩)的动 态同步测量,因而能为汽车地面动力学分析 中计算机建模提供实际参数;另外也为研制 汽车防抱死系统(ABS)、制动系统及消除汽 车行驶侧滑等提供了根据;此外该系统采集 的真实道路载荷在汽车零部件的台架模拟试 验中也有广泛应用。然而汽车道路信号采集 系统中最关键的部件即为车轮六维力传感 器,该传感器性能的优劣直接决定了整套系 统的好坏。 目前,在国内因汽车道路信号采集系统 尚处于初期研究阶段,还没有相应的车轮六 维力传感器,常采用单个仪器分别对不同的 道路数据进行测量,根本无法完成对道路数 据的综合测量和数据处理分析,也远不能满 足实际工作需要。而在国外,该传感器已经 发展到较为成熟的水平,整套系统也获得了 很快发展,例如德国LBF研究所研制的VE- LOS(Vehicle Load Sensor)。就目前状况,一 般车轮六维力传感器大都需要对数据信号进 行解耦,才能获得各种动态载荷,而标定工作 和信号解耦较为复杂,因此测量工作耗时耗 力且测量结果精度不高。 7 第10期仪表技术与传感器
一?制动防抱死系统（ABS）概述 ABS是通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器等不断检测各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率，并与理想的滑移率相比较，做出增大或减小制动器制动压力的决定，命令执行机构及时调整制动压力，以保持车轮处于理想的制动状态。 因此，ABS装置能够使车轮始终维持在有微弱滑移的滚动状态下制动，而不会抱死，达到提高制动效率的目的，同时也提高了刹车时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。 二. ABS轮速传感器的功用 检测车轮的速度，并将速度信号输入ABS的电控单元。当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。ABS电控单元通过检测感应电动势的频率来检测车轮转速。 用于ABS系统的轮速传感器主磁电式和霍尔式两种。 三. ABS传感器的安装位置 ABS传感器在车轮上的安装位置如下图所示: 转逮传感番在车轮上的安婪位置 四.磁电式ABS传感器 结构如下图所示：
￡凿式极轴b）柱式极轴 车轮转連传感器剖视图 1 ?电裟 2 ?永磁俸 3 ?外売乩感应倔 5 .极轴&齿88 磁电式ABS传感器由永磁体2、极轴5和感应线圈4等组成，极轴头部结构有凿式和柱式两种。 齿圈6旋转时，齿顶和齿隙交替对向极轴。在齿圈旋转过程中，感应线圈内部的磁通量 交替变化从而产生感应电动势，此信号通过感应线圈末端的电缆1输入ABS的电控单元。 当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。ABS电控单元通过检测感应电动 势的频率来检测车轮速度。 磁电式ABS传感器结构简单、成本低，但也存在下述缺点： 1?其输出信号的幅值随转速的变化而变化。若车速过慢，其输出信号低于1V，电控单元 就无法检测； 2?其响应频率不高。当转速过高时，传感器的频率响应跟不上； 3.其抗电磁波干扰能力差。 五.霍尔式ABS传感器 霍尔式ABS传感器结构示意图: 1.进淙2■霍尔元件 霍尔式ABS轮速传感器也是由传感头和齿圈组成。传感头由永磁体，霍尔元件和电子电 路组成。 当齿轮位于图示中（a）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；而当齿轮位于图中（b）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。 (b)
技术参数说明 发动机转速： 发动机转速 （RPM） 发动机速度从CKP技术参数说明 车速： 车速 （km/h）（MPH）单位换算类型：车速 ECU将来自车速传感器的脉冲信号转换为显示的车速（km/h）。当驱动轮速度达到2km/h或更高，ECU通过车轮速度信息控制各种功能。举例） VTEC系统的打开/关闭控制在高速行驶时的燃油切断控制在行驶期间的空燃比修正控制。 - 车速传感器也用于速度表。脉冲信号由基于车速的传感器输出，并根据特定时间内的脉冲数计算出车速（km/h）。 - 车速传感器系统通过集成在转子中的磁铁和安装在磁铁外的霍尔元件检测差速齿轮的旋转。当电压施加到霍尔元件时，磁通量发生变化，霍尔电压根据磁通量的变化而输出。由于霍尔电压在转子的一个旋转期间有四个周期的变化，因此波形产生电路输出四脉冲信号。 - 当车速提高时，在特定时间内的车速信号脉冲数也随之增加，电压的输出大致是在10km/h时7个脉冲/秒、在100km/h时为707个脉冲/秒。 - 来自车速传感器的信号电压输出是一个脉冲信号，电压的输出在0V与5V之间交替变化。当车速传感器信号为关闭，ECU计算机的参考电路输出的电压（5V）流向车速传感器并变成0V，当车速传感器信号为打开，参考电压在相同的电位下变成5V。 - 计算机是基于参考电压的打开/关闭切换来检测车速信号，而参考电压的切换又是通过车速传感器的打开/关闭切换得到的。- 车辆传感器根据变速箱处的主减速器旋转速度检测车速变化。 - 车速传感器有一个磁性感应元件，并靠它检测磁通量变化。此变化被放大并被转换成高或低电压信号。磁通量的变化取决于安装在主减速器旋转区域的磁性转子的旋转速度。
无线传感器网络的特点 大规模网络 为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义：一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部署大量的传感器节点；另一方面，传感器节点部署很密集，在一个面积不是很大的空间内，密集部署了大量的传感器节点。 传感器网络的大规模性具有如下优点：通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比；通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度，降低对单个节点传感器的精度要求；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性能；大量节点能够增大覆盖的监测区域，减少洞穴或者盲区。 自组织网络在 传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。在传
感器网络使用过程中，部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效，也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中，这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少，从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变：①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，甚至时断时通；③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化，具有动态的系统可重构性。 可靠的网络 传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾每个传感器节点，网络的维护十分困难甚至不可维护。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。 应用相关的网络
带你认识基本的传感器特性参数 复性、精度、分辨率、零点漂移、带宽，本文将对这些参数进行一一介绍。 量程 每个传感器都有自身的测量范围，被测量处在这个范围内时，传感器的输出信号才是有一定的准确性的。 传感器的量程X FS、满量程输出值Y FS、测量上限X max、测量下限X min的关系见下图。 灵敏度 传感器的灵敏度是指其输出变化量ΔY与输入变化量ΔX的比值，可以用k表示。对于一个线性度非常高的传感器来说，也可认为等于其满量程输出值Y FS与量程X FS的比值。灵敏度高通常意味着传感器的信噪比高，这将会方便信号的传递、调理及计算。 k=ΔY ΔX
线性度 传感器的线性度又称非线性误差，是指传感器的输出与输入之间的线性程度。理想的传感器输入-输出关系应该是程线性的，这样使用起来才最为方便。但实际中的传感器都不具备这种特性，只是不同程度的接近这种线性关系。 实际中有些传感器的输入-输出关系非常接近线性，在其量程范围内可以直接用一条直线来拟合其输入-输出关系。有些传感器则有很大的偏离，但通过进行非线性补偿、差动使用等方式，也可以在工作点附近一定的范围内用直线来拟合其输入-输出关系。 选取拟合直线的方法很多，上图表示的是用最小二乘法求得的拟合直线，这是拟合精度最高的一种方法。实际特性曲线与拟合直线之间的偏差称之为传感器的非线性误差δ,其最大值与满量程输出值Y FS的比值即为线性度γL。 γL=± δ Y FS ×100% 迟滞
当输入量从小变大或从大变小时，所得到的传感器输出曲线通常是不重合的。也就是说，对于同样大小的输入信号，当传感器处于正行程或反行程时，其输出值是不一样大的，会有一个差值ΔH，这种现象称为传感器的迟滞。 产生迟滞现象的主要原因包括传感器敏感元件的材料特性、机械结构特性等，例如运动部件的摩擦、传动机构间隙、磁性敏感元件的磁滞等等。迟滞误差γH的具体数值一般由实验方法得到，用正反行程最大输出差值ΔH max的一半对其满量程输出值Y FS的比值来表示。 γH=±?H max FS ×100% 重复性 一个传感器即便是在工作条件不变的情况下，若其输入量连续多次地按同一方向（从小到大或从大到小）做满量程变化，所得到的输出曲线也是会有不同的，可以用重复性误差γR 来表示。 重复性误差是一种随机误差，常用正行程或反行程中的最大偏差ΔY max的一半对其满量程输出值Y FS的比值来表示。
复习 题型：共计38～39题，计算题较少，原理题很多 （1）选择题15’ （2）填空题10’ （3）名词解释3’x5 （4）作图题10’x1 （5）问答题20’x1（根据原理应用自主进行选择作答） 第1章 1.P3 图1.1无线网络的分类 2.无线传感器的定义P3 无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户。 无线传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户； 无线传感器网络的基本功能：协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。
3.P4 图1.2现代信息技术与无线传感器网络之间的关系 无线传感器网络三个功能：数据采集、处理和传输； 对应的现代信息科技的三大基础技术：传感器技术、计算机技术和通信技术；对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。 4.P5P6 ★图1.3无线传感器网络的宏观架构 传感器网络网关原理是什么？
无线传感器通常包括传感器节点（sensor node），汇聚节点（sink node）和管理节点（manager node）。汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。 传感器节点见后2要点介绍。 Sink node：网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息，再传输给有线网络的PC或服务器。汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力，它既可以是一个具有足够能量供给和更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点，也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。汇聚节点连接传感器网络和外部网络。通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信，把收集到的数据信息转发到外部网络上，同时发布管理节点提交的任务。 5.传感器网络节点的组成P5 图1.4传感器网络节点的功能模块组成 传感器网络节点由哪些模块组成？－－－作图、简答 传感器模块负责探测目标的物理特征和现象，计算机模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受，电源模块负责节点供电，节点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 6.传感器网络的协议分层P5 1.5传感器网络的协议分层 每一层的作用是什么？－－－作图、简单
第9课《使用光敏传感器》教案 教学目标 1．知识目标：理解亮度传感器的功能，学会用亮度传感器获取亮度信息。学习使用变量百宝箱为传感器获取的信息设置存储变量 2．能力目标：学会亮度传感器的检测，学会使用条件循环控制模块、永远循环控制模块。学会使用条件判断模块。学会在仿真环境下设置光源。 3.情感目标：培养学生的逻辑判断能力，培养学生的耐心。 教学重点和难点 1．教学重点：理解传感器的功能，百宝箱设置变量的一般方法。 2．教学难点：理解传感器的功能，百宝箱设置变量的一般方法。 教学设计 本课是传感器学习的第一课，由于需要对传感器获取的信息进行判断，所以需要循环和条件判断知识的支持，由于本课包括存储传感器获得的信息需要通过百宝箱设置变量的操作，所以本课新的知识点比较多，教学难点也比较多。 本课通过传感器的检测引入“亮度检测”模块（传感器），通过亮度检测值的存储引入变量百宝箱，通过反复检测的需求引入“永远循环”控制模块。 通过“机器人追光”的活动要求，引入“条件循环”模块，即循环条件要满足“没有达到光源亮度”时循环的判断，若该条件不成立就退出循环。通过对左右亮度的比较判断，引入“条件判断”模块，即“左侧亮度小于或等于右侧亮度”时条件成立，机器人左转；否则机器人右转。 重点内容分析 （1）理解传感器的功能。传感器是机器人获取外界信息的装置，亮度传感器是学习的第一个传感器。 （2）理解循环控制中的永远循环是条件循环中循环条件永远成立时的特例。 （3）在对亮度变量设置时，要注意百宝箱设置变量的一般方法。 （4）传感器检测结果是通过“显示”模块显示的，其显示内容是传感器的检测值，所以要熟悉不同传感器的检测值的表达和意义。 教学补充 本课创作天地的参考程序与第10课中机器人绕月中的“入轨绕月”子程序类似。本课
一、填空题（每题3分） 1、传感器静态性是指 传感器在被测量的各个值处于稳定状态时 ，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性。 2、静态特性指标其中的线性度的定义是指 。 3、静态特性指标其中的灵敏度的定义是指 。 4、静态特性指标其中的精度等级的定义式是 传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数 ，即A ＝ΔA/Y FS ＊100％。 5、最小检测量和分辨力的表达式是 。 6、我们把 叫传感器的迟滞。 7、传感器是重复性的物理含意是 。 8、传感器是零点漂移是指 。 9、传感器是温度漂移是指 。 10、 传感器对随时间变化的输入量的响应特性 叫传感器动态性。 11、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有 时间常数 。 12、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有 固有频率 、阻尼比。 13、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有 固有频率、 阻尼比。 14、传感器确定拟合直线有 切线法、端基法和最小二乘法 3种方法。 15、传感器确定拟合直线切线法是将 过实验曲线上的初始点的切线作为按惯例直线的方法 。 16、传感器确定拟合直线端基法是将 把传感器校准数据的零点输出的平均值a 0和滿量程输出的平均值b 0连成直线a 0b 0作为传感器特性的拟合直线 。 17、传感器确定拟合直线最小二乘法是 用最小二乘法确定拟合直线的截距和斜率从而确定拟全直线方程的方法 。 25、传感器的传递函数的定义是 H(S)=Y(S)/X(S) 。 29、幅频特性是指 传递函数的幅值随被测频率的变化规律 。 Y K X ?= ?CN M K =max max 100%100%H H F S F S H H Y Y δδ????=±?=±?2或23100%K F S Y δδδ?-=± ????0F S 100% Y Y 零漂＝max 100%F S T Y ???? max *100% L F S Y Y σ??=±
一、无线传感器网络的概述 1、无线传感器网络定义，无线传感器网络三要素，无线传感器网络的任务，无线传感器网 络的体系结构示意图，组成部分（P1-2） 定义：无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）是由部署在监测区域内大量的成本很低、微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息，并发送给观察者或者用户 另一种定义：无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户 三要素：传感器，感知对象和观察者 任务：利用传感器节点来监测节点周围的环境，收集相关的数据，然后通过无线收发装置采用多跳路由的方式将数据发送给汇聚节点，再通过汇聚节点将数据传送到用户端，从而达到对目标区域的监测 体系结构示意图： 组成部分：传感器节点、汇聚节点、网关节点和基站 2、无线传感器网络的特点（P2-4） （1）大规模性且具有自适应性 （2）无中心和自组织 （3）网络动态性强 （4）以数据为中心的网络 （5）应用相关性 3、无线传感器网络节点的硬件组成结构（P4-6） 无线传感器节点的硬件部分一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成。
4、常见的无线传感器节点产品，几种Crossbow公司的Mica系列节点（Mica2、 Telosb） 的硬件组成（P6） 5、无线传感器网络的协议栈体系结构（P7） 1.各层协议的功能 应用层：主要任务是获取数据并进行初步处理，包括一系列基于监测任务的应用层软件 传输层：负责数据流的传输控制 网络层：主要负责路由生成与路由选择 数据链路层：负责数据成帧，帧检测，媒体访问和差错控制 物理层：实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能 2.管理平台的功能 （1）能量管理平台管理传感器节点如何使用能源。 （2）移动管理平台检测并注册传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路由，使得传感器节点能够动态跟踪邻居的位置。 （3）任务管理平台在一个给定的区域内平衡和调度监测任务。 6、无线传感器网络的应用领域（P8-9） （1）军事应用 （2）智能农业和环境监测 （3）医疗健康 （4）紧急和临时场合 （5）家庭应用 （6）空间探索
轮胎实车测试配套设备介绍 试车场中试验道路是实际存在的各种各样的道路经过集中、浓缩、不失真的强化并典型化的道路，由于测试条件相对稳定，能够得到再现性良好的数据。同时试车场是相对安全及干扰较少的环境，可以进行车辆及轮胎的极限测试。汽车及轮胎在试车场进行实车测试比在实验室或一般行驶条件下的试验更严格、更科学、更迅速、更实际。这些方面的优势让汽车及轮胎厂愈加重视及依赖在试车场进行实车测试。由于各汽车试验场地主要面向汽车整车厂，目前国内大型轮胎厂也逐步开始建立自己的试车场，本文就进行轮胎实车测试所需配备的部分仪器设备做简单介绍。 一轮胎牵引力试验机Dynatest995 轮胎牵引力试验机Dynatest995是由美国Dynatest设计生产，是试车场测试道μ值与轮胎μ-s值测试 设备。Dynatest995包含一辆装置各 项量测仪器的车辆及跟随的拖车。 传感器使用Dynatest的双轴向力传 感器量测垂直荷重力及水平力牵引 力。Dynatest995符合所有的标准 包含ASTM-E274、ASTM-F408、ECE R117Wet Grip及EU228Wet Grip。全球各试验场皆采用此套设备。
二VBOX VBOX是车辆感测系统总成，VBOX所包含的子系统包含方向盘角度及扭力计、踏力计、踏力显示器、煞车变位计、角度扭力显示器、陀螺仪、加速规、对地速度计、携带小型信号撷取器、减速度计等，可依照客户需求选配。 三自动驾驶系统 这套系统最初用于车辆的撞击测试等比较危险的测试项目，由自动机械手臂控制方向盘、变速箱、油门及剎车。而在轮胎方面，与VBOX或六分力搭配测试，在测试相同规格或是相同规格更改结构或
整车疲劳耐久性能开发2019年
耐久性能开发意义 在整车开发前期或后期，通过CAE仿真和试验验证手段降低结构失效的风险，或解决已经出现失效问题，保证达到整车质保要求。 结构耐久性能改进 结构的耐久性能是制约结构轻量化的关键指标，只有精准地评估整车结构 的耐久性能，才能更科学地实现结构轻量化目标。 结构轻量化设计
耐久性能整体解决方案 基于实测载荷谱的耐久性能开发主要过程包括：载荷谱处理后，通过多体动力学模型将轮心载荷分解到底盘各个接附点，进行有限元疲劳强度仿真及优化；以及载荷工况的等效、仿真和试验的精度对比。 载荷分解 结构疲劳性能仿真 载荷谱 结构静强度性能仿真 试验场/台架可靠性试验 仿真与试验对标
耐久性能开发目录 1、载荷谱采集 ?2.1 技术路线?2.2 分析体系及规范?2.3 试验标定?2.4 试验对标?2.5 疲劳分析 2、CAE分析 3、试验验证 4、规范制定 5、虚拟试验场 开发 ?3.1 材料寿命曲线测试 ?3.2 疲劳台架试验 ?4.1 用户关联?4.2 试验场关联?4.3 台架关联 ?5.1 几何谱采集?5.2 路面构建?5.3 轮胎辨识?5.4项目案例 ?1.1 采集设备?1.2 零部件标定?1.3 关键传感器?1.4 采集记录?1.5 数据后处理?1.6 商用车载荷采集?1.7 商用车案例 A B C D E
1 、载荷谱采集 乘用/商用车车轮 六分力传感器 位移传感器 数据采集系统 加速度传感器 无线/轴端信号传输 GPS接收器 力矩方向盘陀螺仪摄像仪 乘用/商用车三 向力传感器 1.1 采集设备
实验5.10 光敏传感器的基本特性与应用研究 凡是能将光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接由光强度变化引起的非电量，如光强、光照度等；也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。 光敏传感器的物理基础是光电效应，光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。在光辐射作用下电子逸出材料的表面，产生光电子发射称为外光电效应，或光电子发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。电子并不逸出材料表面的则是内光电效应（包括光电导效应、光生伏特效应）。也即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。几乎大多数光电控制应用的传感器都是基于内光电效应的器件，通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。 本实验主要是研究光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管等光敏传感器的伏安特性和光照特性，及两个具体应用电路。 1.光敏传感器的基本特性 光敏传感器的基本特性包括：伏安特性、光照特性、光谱特性、温度特性、频率特性、暗电阻、亮电阻、响应时间等。掌握光敏传感器基本特性的测量方法，为合理应用光敏传感器打好基础。 伏安特性：光敏传感器在一定的入射光照度下，光敏元件的电流I与所加电压U之间的关系称为光敏器件的伏安特性。改变照度则可以得到一簇伏安特性曲线。它是传感器应用设计时的重要依据。 光照特性：光敏传感器的光谱灵敏度与入射光强之间的关系称为光照特性，有时光敏传感器的输出电压或电流与入射光强之间的关系也称为光照特性，光照特性是光敏传感器应用设计时选择参数的重要依据之一。 2.光敏传感器的应用 运用掌握了其基本特性的光敏传感器设计两个应用电路，如测光强电路、光传输电路等，并用面包板装调该电路，检验所设计电路的功能。 3.这是一组综合性设计性实验，可由下列分项实验组成。 （1）光敏电阻的基本特性测量与研究。 （2）硅光电池的基本特性测量与研究。 （3）在接线板上组装光敏电阻与光电池的应用电路，并给予解释。 参考文献： 1、康华光电子技术基础模拟部分（第五版）[M] 北京. 高教出版社2006、1 2、孙运旺传感器技术与应用[M] 杭州浙江大学出版社2006、9 3、孙健民传感器技术[M] 北京清华大学出版社北京交通大学出版社2005、10 4、陈振官陈宏威等光电子电路及制作实例[M] 北京国防工业出版社2006、1
传感器具有精度高、稳定好、低功耗等优良性能。 数据采集终端使用zigbee无线传感技术；采用模块化设计，可以定时休眠和唤醒，可同时滚存数百组数据。 信息数据传输采用2.4G频IEEE802.15.4传输协议完成区域自动智能组网传输，采用GPRS完成超远距传输和互联网对接传输。 管理接收主控具有USB口或串口接收环境信息数据，可以增加传感器和扩展储存。 智能控制器采用模块化设计，具有与主控数据和人机交互功能，采用嵌入式软件完成对设备的智能化管理。 主要技术指标： 传感器具有防水、抗凝、精确度高、稳定性好、寿命长、适合野外使用等优良性能。 数据采集终端使用嵌入式操作系统及无线通信收发模块集成，采用模块化设计易扩展，适应多种类型传感器，可以定时休眠和唤醒，可同时滚存数百组数据。信息数据传输采用2.4G频IEEE802.15.4传输协议完成区域自动智能组网传输，采用GPRS完成超远距传输和互联网对接传输。 能源配置有电池、太阳能和电网等多种能源支持方式。 管理接收主控具有USB口或串口接收环境信息数据，可以扩展终端机和传感器，可以增加和修改传感器公式，可以支持多品种传感器，具有网络接口可以进行互联网应用，可以数据导出，有显示接口可以接液晶显示屏，有硬盘扩展接口可以增加存储容量，有大型数据库系统可以存储和管理大流量数据。 智能控制器采用模块化设计，具有与主控数据交互功能，能完成多通道、多类型设备的管理和控制，具有人机交互功能，能完成人工控制管理，具有安全工作保障功能，使用嵌入式软件完成可选、可修订的多阶段控制系统。 传感器性能指标 灵敏度：指沿着传感器测量轴方向对单位振动量输入x 可获得的电压信号输出值u，即s=u/x。与灵敏 度相关的一个指标是分辨率，这是指输出电压变化量△u 可加辨认的最小机械振动输入变化量△x 的大小。 为了测量出微小的振动变化，传感器应有较高的灵敏度。 使用频率范围：指灵敏度随频率而变化的量值不超出给定误差的频率区间。其两端分别为频率下限和 上限。为了测量静态机械量，传感器应具有零频率响应特性。传感器的使用频率范围，除和传感器本身的 频率响应特性有关外，还和传感器安装条件有关（主要影响频率上限）。