10.64M

Введение

1.

Петрозаводский государственный
университет
Датчики интеллектуальных систем
1. Игнахин Владимир
электроэнергетики,
[email protected]
Станиславович, кафедра электроники и
к.
131,
129,
140
УЛК-6.
e-mail:
2. Лабораторные работы – Скваж Алексей Михайлович, к. 122 УЛК6. НУ.
3. Зачёт.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

2.

Петрозаводский государственный
университет
Литература
1. Интеллектуальные сенсорные системы / [Дж. К. М. Мейджер и
др.] ; под ред. Дж. К. М. Мейджера ; пер. с англ. Ю. А. Платонова
под ред. В. А. Шубарева. - Москва : Техносфера, 2011. - 461 с.
2. Новейшие датчики / Р. Г. Джексон ; пер. с англ. под ред. В. В.
Лучинина. - Изд. 2-е, доп. - Москва : Техносфера, 2008. - 397 с.
3. Датчики: справочное пособие / под. ред. В.М. Шарапова, Е.С.
Полищука. М.: Техносфера, 2012.
4. Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник. 2005.
5. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения
6. ГОСТ Р 8.673-2009 ГСИ «Датчики интеллектуальные и системы
измерительные
интеллектуальные.
Основные
термины
и
определения».
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

3.

Петрозаводский государственный
университет
Рассматриваемые преобразователи
1. Основные понятия: измерение, преобразователи, первичные
измерительные преобразователи, датчики и т.п. Характеристики
датчиков. Адаптивные датчики, интеллектуальные датчики и
измерительные системы.
2. Резистивные преобразователи.
3. Ёмкостные преобразователи.
4. Пьезоэлектрические преобразователи.
5. Электромагнитные:
индуктивные,
взаимоиндуктивные
(трансформаторные),
индукционные,
магнитоупругие,
гальваномагнитные
(Холла,
магниторезисторы
и
др.),
феррозондовые.
6. Датчики тока и напряжения.
7. Радиоволновые преобразователи.
8. Волоконно-оптические датчики.
9. Контактные
и
бесконтактные
средства
преобразователи
температуры:
термоэлектрические,
терморезистивные,
полупроводниковые, пирометры.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

4.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (РМГ 29-99. ГСИ)
Физическая величина – Одно из свойств физического объекта
(физической системы, явления или процесса), общее в качественном
отношении для многих физических объектов, но в количественном
отношении индивидуальное для каждого из них (электрические,
неэлектрические – прим.).
"Международный словарь основных и общих терминов метрологии" (VIM-93):
величина (измеримая), раскрываемое как "характерный признак (атрибут)
явления, тела или вещества, который может выделяться качественно и
определяться количественно"
Размер физической величины - количественная определенность
физической величины, присущая конкретному материальному объекту,
системе, явлению или процессу.
Значение Ф.В. – Выражение размера физической величины в виде
некоторого числа принятых для нее единиц (количественная оценка в
виде конкретного числа принятых для этой величины единиц. – прим.).
Истинное, действительное...
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

5.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (РМГ 29-99. ГСИ)
Измерение – совокупность операций по применению технического
средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих
нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой
величины с ее единицей и получение значения этой величины. (иначе процесс нахождения Ф.В. опытным путем с помощью С.И., прим.)
Примеры
1 В простейшем случае, прикладывая линейку с делениями к какой-либо детали,
по сути сравнивают ее размер с единицей, хранимой линейкой, и, произведя
отсчет, получают значение величины (длины, высоты, толщины и других
параметров детали).
2 С помощью измерительного прибора сравнивают размер величины,
преобразованной в перемещение указателя, с единицей, хранимой шкалой этого
прибора, и проводят отсчет.
Прим.2 От термина "измерение" происходит термин "измерять", которым широко
пользуются на практике. Все же нередко применяются такие термины, как
"мерить", "обмерять", "замерять", "промерять", не вписывающиеся в систему
метрологических терминов. Их применять не следует.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

6.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (РМГ 29-99. ГСИ)
Виды измерений
1. Прямое - измерение, при котором искомое значение физической
величины получают непосредственно.
Термин прямое измерение возник как противоположный термину косвенное
измерение. Строго говоря, измерение всегда прямое и рассматривается как
сравнение величины с ее единицей. В этом случае лучше применять термин
прямой метод измерений.
2. Косвенное - определение искомого значения физической величины
на основании результатов прямых измерений других физических
величин, функционально связанных с искомой величиной.
Погрешность результата измерения - Отклонение результата
измерения от истинного (действительного) значения измеряемой
величины. По способу выражения – абсолютная и относительная.
x xд [ед." x" ]
Датчики интеллектуальных систем
100%
xд
Кафедра электроники и электроэнергетики

7.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (РМГ 29-99. ГСИ)
Погрешность результата измерения
инст
X ,Y (3 5)%
- инструментальная
суб
X ,Y (0.1 0.1 ) 0.2 - субъективная
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

8.

9.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (РМГ 29-99. ГСИ)
Измерительная информация – Информация о значениях физических
величин.
Средство измерений – техническое средство, предназначенное для
измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики,
воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины,
размер которой принимают неизменным (в пределах установленной
погрешности) в течение известного интервала времени (для
нахождения опытным путём с оценённой точностью значения
измеряемой физической величины – прим.).
Примечания
1 Приведенное определение вскрывает суть средства измерений, заключающуюся, вопервых, в "умении" хранить (или воспроизводить) единицу физической величины; вовторых, в неизменности размера хранимой единицы... Если размер единицы в
процессе измерений изменяется более чем установлено нормами, таким средством
нельзя получить результат с требуемой точностью. Это означает, что измерять можно
лишь тогда, когда техническое средство, предназначенное для этой цели, может
хранить
единицу,
достаточно
неизменную
по
размеру
(во
времени).
2 При оценивании величин по условным шкалам шкалы выступают как бы "средством
измерений" этих величин
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

10.

Петрозаводский государственный
университет
Определения СИ
Средства измерения:
1. Мера – СИ для воспроизведения ФВ и (или) хранения физической величины
одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в
установленных единицах и известны с необходимой точностью; (эталонный
резистор ит.п.)
2. Измерительный преобразователь – СИ.., служащее для преобразования
измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный
для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или
передачи
(не
для
непосредственного
восприятия
наблюдателем;
(измерительный трансформатор и т.п.)).
3. Измерительный прибор - СИ, предназначенное для выработки сигнала
измерительной информации в форме, удобной для непосредственного
восприятия наблюдателем; имеет отсчетное устройство (вольтметр и т.п.)
4. Измерительная установка – совокупность функционально объединенных
С.И.и вспомогательных устройств, , предназначенных для выработки сигнала
измерительной информации в форме, удобной для непосредственного
восприятия наблюдателем и расположенных локально.
5. Измерительная система – совокупность функционально объединенных
мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и
других технических средств, …
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

11.

Петрозаводский государственный
университет
Определения
Первичный измерительный преобразователь (en sensor – РМГ 2999) – измерительный преобразователь, на который непосредственно
воздействует
измеряемая
физическая
величина,
т.е.
первый
преобразователь в измерительной цепи измерительного прибора
(установки, системы).
Датчик (en - ) – конструктивно обособленный первичный
преобразователь,
от
которого
поступают
измерительные
сигналы (совокупность ПИП, воспринимающих входную величину и
преобразующий её в измерительные сигналы).
Примечания
1 Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от средства измерений,
принимающего его сигналы.
2 В области измерений ионизирующих излучений применяют термин детектор.
Измерительный сигнал – это сигнал, содержащий количественную
информацию об измеряемой физической величине.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

12.

Петрозаводский государственный
университет
Датчик. Структурная схема
- Самостоятельное конструктивное оформление, но часть системы:
полезный эффект достигается только при наличии других средств;
- Осуществляет преобразование вида энергии сигнала, идущего от
объекта,
в
вид,
удобный
для
дальнейшего
передачи/хранения/обработки. (отбирает часть энергии/мощности от
объекта);
- Всегда располагается в зоне объекта, о котором получают
измерительные данные, в зоне действия факторов.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

13.

Петрозаводский государственный
университет
Датчик в тех. системе
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

14.

Петрозаводский государственный
университет
Датчик. классификация
Классификация по виду выходных величин, в которую преобразуется
входная величина
- Неэлектрические
- Электрические
Классификация по измеряемому параметру
- Положения;
- Скорости;
- Датчики давления
- Датчики расхода и т.д. и т.п.
По принципу действия. – Ёмкостные,
оптические, электромагнитные и пр.
По характеру электрических величин на выходе:
- Параметрические (для преобр-я неэлектрич. параметра в параметр
электрической цепи – R, L и пр.);Нуждаются в стороннем питании.
- Генераторные (для преобр-я неэлектрич. параметра ЭДС). Не треб.
источника питания.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

15.

Петрозаводский государственный
университет
Датчик. классификация
Преобразование в электрическую ФВ целесообразно и удобно по
причинам:
- Удобство воспроизведения единиц измерения, высокая точность и
низкая стоимость мер;
- Удобство и простота сравнения измеряемой ФВ с мерой;
- Высокая точность преобразований и измерений, малые погрешности
электрических измерительных преобразователей;
- Простота изменения чувствительности в широком диапазоне значений
ФВ (усилители и пр.);
- Высокое быстродействие измерения электрических сигналов;
- Возможность автоматизации, удобство передачи информации и
возможность дистанционных измерений;
- Удобство хранения информации
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

16.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
1. Передаточная функция
- вид зависимости выходного сигнала (ФВ) от входного сигнала:
y f (x)
Например, линейная:
y a Sx
Нелинейная:
y a S ln x
y aekx
y a0 a1s
k
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

17.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
2. Чувствительность
y a Sx
y a S ln x
Величина S – чувствительность датчика. По РМГ 29-99:
Свойство средства измерений, определяемое отношением изменения
выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению
измеряемой величины.
Абсолютная:
Относительная:
y
S
x
y
Sотн
x / x
По РМГ 29-99
Датчики интеллектуальных систем
y / y0 *
GF
x / x0
* GF – от en «Gauge factor»
Кафедра электроники и электроэнергетики

18.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
3. Диапазон измеряемых значений
Диапазон измеряемых значений (FS – full scale, Span) –
динамический диапазон внешних воздействий, который датчик может
воспринять и преобразовывать в вых.сигнал, не выходя за пределы
допустимых погрешностей.
Дин. диапазон - логарифм отношения максимального и минимального
возможных значений величины входного сигнала.
«Логарифм – микроскоп для малого, телескоп для большого.»
P2
1 дБ 10 log
P1
Датчики интеллектуальных систем
U2
1 дБ 20 log
U1
Кафедра электроники и электроэнергетики

19.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
4. Диапазон выходных значений
Диапазон выходных значений
(FSO – full scale output, full scale
span) – алгебраическая разность
между
выходными
сигналами,
измеренными при максимальном и
минимальном внешнем воздействии.
В эту величину д. входить все
возможные
отклонения
от
идеальной передаточной функции.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

20.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
5. Точность – погрешность.
Погрешность м.б представлена в
виде:
Непосредственно
единицах
измеряемой величины (Δ);
- В % от значения максимального
входного сигнала;
- В единицах выходного сигнала.
Например, д. давления FS=100 кПа
и FSO=10 Ом:
- ±0.5 %;
- ±500Па;
- ±0.05 Ом.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

21.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
6.
Гистерезис
–
разность
значений
выходного
сигнала,
полученных при его возрастании и
убывании.
Типичные причины – трение и
структурные
изменения
материалов.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

22.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
7. Нелинейность – определяется для
датчиков,
передаточную
функцию
которых возможно аппроксимировать
прямой,
и
представляет
собой
максимальное отклонение L реальной
П.Ф. от аппроксимирующей прямой
линии. [ед.изм.величин или %].
Способы проведения прямой:
- Проведение прямой через конечные
точки передаточной функции (см.рис.
– прямая «1»).
-Метод
наименьших
квадратов
(прямая «2»).
- в узком диапазоне («3»);
- независимая
линеаризация
(наилучшей прямой).
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

23.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
8. Насыщение – предел рабочей характеристики, когда выходной
сигнал не изменяется при изменении входного.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

24.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
9. Воспроизводимость – способность датчика при соблюдении
одинаковых условий выдавать идентичные результаты. Определяется
по максимальной разности выходных значений датчика, полученных в
двух циклах калибровки.
r
100 %
FS
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

25.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (основные)
10. Разрешающая способность – минимальное изменение
измеряемой величины, которое может почувствовать датчик [*].
Например: для проволочного потенциометрического датчика – мин. угол в
градусах или % FS.
Для цифровых – количество бит.
Размер ступени м. меняться внутри диапазона – поэтому либо среднее
значение, либо наихудшее. Отсутствие ярко выраженных ступеней –
бесконечно большое разрешение.
11. Динамические характеристики – определяют быстродействие.
-3 дБ
f срез
63 %
S S m (1 e t / )
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

26.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (примеры)
Honeywell SS495A – холловский датчик магнитного поля
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

27.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (примеры)
Датчики силы CP https://zetlab.com
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

28.

Петрозаводский государственный
университет
Характеристики датчиков (примеры)
MPXH6300A, 20 to 300 kPa, Absolute, Integrated, Pressure Sensor
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

29.

Петрозаводский государственный
университет
Интеллектуальные датчики.
Литература
1. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения
2. ГОСТ Р 8.673-2009 ГСИ «Датчики интеллектуальные и системы
измерительные
интеллектуальные.
Основные
термины
и
определения».
3. Nihtianov S., Luque A. (ed.). Smart sensors and MEMS: Intelligent
sensing devices and microsystems for industrial applications. –
Woodhead Publishing, 2018.
4. Yurish S. Y., Gomes M. T. S. R. (ed.). Smart sensors and MEMS. –
Kluwer Academic, 2004. – С. 480.
5. Интеллектуальные сенсорные системы / [Дж. К. М. Мейджер и
др.] ; под ред. Дж. К. М. Мейджера ; пер. с англ. Ю. А. Платонова
под ред. В. А. Шубарева. - Москва : Техносфера, 2011. - 461 с.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

30.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (ГОСТ Р 8.673—2009)
Адаптивный датчик - Датчик, параметры и/или алгоритмы работы
которого в процессе эксплуатации могут изменяться в зависимости от
сигналов содержащихся в нем преобразователей.
Пример
—
Датчик
давления,
в
котором
автоматическая
коррекция
осуществляется по сигналам встроенных в него термометра сопротивления и
микроконтроллера.
Адаптируемый датчик - Датчик, параметры и/или алгоритм работы
которого в процессе эксплуатации могут изменяться в зависимости от
внешних сигналов.
Пример - Датчик давления, в котором коррекция нуля шкалы при отсутствии
внешнего давления осуществляется с помощью кнопки, установленной на
датчике, или компьютера — дистанционно.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

31.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (ГОСТ Р 8.673—2009)
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

32.

33.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (ГОСТ Р 8.673—2009)
The digital output ADXL357are low noise density, low 0 g offset drift, low
power, 3-axis accelerometers with selectable measurement ranges.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

34.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (ГОСТ Р 8.673—2009)
МЭМС-гироскоп серии МР:
-3-х осевой МЭМС-гироскоп
- Диапазоны измерения ±75, ±150, ±300,
±900°/с
Высокая температурная стабильность
- Низкая нестабильность нуля
- Термокомпенсация
- Программируемый фильтр…
Информационные электромагнитные устройства
Кафедра электроники и электроэнергетики

35.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (ГОСТ Р 8.673—2009)
методы термокомпенсации датчика:
- второй датчик с идентичной (согласованной)
температурной зависимостью, помещённый в те
же условия, что и основной датчик. На вход
второго датчика всегда
подаётся постоянная
нулевая измеряемая величина. Использование
датчиков с температурным коэффициентом
сопротивления
одного
знака.(включение
в
полумост, напр.)
второй датчик с противоположной
(согласованной)
температурной
зависимостью, помещённый в те же
условия, что и основной датчик. Например,
в случае ТКС резистивных элементов 1 и 2
последовательное
соединение
этих
датчиков
даст
эффект
независимости
измерений от температуры.
www.lcard.ru
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

36.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (ГОСТ Р 8.673—2009)
Метрологическая исправность датчика в процессе эксплуатации
- Состояние датчика, при котором его погрешность в процессе
эксплуатации в рабочих условиях находится в установленных пределах.
Примечания
1 Пределы погрешности датчика в рабочих условиях могут быть установлены в технических
условиях на датчик, в эксплуатационной документации на оборудование, в которое датчик
встроен, а также в других документах, регламентирующих требования к точности измерений.
2 Метрологическая исправность датчика в процессе эксплуатации может автоматически
контролироваться по значению суммарной погрешности в рабочих условиях или по значению
критической составляющей погрешности.
Метрологический самоконтроль датчика - автоматическая проверка
метрологической исправности датчика в процессе его эксплуатации,
осуществляемая с использованием принятого опорного значения,
формируемого
с
помощью
встроенного
в
датчик
средства
(измерительного преобразователя или меры) или выделенного
дополнительного параметра выходного сигнала.
Опорное значение - значение величины, которое используется как
основа для сопоставления со значениями величин того же рода.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

37.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (ГОСТ Р 8.673—2009)
Метрологический самоконтроль датчика:
1)
Метрологический
прямой
самоконтроль
датчика
Метрологический самоконтроль датчика, осуществляемый путем оценки
отклонения значения измеряемой величины от принятого опорного
значения, формируемого встроенным средством (измерительным
преобразователем или мерой) более высокой точности.
2) Метрологический диагностический самоконтроль датчика Метрологический самоконтроль датчика, осуществляемый путем оценки
отклонения параметра, характеризующего критическую составляющую
погрешности, от принятого опорного значения этого параметра.
Примечания
1
Метрологический
диагностический
самоконтроль
осуществляется
без
использования встроенных средств более высокой точности.
2 Принятое опорное значение параметра, характеризующего критическую
составляющую погрешности, устанавливается на этапе разработки или при
калибровке.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

38.

Петрозаводский государственный
университет
Определения (ГОСТ Р 8.673—2009)
Интеллектуальный датчик метрологического самоконтроля.
Адаптивный
датчик
с
функцией
Примечания
1 Интеллектуальный датчик, как правило, имеет цифровой выход и может обеспечивать
передачу информации о метрологической исправности через интерфейс.
При этом, обладая вычислительными возможностями, интеллектуальный датчик позволяет
осуществлять:
- автоматическую коррекцию погрешности, появившейся в результате воздействия
влияющих величин и/или старения компонентов;
- самовосстановление при возникновении единичного дефекта в датчике;
- самообучение.
2
Под
самовосстановлением
понимается
автоматическая
процедура
ослабления
метрологических последствий возникновения дефекта, т.е. процедура обеспечения
отказоустойчивости.
3
Под
отказоустойчивостью
понимается
способность
сохранять
метрологические
характеристики в допускаемых пределах при возникновении единичного дефекта.
4 Под самообучением понимается способность к автоматической оптимизации параметров и
алгоритмов работы.
…
Интеллектуальная
измерительная
система
Адаптивная
измерительная система с функцией метрологического самоконтроля.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

39.

Петрозаводский государственный
университет
типы ошибок сенсорной системы
Типы погрешностей:
1) случайные ошибки обусловлены, например, помехами, шумом и
дрейфом. Подобные ошибки меняются случайным образом в любой
момент времени измерения.
2) систематические ошибки обусловлены, например, неточностью
параметров системы. Характеризуются воспроизводимостью в любой
момент времени измерения.
3) многоканальные ошибки
сигналов возбуждения.
Информационные электромагнитные устройства
обусловлены
отражением
импульсных
Кафедра электроники и электроэнергетики

40.

Петрозаводский государственный
университет
Автокалибровка
Устранение нежелательных эффектов изменения параметров передачи.
В случае линейной системы достаточно двух эталонных сигналов.
Yi K X i Yсм
где К – передаточный коэффициент системы, Yсм – смещение системы.
Yx Yэт1
Ex Eэт1
M кон
Yэт 2 Yэт1 Eэт 2 Eэт1
Информационные электромагнитные устройства
Кафедра электроники и электроэнергетики

41.

Петрозаводский государственный
университет
Технология прерывания. Синхронное
детектирование
Прерывание в комбинации с синхронным детектированием – хороший
способ уменьшения влияния низкочастотных помех и шума, в том числе
типа 1/f (фликкер-шум, flicker), дрейфа смещения.
Датчики интеллектуальных систем
https://www.compel.ru,
https://habr.com/ru/post/262015/
Кафедра электроники и электроэнергетики

42.

Петрозаводский государственный
университет
Технология прерывания. Синхронное
детектирование
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

43.

Петрозаводский государственный
университет
синхронное детектирование
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

44.

45.

Петрозаводский государственный
университет
Технология прерывания. Синхронное
детектирование
Прерывание в комбинации с синхронным детектированием – способ
уменьшения влияния низкочастотных помех и шума, в том числе типа 1/f,
смещения, дрейфа смещения. Уcилители, стабилизированные прерыванием
(чопперные - Chopper amplifiers) практически устраняют шум 1/f.
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

46.

47.

Петрозаводский государственный
университет
Определения. Smart sensor
Cпособность самовосстановиться и самообучиться после единичного
сбоя.
A
smart
transducer
is
an
analog
or
digital transducer, actuator or sensor combined with a processing unit
and a communication interface. («Integrated sensor» [4]).
According to Kirianaki (2002), a ‘smart sensor is one chip, without external
components, including the sensing, interfacing, signal processing and
intelligence (self-testing, self-identification, self-validation or selfadaptation) functions’ [3].
Smart sensors are a crucial element in the phenomenon Internet of Things
(IoT).
Architecture of Smart Sensor Array [4].
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

48.

Петрозаводский государственный
университет
Определения. Smart sensor
Sensor: an element of a measuring or control instrument, which is directly
affected by a phenomenon, body, or substance carrying a quantity to be
measured. It is the simplest sensitive element. (The definition is close to the
definition given in the International Vocabulary of Metrology (VIM, 2012).
Sensor device: a self-contained device including one or more sensors, and in
some cases additional components (e.g., an amplifier, filter, ADC, interface, and
so on). This term is close to the Russian term datchik.
Smart sensor device: a sensor device capable of interaction with other
devices on the basis of processing the data received.
Intelligent sensor device: a sensor device with a self-check function.
Датчики интеллектуальных систем
[3] DOI: 10.1533/9780857099297.1.3
Кафедра электроники и электроэнергетики

49.

Петрозаводский государственный
университет
Тенденции Smart sensing
Направления развития интеллектуальных датчиков:
1. Новые методы измерений,
обработки внутри датчика.
требующие
мощной
вычислительной
2. Беспроводные датчики. Радиотехнические устройства дешевеют, их
качество повышается, беспроводная связь часто экономичнее проводной.
3. Миниатюризация: можно встраивать в промышленное оборудование,
и средства автоматизации станут внутренней неотъемлемой частью
оборудования, выполняющего технологический процесс, а не внешним
дополнением.
4. Многосенсорные датчики (Smart sensor array).
5. Повышение степени интеллектуальности датчиков. Прогноз
значений, мощная обработка и анализ данных, полная самодиагностика,
прогноз неисправностей, рекомендации по техобслуживанию, логическое
управление и регулирование.
[4,5], http://electricalschool.info/
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

50.

Петрозаводский государственный
университет
Спасибо за внимание!
Датчики интеллектуальных систем
Кафедра электроники и электроэнергетики

English Русский Rules