如果要说在哪个电子讯号链领域仍然顽强地坚守「模拟」阵营,那就是感测器(sensor)了 没错,您当然可以让传感器输出「数字化」至极其接近感测器,但感测器本身几乎还是模拟的,而且所「传感」(sensing)的实体参数也是如此 这就是物理学的现实,除非你能深入至以某种离散量子态存在的原子和次原子粒子,现在小编就来说说关于传感器39个知识?下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!

传感器39个知识(传感器看似简单)

传感器39个知识

如果要说在哪个电子讯号链领域仍然顽强地坚守「模拟」阵营,那就是感测器(sensor)了。 没错,您当然可以让传感器输出「数字化」至极其接近感测器,但感测器本身几乎还是模拟的,而且所「传感」(sensing)的实体参数也是如此。 这就是物理学的现实,除非你能深入至以某种离散量子态存在的原子和次原子粒子。

尽管如此,以最广义而言,无疑地,当今的电子学已经能够让传感器撷取而来的模拟输出、放大、数字化、校正和补偿以及分析变得更容易了。 但是,传感器组件或设备本身仍然是模拟的,而且,想尝试捕获信息通常都是说时容易做时难。

要找到一个用于物理变量(如温度或压力)的基本传感器是一回事,但要安装该传感器使其能够实际进行准确和稳定的测量,通常又是另一项更加困难的挑战。

这就是太空载具在轨道或太空旅行的失重环境中经常面对的挑战。 准确地知道剩余的液体燃料量当然很重要,但是燃料的晃动和不良情况,包括在该设置中多个未连接配量间的中断,经常使其变得非常困难。

传统方法采用「称重」燃料的质量或测量其压力,其准确度并不如预期;而替代方案是在耗用燃料时通过内部触点进行测量,但这会增加质量并带来新的技术问题。 还有一种广泛使用的替代方法是基本「簿记」法,追踪在某次特定燃烧中使用了多少燃料,然后用以前的值相减。 当油箱装满时应该是相当准确的作法,但随着燃料的使用,准确度随之下降,而且还会有来自这些数字积聚的累积误差。

如今,由美国太空总署(NASA)技术移转经理Manohar Deshpande和美国国家标准技术局(NIST)主导的研究团队开发了一种实验系统,使用称为电容体积断层扫描(ECVT)的先进3D成像技术。 透过这一途径,电极发射电场并测量目标电容(见下图)。

上图:透过结合电极对读数的测量值,以及先进的2D和3D算法和分析,该测量架构可估计气球的位置和体积。 (数据来源:NIST)

原型燃料箱的内部衬有软性电极,可用作电容器板。 所测得的电容值由燃料箱中流体的质量及其位置决定;此处显示的是第一级测试,使用填充传热流体(标准 HT-90)的悬浮气球代替真实且具潜在危险的火箭燃料来完成。

「这并不是简单的单电容器布置;反之,燃料箱中衬着传感器电极阵列,并在多个传感器对之间测量电容。 」该项目团队的NIST机械工程师Nick Dagalakis说,「我们测量了每个可能的感测器对之传输差异,并且透过结合所有的测量,就可以知道哪里有燃料,哪里没有燃料,并且能够创建3D影像。 」

该团队使用「软微影技术」制作了在燃料箱中排列的电容感测器阵列,这类似于制作PCB,不同之处在于他们在软性塑料背衬(例如Kapton)上印出墨水图案,然后蚀刻掉暴露且不需要的铜。 电容数据矩阵用于产生一组2D影像,在整个燃料箱长度上映射流体位置,接着这些影像反过来导致燃料箱中燃料的3D再现,且其体积和质量是可以计算。

有趣的是(也许有点讽刺),这种高度复杂的方法从一组十分基本的电容参数之传感器读数开始,然后透过多个传感器和读数加上先进数据分析。 NIST有一则新闻报道「NIST为轨道设计原型燃料计」(NIST Designs a Prototype Fuel Gauge for Orbit)提供了该项目的概述,并简要讨论了工程师如何对其进行测试。 还有一篇详细的技术论文「用于测量太空船燃料的电容式体积断层扫描感测器的软性组装」(Flexible Assemblies of Electro capacitive Volume Tomographic Sensors for Gauging Fuel of Spacecraft)发表于《太空船和火箭》(Journal of Spacecraft and Rockets)期刊。

您是否曾经遇过这样的情况:令人感兴趣的基本实体参数似乎很容易感测,但从「感测」到「感测」的转换却是一大挑战? 你会用复杂的、极端的技术还是较基本的"蛮力"持续推进来解决问题? 先进的解决方案是不是太复杂了? 甚至比您试图解决的问题更令人头疼?