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传感器：第十章智能传感技术智能传感技术<i>传感器</i>把具有一种或多种功能，把具有一种或多种功能，能够完成信号探测和处理、逻辑判断、双向通信、自检、自校、自补偿、处理、逻辑判断、双向通信、自检、自校、自补偿、自诊断和计算等全部功能的器件称为智能传感器。
自诊断和计算等全部功能的器件称为智能传感器。
主要特点有：主要特点有：(1) 高精度；高精度；(2) 多功能；多功能；(3)自适应能力强；(3)自适应能力强自适应能力强；(4) 高可靠性、高稳定性；高可靠性、高稳定性；(5) 超小型化、微型化、微功耗。
超小型化、微型化、微功耗。
<i>传感器</i>10.1 智能传感器的体系结构与功能实现一、智能传感器的体系结构(一)非集成化结构将传统的传感器、将传统的传感器、信号调理电路及带数字接口的微处理器组合为一个整体。
微处理器组合为一个整体。
<i>传感器</i>(二)集成化结构采用微电子机械加工技术和集成电路工艺技术，采用微电子机械加工技术和集成电路工艺技术，将传感器、信号调理电路、将传感器、信号调理电路、微处理器单元集成到一个硅片上构成。
硅片上构成。
<i>传感器</i>集成化智能传感器具有以下特点：集成化智能传感器具有以下特点： 1.微型化 2.结构一体化 3.精度高 4.多功能 5.阵列式 6.全数字化使用方便、7.使用方便、操作简单<i>传感器</i>(三)混合实现将系统各个集成化环节，如敏感单元、将系统各个集成化环节，如敏感单元、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口，电路、微处理器单元、数字总线接口，以不同的组合方式集成在一块或多块芯片上，并封装在一起。
方式集成在一块或多块芯片上，并封装在一起。
参见下图。
参见下图。
<i>传感器</i><i>传感器</i>二、智能传感器功能的实现(一)非线性校正造成传感器非线性原因主要有两个方面：造成传感器非线性原因主要有两个方面：传感器转换原理是非线性的；信号调理电路是非传感器转换原理是非线性的；线性的；线性的；与传统的传感器相比智能传感器采用了不同非线性校正方法。
传感器：（广义）传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
（狭义）能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
（国家标准）能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
静态特性重要指标：线性度、迟滞、重复性、精度、灵敏度、阈值、分辨力和漂移。
线性度：通常,测出的输出-输入校准曲线与某一选定拟合直线不吻合的程度,重复性：重复性表示传感器在同一工作条件下,被测输入量按同一方向做全程连续多次重复测量时,所得输出值（所得校准曲线）的一致程度。
迟滞表明传感器在正（输入量增大）、反（输入量减小）行程期间,输出-输入曲线不重合的程度。
精度是反映系统误差和随机误差的综合误差指标。
灵敏度是传感器输出量增量与被测输入量增量之比,用k来表示。
阈值：当一个传感器的输入从零开始极缓慢地增加时,只有在达到了某一最小值后才测得出输出变化,这个最小值就称为传感器的阈值。
分辨力是指当一个传感器的输入从非零的任意值缓慢地增加时,只有在超过某一输入增量后输出才显示有变化,这个输入增量称为传感器的分辨力。
漂移量的大小是表征传感器稳定性的重要性能指标。
热释电效应:当一些晶体受热时,在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷,这种由于热变化而产生的电极化现象,称为热释电效应灵敏系数（k）：灵敏系数k是应变片的重要参数。
k值误差的大小也是衡量应变片质量的重要标志。
机械滞后（Z j）：对于已安装在试件表面的应变片,在温度恒定时,增加或减少机械应变过程中,在同一机械应变量的作用下指示应变的差数,称为应变片的机械滞后零点漂移（P）：对于已安装的应变片,在温度恒定和试件不受应力作用的条件下,指示应变随时间的变化数值通常简称为零漂。
蠕变（θ）：对于已安装的应变片,在承受恒定的真实应变情况下,温度恒定时指示应变随时间的变化数值称为蠕变。
应变极限（εlim）：对于已安装的应变片,在温度恒定时,指示应变和真实应变的相对误差不超过规定数值时的真实应变值称为应变极限霍尔效应：半导体薄片,若在它的两端通以控制电流I,在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场,则在薄片的另两侧面会产生与I和B的乘积成比例的电动势U H（霍尔电势或称霍尔电压）。
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适用范围：本文适用于配有TMM远程管理模块的如下机型：ThinkServer RD330ThinkServer RD430ThinkServer RD530ThinkServer RD630ThinkServer RD540ThinkServer RD640目录适用范围： (3)一、LIM服务器硬件监控说明 (5)二、配置TMM远程带外管理模块 (5)三、配置服务器硬件SNMPTrap监控 (9)一、LIM服务器硬件监控说明LIM服务器硬件监控通过IPMI协议来获取传感器信息、SEL日志和资产信息，并进行远程控制。
因此需要被监控服务器配备TMM远程管理模块并正确配置。
二、配置TMM远程带外管理模块1.启动时按F1进入SETUP配置界面2.移动光标进入“Server Management”标签下的“BMC network configuration”3.“BMC Lan Share Setting”选项选择“Dedicated”（推荐）4.”Configuration Address Source”选项选择“Static”5.“Station IP address”、“Subnet mask”、“Default Gateway address”此三项内容根据具体环境填写6.配置完成后，移动光标进入“Save&Exit”标签，选择“Save Changes and Exit”选项，选择“Yes“退出，完成BMC远程带外管理模块的配置三、配置服务器硬件SNMPTrap监控1.通过浏览器打开第一步配置好的TMM管理地址2.输入用户名密码（默认用户名：lenovo 默认密码：lenovo）登录，进入TMM管理界面3.点击“平台事件“，勾选”启用全局报警“，勾选所有”生成PET“（推荐），最后点击”应用修改“10LIMv3系列文档:ThinkServer TMM模块配置手册4.点击“陷阱设置“，在”IPv4目标列表“中填写”IPv4地址“并勾选”启用“，最后点击”应用更改“5.保存后，可以选择”发送测试陷阱”来测试SNMPTrap功能是否正常可用。
差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能实验与研究摘要：为了更好的理解差动传感器的原理和特性，观察差动螺线管式（自感式）传感器的位移性能，进行了关于此差动传感器的研究与实验，并得出了自感式动态特性曲线。
关键词：传感器，自感，实验，动态特性正文：为了更好的了解差动螺管式电感传感器振动时幅频性能和工作情况，解差动差动螺管式传感器振动时幅频性能，握差动螺管式电感传感器静态位移测量和动态振幅测量的方法。
我们进行了如下实验。
随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石化、轻工、技术监督与测试等技术领域，而且也正逐步引入人们的日常生活中去。
可以说，测试技术与自动控制水平的高低，是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。
在测试系统中，被作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
在有些学科领域, 传感器又称为敏感元件、检测器、转换器等。
这些不同提法, 反映了在不同的技术领域中, 只是根据器件用途对同一类型的器件使用着不同的技术术语而已。
如在电子技术领域, 常把能感受信号的电子元件称为敏感元件, 如热敏元件、磁敏元件、光敏元件及气敏元件等, 在超声波技术中则强调的是能量的转换, 如压电式换能器。
这些提法在含义上有些狭窄, 而传感器一词是使用最为广泛而概括的用语。
传感器的输出信号通常是电量, 它便于传输、转换、处理、显示等。
电量有很多形式, 如电压、电流、电容、电阻等, 输出信号的形式由传感器的原理确定。
通常传感器由敏感元件和转换元件组成。
其中, 敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分; 转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调理与转换电路对其进行放大、运算调制等。
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用, 传感器的信号调理与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。
此外, 信号调理转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源, 因此, 信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
传感器组成框图如图1 所示。
图1 # 传感器组成框图传感器技术是一门知识密集型技术, 它与许多学科有关。
传感器的原理各种各样，其种类十分繁多, 分类方法也很多, 但目前一般采用两种分类方法: 一是按被测参数分类, 如温度压力、位移、速度等; 二是按传感器的工作原理分类, 如应变式、电容式、压电式、磁电式等。
本书是按后一种分类方法来介绍各种传感器的, 而传感器的工程应用则是根据工程参数进行叙述的。
对于初学者和应用传感器的工程技术人来说, 应先从工作原理出发, 了解各种各样传感器,而对工程上的被测参数应着重于如何合理选择和使用传感器。
实验仪器差动螺管式传感器、频率振荡器、电桥模块、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、直流恒压源、示波器、频率计、九孔板接口平台和传感器实验台一。
1.差动变压器量程:≥5mm；直流电阻：5Ω～10Ω；由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体。
2.差动放大器：通频带0～10kHz可接成同相、反相，差动结构，增益为1～100 倍的直流放大器。
3.移相器：允许最大输入电压10VP-P，移相范围≥±20º。
4.相敏检波器：可检波电压频率0～10kHz，允许最大输入电压10VP-P，由极性反转整形电路与电子开关构成的检波电路。
5.低通滤波器：由50Hz陷波器和RC滤波器组成，转折频率35Hz左右。
6.音频振荡器：0.4KHz～10KHz输出连续可调，VP-P值20V，180°、0°反相输出，Lv端最大功率输出电流0.5A。
7.低频振荡器：1～30Hz输出连续可调，VP-P值20V，最大输出电流0.5A。
8.直流恒压源DH-VC2部分：直流±15V，主要提供给各芯片电源；±2V、±4V、±6V分三档输出，提供给实验时的直流激励源；0～12V：Max 1A作为电机电源或作其它电源。
实验原理螺线管式差动变压器１. 工作原理螺线管式差变传感器主要用于测量位移和尺寸，也能测量与位移有关的的非电参数，如力，压力，应变，振动，力矩等，传感器输入输出线性好，测量范围大，可测量几至几百微米的位移，非线性误差可小于0.05%，分辨力可达纳米级，在机械，电子，国防，控制等领域得到了广泛应用。
1-螺线管线圈Ⅰ；2-螺线管线圈Ⅱ；3-骨架；4-活动铁芯]L10，L20——分别为线圈Ⅰ、Ⅱ的初始电感值；当铁芯移动（如右移）后，使右边电感值增加，左边电感值减小根据以上两式，可以求得每只线圈的灵敏度为两只线圈的灵敏度大小相等，符号相反，具有差动特征。
两式可简化为零点残余电压的产生和消除螺线管式差变传感器主要是由两个螺线圈和活动衔铁组成，当活动衔铁处于中间平衡位置时，理论上输出电压值应为零，实际上不为零，这个不为零的值称为零点残余电压。
零点残余电压的存在使得实际输出特性和理论特性不一致，使得传感器在零点附近存在不灵敏区，分析率变差，引起非线性误差，在实际应用差变时，必须采取相应措施消除或减小零点残压。
零点残余电压产生的原因（1）由于两个二次测量线圈的等效参数不对称，使其输出的基波感应电动势的幅值和相位不同，调整磁芯位置时，也不能达到幅值和相位同时相同。
（2）由于铁芯的B-H特性的非线性，产生高次谐波不同，不能互相抵消。
减小零点残余电压措施：（1）在设计和工艺上，力求做到磁路对称，线圈对称。
铁芯材料要均匀，要经过热处理去除机械应力和改善磁性。
两个二次侧线圈窗口要一致，两线圈绕制要均匀一致。
一次侧线圈绕制也要均匀。
（2）采用拆圈的实验方法来减小零点残余电压。
其思路是，由于两个二次侧线圈的等效参数不相等，用拆圈的方法，使两者等效参数相等。
(3)要保证差变输入输出的线性特性，并消除零点残压，应尽量减少磁滞损失，涡流损失，减少空气隙中的磁通，选取饱和磁感应强度高，导磁性能好的材料。
（4）可采用磁导率，矩行系数，电阻率高的非晶态铁基软磁合金做导磁的外壳，做好电磁屏蔽。
（5）在电路上进行补偿。
线路补偿主要有：加串联电阻，加并联电容，加反馈电阻或反馈电容等。
（6）采用相敏检波电路旋钮初始位置：LV输出幅度为峰峰值2V，差动放大器的增益旋钮旋至中间，频率计置于2KHz档，低频振荡器的幅度旋钮置于最小。
注意事项：1、频率振荡器的信号必须从LV输出端输出。
2、差动螺管式电感的次级线圈注意接法。
3、实验中，电桥平衡网络的电位器W1和W2的调整，是配调的。
4、实验中，为了便于观察，需要调整示波器的灵敏度。
5、振动台振动时的幅度可尽量大，但以与周围各部件不发生碰擦为宜，以免产生非正弦振动。
实验步骤：1、将铁芯连接件固定在振动盘上，调整连接件使铁芯到差动线圈的中间位置，后将差动放大器调零，再按图13接线；2、打开直流恒压源；3、调整电桥平衡网络的电位器W1和W2，使差动放大器的输出端输出的信号最小，这时差动放大器的增益旋钮旋至最大。
（如果电桥平衡网络调整不过零，则需要调整电感中铁芯上下的位置）4、为了使相敏检波器输出端的两个半波的基准一致，可调节差动放大器的调零电位器。
将低频振荡器输出接入激振；5、调节低频振荡器的频率旋钮、幅度旋钮固定至某一位置，使梁产生上下振动；6、调整移相器上的移相电位器，使得相敏检波器输出端的波形如图14所示；7、将示波器探头换接至低通滤波器的输出端；8、调节低频振荡器的频率，用频率计监测低频振荡器的输出频率，用示波器读出峰峰值填入下表，并作幅频特性曲线，关闭直流恒压源。
数据图像分析与结论：根据理论预测，所得第二组数据存在一定的误差，图像应该是一个弧形。
但根据图像，可以大致的看出，频率对放大的影响，在10Hz左右取得最大。
从上图可知，振动的频率太大或者太小对传感器的特性都是有影响的，所以在实际的生产应用中应该根据实际情况，制造合适的传感器，可以更好的减小误差。
参考文献《差动变压器式电感传感器的性能测试》《传感器原理及应用基础》.理学院物理教研室.《传感器电路分析与设计》.武汉大学出版社.李道华,李玲,朱艳编.黄河科技学院2010-2011学年第一学期期末考试《大学生信息检索概论》课程模拟测试一、填空题1、文献的级次分为_____、_____ 、_____ 、_____。
检索工具属于_____次文献、参考工具书属于____次文献。
2、《中图法》有____个基本部类，分别是_____、_____、______、______、和______，在此基础上又划分为______个大类。
3、根据《中国图书馆分类法》：经济学类图书应分到 (一级)类目中；计算机方面的图书应分到______（二级）类目中。
4、按内容可将计算机检索系统的数据库类型分为：文献书目型数据库、、和。
5、我国标准分为国家标准、______ 、________。
6、美国《工程索引》简称，美国《化学文摘》简称。
二、名词解释题1、图书馆2、文献3、主题词4、二次文献5、引文语言6、关键词三、下列按“检索工具”和“参考工具书”归类全国报刊索引；国家标准；机械工业年鉴；械加工专题目录；工商企业名录；新华字典；技术手册；计算机应用文摘；少儿百科全书；现代汉语词典；四、说出下列文献种类并解释含义1、ISBN 7-80038-537-X2、ISSN 1002-83313、CN 11-00584、ISO 3921—19765、GB 8566-88五、简述题1、简单说说文献的十大出版类型。
2、说出本校图书馆5个数据库的名称及文献类型。
3、通过本课程的学习，你有哪些收获和体会？。
