馬衛(wèi)民

【摘 要】 高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)以其高集成化的系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了集數(shù)據(jù)收集、處理、通信、控制四位于一身，其明顯優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)的特性，使其在測控界具有廣泛的應(yīng)用。本文筆者對高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)作了詳細(xì)介紹，從系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計三個方面對其系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行剖析。

【關(guān)鍵詞】 智能力敏傳感器 測控系統(tǒng) 工作原理 電路設(shè)計

隨著時代的進(jìn)步以及對知識和技能不斷地探索，在測控領(lǐng)域，高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)因其高精度、易于操作、使用方便等優(yōu)良特性，必將使傳統(tǒng)的力敏測控系統(tǒng)為市場所淘汰。因此，詳細(xì)了解高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)的組成及工作原理，不斷更新其設(shè)計，使其更貼合地滿足市場的需求，對提高測控領(lǐng)域乃至整個自動化領(lǐng)域的發(fā)展速度具有重大的意義。

1 高精度智能力敏傳感器的設(shè)計流程及運行模式

1.1 高精度智能力敏傳感器的設(shè)計流程

力敏傳感器在組成結(jié)構(gòu)上可分為五部分，依次為力敏感應(yīng)器、信號轉(zhuǎn)化分析儀、轉(zhuǎn)化器、信號輸出端、數(shù)據(jù)分析測試儀。力敏傳感器作為信源設(shè)備采集信息，將采集到的感應(yīng)單元傳輸至信號轉(zhuǎn)化分析儀，信號轉(zhuǎn)化分析儀根據(jù)信源設(shè)備傳輸?shù)碾娦盘枌⑵滢D(zhuǎn)化為不同的波形，在轉(zhuǎn)化過程中需要對傳輸?shù)牟ㄐ涡盘栠M(jìn)行抽樣、量化以及編碼，在抽樣時需要對傳輸信號波形的間隔頻率進(jìn)行抽取，抽取信號的頻率為8000Hz。量化階段是將有限連續(xù)的波形信號轉(zhuǎn)化為離散無限的波形信號，將傳輸?shù)恼麠l波形分割成多段的離散波形。編碼便是對離散的波形信號就行有序的排列，按照不同的編碼方式進(jìn)行劃分，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號為110010101110時，每四個數(shù)字信息為一組進(jìn)行編碼，最后編出的數(shù)據(jù)信息為12，10，14，這種編碼技術(shù)能夠減少空間信道的冗余。信號輸出端便是將轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)信號過渡至接收設(shè)備的轉(zhuǎn)化途徑。

1.2 高精度智能力敏傳感器的運行模式

力敏感應(yīng)器作為信源設(shè)備主要采集戶外的壓力信息，感應(yīng)探頭內(nèi)部具有感應(yīng)壓力的傳感裝置，感應(yīng)探頭根據(jù)P=F/S測控原理，分析信源設(shè)備位置處的壓力大小。然后將采集到的信息傳輸至信號轉(zhuǎn)化分析儀中，分析儀根據(jù)傳感力的大小，自動調(diào)節(jié)傳輸波形的幅值和頻率，當(dāng)傳輸波形中出現(xiàn)平行于X軸時，說明此時傳感裝置不受外界壓力的作用，處于空閑狀態(tài)。

2 高精度智能力敏傳感器硬件電路分布圖

智能力敏傳感器的測控硬件可大致設(shè)計四個板塊（圖1），按照其工作的先后次序，依次是電源輸入部分、力敏傳感器處理部分、微型處理器部分以及數(shù)字信號輸出部分。其中第三部分是整個硬件系統(tǒng)的核心模塊，其余部分則可作為輔助模塊，但同樣不可或缺。例如第一部分電源輸入主要負(fù)責(zé)為整套電路部分供電，接下來的第二部分用于處理來自外界的力學(xué)物理量，使其通過力敏傳感器的作用，轉(zhuǎn)化為易于傳輸?shù)碾娦盘?，進(jìn)而傳輸?shù)较乱荒K，而第四部分則是把處理好的數(shù)字信號向外界輸出，從而完成不同量之間的連接，實現(xiàn)跨界通信。

目前大部分微處理器模塊應(yīng)時代的發(fā)展，已經(jīng)不單單局限于微處理器單元，而是發(fā)展成為一個集數(shù)據(jù)收集與整體控制于一身的分布式系統(tǒng)，這一進(jìn)步主要歸功于串行通信接口的投入使用。該微處理器系統(tǒng)功能的實現(xiàn)依靠于PC機(jī)、微處理器單元以及各種控制器等設(shè)備，這些設(shè)備采用串行通信接口連接，采用驅(qū)動芯片驅(qū)動，獨具穩(wěn)定、重復(fù)等優(yōu)良特點。

3 智能力敏傳感器的測控軟件模型分析

3.1 智能力敏傳感器測控系統(tǒng)主程序劃分模式

依據(jù)軟件設(shè)計的普遍性，系統(tǒng)軟件主程序的流程為：先初始化系統(tǒng)的微處理器及各種轉(zhuǎn)換器。接著對A/D轉(zhuǎn)換器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。然后是智能力敏傳感器的補(bǔ)償，分別為溫度補(bǔ)償和非線性補(bǔ)償，其先后次序是先實行非線性補(bǔ)償，再讀取儀器的溫度示數(shù)，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。下一步是結(jié)束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，顯示壓力值，電流輸出。至此一次循環(huán)結(jié)束，繼續(xù)工作還需進(jìn)入下一循環(huán)，自此不斷循環(huán)下去。

3.2 智能力敏傳感器測控關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)指標(biāo)

智能力敏傳感器測控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)有9項指標(biāo)，大致狀況如表1。

3.3 智能力敏傳感器測控數(shù)據(jù)處理曲線分析

計算機(jī)按照相應(yīng)的程序?qū)ο鄳?yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，作出直觀的數(shù)據(jù)處理曲線，整理出數(shù)據(jù)報表，傳輸?shù)诫娮悠聊簧?，以方便人員操作。

4 結(jié)語

綜上易知，一個完備的高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)，既要擁有強(qiáng)大的硬件系統(tǒng)和與之相輔相成的軟件系統(tǒng)，還要考慮到使用者的因素，使數(shù)據(jù)可以直觀的反映在電子屏幕上，方便用戶進(jìn)行一系列可視化操作，以增強(qiáng)其實用性。另外，因智能傳感器具有智能化、制作成本低、所占空間小、反應(yīng)速度快的特點，并且硬件與軟件之間相互協(xié)作，事半功倍，故其在測控領(lǐng)域這一大家庭中，占據(jù)著重要的角色。隨著世界科技逐步向自動化、智能化方向發(fā)展，未來可以預(yù)測智能傳感器必將成為炙手可熱的一大產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉彬，李志騫，王娜.RS—232C通信口的研究[J].微電子技術(shù)，2003，4：43—45.

[2]尹海濤，王保國.全釩氧化還原劉電池全自動化只能監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計[J].實驗技術(shù)與管理，2006，23（2）：35—47.endprint

【摘 要】 高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)以其高集成化的系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了集數(shù)據(jù)收集、處理、通信、控制四位于一身，其明顯優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)的特性，使其在測控界具有廣泛的應(yīng)用。本文筆者對高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)作了詳細(xì)介紹，從系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計三個方面對其系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行剖析。

【關(guān)鍵詞】 智能力敏傳感器 測控系統(tǒng) 工作原理 電路設(shè)計

隨著時代的進(jìn)步以及對知識和技能不斷地探索，在測控領(lǐng)域，高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)因其高精度、易于操作、使用方便等優(yōu)良特性，必將使傳統(tǒng)的力敏測控系統(tǒng)為市場所淘汰。因此，詳細(xì)了解高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)的組成及工作原理，不斷更新其設(shè)計，使其更貼合地滿足市場的需求，對提高測控領(lǐng)域乃至整個自動化領(lǐng)域的發(fā)展速度具有重大的意義。

1 高精度智能力敏傳感器的設(shè)計流程及運行模式

1.1 高精度智能力敏傳感器的設(shè)計流程

力敏傳感器在組成結(jié)構(gòu)上可分為五部分，依次為力敏感應(yīng)器、信號轉(zhuǎn)化分析儀、轉(zhuǎn)化器、信號輸出端、數(shù)據(jù)分析測試儀。力敏傳感器作為信源設(shè)備采集信息，將采集到的感應(yīng)單元傳輸至信號轉(zhuǎn)化分析儀，信號轉(zhuǎn)化分析儀根據(jù)信源設(shè)備傳輸?shù)碾娦盘枌⑵滢D(zhuǎn)化為不同的波形，在轉(zhuǎn)化過程中需要對傳輸?shù)牟ㄐ涡盘栠M(jìn)行抽樣、量化以及編碼，在抽樣時需要對傳輸信號波形的間隔頻率進(jìn)行抽取，抽取信號的頻率為8000Hz。量化階段是將有限連續(xù)的波形信號轉(zhuǎn)化為離散無限的波形信號，將傳輸?shù)恼麠l波形分割成多段的離散波形。編碼便是對離散的波形信號就行有序的排列，按照不同的編碼方式進(jìn)行劃分，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號為110010101110時，每四個數(shù)字信息為一組進(jìn)行編碼，最后編出的數(shù)據(jù)信息為12，10，14，這種編碼技術(shù)能夠減少空間信道的冗余。信號輸出端便是將轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)信號過渡至接收設(shè)備的轉(zhuǎn)化途徑。

1.2 高精度智能力敏傳感器的運行模式

力敏感應(yīng)器作為信源設(shè)備主要采集戶外的壓力信息，感應(yīng)探頭內(nèi)部具有感應(yīng)壓力的傳感裝置，感應(yīng)探頭根據(jù)P=F/S測控原理，分析信源設(shè)備位置處的壓力大小。然后將采集到的信息傳輸至信號轉(zhuǎn)化分析儀中，分析儀根據(jù)傳感力的大小，自動調(diào)節(jié)傳輸波形的幅值和頻率，當(dāng)傳輸波形中出現(xiàn)平行于X軸時，說明此時傳感裝置不受外界壓力的作用，處于空閑狀態(tài)。

2 高精度智能力敏傳感器硬件電路分布圖

智能力敏傳感器的測控硬件可大致設(shè)計四個板塊（圖1），按照其工作的先后次序，依次是電源輸入部分、力敏傳感器處理部分、微型處理器部分以及數(shù)字信號輸出部分。其中第三部分是整個硬件系統(tǒng)的核心模塊，其余部分則可作為輔助模塊，但同樣不可或缺。例如第一部分電源輸入主要負(fù)責(zé)為整套電路部分供電，接下來的第二部分用于處理來自外界的力學(xué)物理量，使其通過力敏傳感器的作用，轉(zhuǎn)化為易于傳輸?shù)碾娦盘?，進(jìn)而傳輸?shù)较乱荒K，而第四部分則是把處理好的數(shù)字信號向外界輸出，從而完成不同量之間的連接，實現(xiàn)跨界通信。

目前大部分微處理器模塊應(yīng)時代的發(fā)展，已經(jīng)不單單局限于微處理器單元，而是發(fā)展成為一個集數(shù)據(jù)收集與整體控制于一身的分布式系統(tǒng)，這一進(jìn)步主要歸功于串行通信接口的投入使用。該微處理器系統(tǒng)功能的實現(xiàn)依靠于PC機(jī)、微處理器單元以及各種控制器等設(shè)備，這些設(shè)備采用串行通信接口連接，采用驅(qū)動芯片驅(qū)動，獨具穩(wěn)定、重復(fù)等優(yōu)良特點。

3 智能力敏傳感器的測控軟件模型分析

3.1 智能力敏傳感器測控系統(tǒng)主程序劃分模式

依據(jù)軟件設(shè)計的普遍性，系統(tǒng)軟件主程序的流程為：先初始化系統(tǒng)的微處理器及各種轉(zhuǎn)換器。接著對A/D轉(zhuǎn)換器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。然后是智能力敏傳感器的補(bǔ)償，分別為溫度補(bǔ)償和非線性補(bǔ)償，其先后次序是先實行非線性補(bǔ)償，再讀取儀器的溫度示數(shù)，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。下一步是結(jié)束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，顯示壓力值，電流輸出。至此一次循環(huán)結(jié)束，繼續(xù)工作還需進(jìn)入下一循環(huán)，自此不斷循環(huán)下去。

3.2 智能力敏傳感器測控關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)指標(biāo)

智能力敏傳感器測控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)有9項指標(biāo)，大致狀況如表1。

3.3 智能力敏傳感器測控數(shù)據(jù)處理曲線分析

計算機(jī)按照相應(yīng)的程序?qū)ο鄳?yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，作出直觀的數(shù)據(jù)處理曲線，整理出數(shù)據(jù)報表，傳輸?shù)诫娮悠聊簧?，以方便人員操作。

4 結(jié)語

綜上易知，一個完備的高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)，既要擁有強(qiáng)大的硬件系統(tǒng)和與之相輔相成的軟件系統(tǒng)，還要考慮到使用者的因素，使數(shù)據(jù)可以直觀的反映在電子屏幕上，方便用戶進(jìn)行一系列可視化操作，以增強(qiáng)其實用性。另外，因智能傳感器具有智能化、制作成本低、所占空間小、反應(yīng)速度快的特點，并且硬件與軟件之間相互協(xié)作，事半功倍，故其在測控領(lǐng)域這一大家庭中，占據(jù)著重要的角色。隨著世界科技逐步向自動化、智能化方向發(fā)展，未來可以預(yù)測智能傳感器必將成為炙手可熱的一大產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉彬，李志騫，王娜.RS—232C通信口的研究[J].微電子技術(shù)，2003，4：43—45.

[2]尹海濤，王保國.全釩氧化還原劉電池全自動化只能監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計[J].實驗技術(shù)與管理，2006，23（2）：35—47.endprint

【摘 要】 高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)以其高集成化的系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了集數(shù)據(jù)收集、處理、通信、控制四位于一身，其明顯優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)的特性，使其在測控界具有廣泛的應(yīng)用。本文筆者對高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)作了詳細(xì)介紹，從系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計三個方面對其系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行剖析。

【關(guān)鍵詞】 智能力敏傳感器 測控系統(tǒng) 工作原理 電路設(shè)計

隨著時代的進(jìn)步以及對知識和技能不斷地探索，在測控領(lǐng)域，高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)因其高精度、易于操作、使用方便等優(yōu)良特性，必將使傳統(tǒng)的力敏測控系統(tǒng)為市場所淘汰。因此，詳細(xì)了解高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)的組成及工作原理，不斷更新其設(shè)計，使其更貼合地滿足市場的需求，對提高測控領(lǐng)域乃至整個自動化領(lǐng)域的發(fā)展速度具有重大的意義。

1 高精度智能力敏傳感器的設(shè)計流程及運行模式

1.1 高精度智能力敏傳感器的設(shè)計流程

力敏傳感器在組成結(jié)構(gòu)上可分為五部分，依次為力敏感應(yīng)器、信號轉(zhuǎn)化分析儀、轉(zhuǎn)化器、信號輸出端、數(shù)據(jù)分析測試儀。力敏傳感器作為信源設(shè)備采集信息，將采集到的感應(yīng)單元傳輸至信號轉(zhuǎn)化分析儀，信號轉(zhuǎn)化分析儀根據(jù)信源設(shè)備傳輸?shù)碾娦盘枌⑵滢D(zhuǎn)化為不同的波形，在轉(zhuǎn)化過程中需要對傳輸?shù)牟ㄐ涡盘栠M(jìn)行抽樣、量化以及編碼，在抽樣時需要對傳輸信號波形的間隔頻率進(jìn)行抽取，抽取信號的頻率為8000Hz。量化階段是將有限連續(xù)的波形信號轉(zhuǎn)化為離散無限的波形信號，將傳輸?shù)恼麠l波形分割成多段的離散波形。編碼便是對離散的波形信號就行有序的排列，按照不同的編碼方式進(jìn)行劃分，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號為110010101110時，每四個數(shù)字信息為一組進(jìn)行編碼，最后編出的數(shù)據(jù)信息為12，10，14，這種編碼技術(shù)能夠減少空間信道的冗余。信號輸出端便是將轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)信號過渡至接收設(shè)備的轉(zhuǎn)化途徑。

1.2 高精度智能力敏傳感器的運行模式

力敏感應(yīng)器作為信源設(shè)備主要采集戶外的壓力信息，感應(yīng)探頭內(nèi)部具有感應(yīng)壓力的傳感裝置，感應(yīng)探頭根據(jù)P=F/S測控原理，分析信源設(shè)備位置處的壓力大小。然后將采集到的信息傳輸至信號轉(zhuǎn)化分析儀中，分析儀根據(jù)傳感力的大小，自動調(diào)節(jié)傳輸波形的幅值和頻率，當(dāng)傳輸波形中出現(xiàn)平行于X軸時，說明此時傳感裝置不受外界壓力的作用，處于空閑狀態(tài)。

2 高精度智能力敏傳感器硬件電路分布圖

智能力敏傳感器的測控硬件可大致設(shè)計四個板塊（圖1），按照其工作的先后次序，依次是電源輸入部分、力敏傳感器處理部分、微型處理器部分以及數(shù)字信號輸出部分。其中第三部分是整個硬件系統(tǒng)的核心模塊，其余部分則可作為輔助模塊，但同樣不可或缺。例如第一部分電源輸入主要負(fù)責(zé)為整套電路部分供電，接下來的第二部分用于處理來自外界的力學(xué)物理量，使其通過力敏傳感器的作用，轉(zhuǎn)化為易于傳輸?shù)碾娦盘?，進(jìn)而傳輸?shù)较乱荒K，而第四部分則是把處理好的數(shù)字信號向外界輸出，從而完成不同量之間的連接，實現(xiàn)跨界通信。

目前大部分微處理器模塊應(yīng)時代的發(fā)展，已經(jīng)不單單局限于微處理器單元，而是發(fā)展成為一個集數(shù)據(jù)收集與整體控制于一身的分布式系統(tǒng)，這一進(jìn)步主要歸功于串行通信接口的投入使用。該微處理器系統(tǒng)功能的實現(xiàn)依靠于PC機(jī)、微處理器單元以及各種控制器等設(shè)備，這些設(shè)備采用串行通信接口連接，采用驅(qū)動芯片驅(qū)動，獨具穩(wěn)定、重復(fù)等優(yōu)良特點。

3 智能力敏傳感器的測控軟件模型分析

3.1 智能力敏傳感器測控系統(tǒng)主程序劃分模式

依據(jù)軟件設(shè)計的普遍性，系統(tǒng)軟件主程序的流程為：先初始化系統(tǒng)的微處理器及各種轉(zhuǎn)換器。接著對A/D轉(zhuǎn)換器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。然后是智能力敏傳感器的補(bǔ)償，分別為溫度補(bǔ)償和非線性補(bǔ)償，其先后次序是先實行非線性補(bǔ)償，再讀取儀器的溫度示數(shù)，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。下一步是結(jié)束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，顯示壓力值，電流輸出。至此一次循環(huán)結(jié)束，繼續(xù)工作還需進(jìn)入下一循環(huán)，自此不斷循環(huán)下去。

3.2 智能力敏傳感器測控關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)指標(biāo)

智能力敏傳感器測控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)有9項指標(biāo)，大致狀況如表1。

3.3 智能力敏傳感器測控數(shù)據(jù)處理曲線分析

計算機(jī)按照相應(yīng)的程序?qū)ο鄳?yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，作出直觀的數(shù)據(jù)處理曲線，整理出數(shù)據(jù)報表，傳輸?shù)诫娮悠聊簧?，以方便人員操作。

4 結(jié)語

綜上易知，一個完備的高精度智能力敏傳感器測控系統(tǒng)，既要擁有強(qiáng)大的硬件系統(tǒng)和與之相輔相成的軟件系統(tǒng)，還要考慮到使用者的因素，使數(shù)據(jù)可以直觀的反映在電子屏幕上，方便用戶進(jìn)行一系列可視化操作，以增強(qiáng)其實用性。另外，因智能傳感器具有智能化、制作成本低、所占空間小、反應(yīng)速度快的特點，并且硬件與軟件之間相互協(xié)作，事半功倍，故其在測控領(lǐng)域這一大家庭中，占據(jù)著重要的角色。隨著世界科技逐步向自動化、智能化方向發(fā)展，未來可以預(yù)測智能傳感器必將成為炙手可熱的一大產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉彬，李志騫，王娜.RS—232C通信口的研究[J].微電子技術(shù)，2003，4：43—45.

[2]尹海濤，王保國.全釩氧化還原劉電池全自動化只能監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計[J].實驗技術(shù)與管理，2006，23（2）：35—47.endprint