阵列磁钢阵列传感器信号检测电路设计(2)

菜单

4.4.3 优化布线和丝印 24

4.4.4 网络和DRC检查 24

4.4.5 PCB板介绍 24

4.4.6 PCB板调试 25

5 系统软件设计 30

5.1传感器信号的数据采集 30

结论 32

参考文献 33

致谢 34

1 绪论

1.1 选题背景及意义

随着科学技术的不断发展，传感器信号检测技术已经变成了机电一体化系统中不可缺少的一部分。检测系统的性能好坏在很大程度上受到传感器信号检测技术水平高低的影响。不仅仅在基础科学领域是这样，就是在工程技术领域，传感器信号检测技术也同等重要。本文就是基于磁场特征与特殊传感器布置实现霍尔传感器的信号采集过程，为后面具体地通过精密空间磁场简化模型，探索了基于信息融合方法的六自由度位移非实时解算算法，以及基于磁场特征与特殊传感器布置利于硬件实现的实时测量解算方法的研究做铺垫。可以说如果没有传感器信号检测技术，那么支撑现代文明的科学技术，就很难有发展的空间。

1.2 本课题研究现状

目前对于传感器信号的调理，采集和处理可通过高集成芯片来实现。最典型的应用就是利用传感系统来捕获模拟信号，而后将模拟信号转换为数字信号，再将数字信号传送到一个主机系统中作其他方面的处理。信号检测系统有相当高的集成度，单片就可以完成信号的放大、滤波，模数转换等功能，同时还能实现一个单线协议，直接可以同高档计算机通讯，不需要再去设计单片机的接口电路。国外调理技术就是在高集成芯片内完成传感器信号处理，芯片集调理、A/D 转换、数据采集等功能于一体，容易完成对环境参数的控制与监测，具有模块化、集成度高、通用性高、处理速度快、适应性强等特点。

2 理论基础

2.1 传感器的基本特性及评价指标

2.1.1 量程及测量范围

量程是指传感器测量范围内的上下线的差值，而测量范围是指在允许误差内，被测量值的范围。一般而言，在不引起传感器规定性指标改变的情况下，允许超过其测量范围的能力称为过载能力。常用允许超过上下限的被测量值与量程的百分比来表示。

2.1.2 灵敏度

灵敏度是指输出增量Δy 与引起该增量的相应输入增量Δx 的比值，它是传感器静态特性的一个重要指标。它表示单位输入量的变化从而导致传感器输出量的变化，显然，灵敏度K 值越大，传感器的就越灵敏。

2.1.3 线性度

线性度是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。在很多应用场合，都要求传感器的输入/输出特性是线性的。但由于种种原因，实际上的传感器总是具有不同程度的非线性，如果按照线性来处理和分析会带来非线性误差，反映非线性误差的程度就是线性度。线性范围越宽，那么传感器的工作量程越大且工作在线性区。

2.1.4 重复性

重复性是指在同一工作条件下，对同一个被测量量进行多次连续测量所得到结果之间相差的程度。所得到的结果之间越接近，则说明该传感器的重复性就越好。

2.1.5 稳定性

稳定性是指传感器在较长的时间内保持其特性参数不发生变化的能力，在理想状态下，无论何时传感器的性能参数都不会变化，然而在实际中传感器的性能参数会随时间的变化而变化。传感器的稳定性是通过传感器的实际输出与起始标定时输出的差异来表示的。传感器的稳定性主要受环境和时间的影响，因此为了保证传感器的稳定性，在选择需要的传感器前，应该对该传感器所适合的工作环境进行调研，便于选择较合适的传感器类型。