高精度智能力敏傳感器測控系統的設計

馬衛民

【摘 要】 高精度智能力敏傳感器測控系統以其高集成化的系統設計實現了集數據收集、處理、通信、控制四位于一身，其明顯優于傳統系統的特性，使其在測控界具有廣泛的應用。本文筆者對高精度智能力敏傳感器測控系統作了詳細介紹，從系統的構成與工作原理、硬件系統設計、軟件系統設計三個方面對其系統設計進行剖析。

【關鍵詞】 智能力敏傳感器 測控系統 工作原理 電路設計

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

1 高精度智能力敏傳感器的設計流程及運行模式

1.1 高精度智能力敏傳感器的設計流程

力敏傳感器在組成結構上可分為五部分，依次為力敏感應器、信號轉化分析儀、轉化器、信號輸出端、數據分析測試儀。力敏傳感器作為信源設備采集信息，將采集到的感應單元傳輸至信號轉化分析儀，信號轉化分析儀根據信源設備傳輸的電信號將其轉化為不同的波形，在轉化過程中需要對傳輸的波形信號進行抽樣、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行抽取，抽取信號的頻率為8000Hz。量化階段是將有限連續的波形信號轉化為離散無限的波形信號，將傳輸的整條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行劃分，傳輸的數據信號為110010101110時，每四個數字信息為一組進行編碼，最后編出的數據信息為12，10，14，這種編碼技術能夠減少空間信道的冗余。信號輸出端便是將轉化的數據信號過渡至接收設備的轉化途徑。

1.2 高精度智能力敏傳感器的運行模式

力敏感應器作為信源設備主要采集戶外的壓力信息，感應探頭內部具有感應壓力的傳感裝置，感應探頭根據P=F/S測控原理，分析信源設備位置處的壓力大小。然后將采集到的信息傳輸至信號轉化分析儀中，分析儀根據傳感力的大小，自動調節傳輸波形的幅值和頻率，當傳輸波形中出現平行于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。

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字信號輸出部分。其中第三部分是整個硬件系統的核心模塊，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責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物理量，使其通過力敏傳感器的作用，轉化為易于傳輸的電信號，進而傳輸到下一模塊，而第四部分則是把處理好的數字信號向外界輸出，從而完成不同量之間的連接，實現跨界通信。

目前大部分微處理器模塊應時代的發展，已經不單單局限于微處理器單元，而是發展成為一個集數據收集與整體控制于一身的分布式系統，這一進步主要歸功于串行通信接口的投入使用。該微處理器系統功能的實現依靠于PC機、微處理器單元以及各種控制器等設備，這些設備采用串行通信接口連接，采用驅動芯片驅動，獨具穩定、重復等優良特點。

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主程序劃分模式

依據軟件設計的普遍性，系統軟件主程序的流程為：先初始化系統的微處理器及各種轉換器。接著對A/D轉換器中的數據進行讀取，進行數據轉換。然后是智能力敏傳感器的補償，分別為溫度補償和非線性補償，其先后次序是先實行非線性補償，再讀取儀器的溫度示數，進行溫度補償。下一步是結束數據轉換，顯示壓力值，電流輸出。至此一次循環結束，繼續工作還需進入下一循環，自此不斷循環下去。

3.2 智能力敏傳感器測控關鍵技術參數指標

智能力敏傳感器測控系統的關鍵技術參數有9項指標，大致狀況如表1。

3.3 智能力敏傳感器測控數據處理曲線分析

計算機按照相應的程序對相應的數據進行處理，作出直觀的數據處理曲線，整理出數據報表，傳輸到電子屏幕上，以方便人員操作。

4 結語

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

參考文獻：

[1]劉彬，李志騫，王娜.RS—232C通信口的研究[J].微電子技術，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控系統研究與設計[J].實驗技術與管理，2006，23（2）：35—47.endprint

【摘 要】 高精度智能力敏傳感器測控系統以其高集成化的系統設計實現了集數據收集、處理、通信、控制四位于一身，其明顯優于傳統系統的特性，使其在測控界具有廣泛的應用。本文筆者對高精度智能力敏傳感器測控系統作了詳細介紹，從系統的構成與工作原理、硬件系統設計、軟件系統設計三個方面對其系統設計進行剖析。

【關鍵詞】 智能力敏傳感器 測控系統 工作原理 電路設計

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

1 高精度智能力敏傳感器的設計流程及運行模式

1.1 高精度智能力敏傳感器的設計流程

力敏傳感器在組成結構上可分為五部分，依次為力敏感應器、信號轉化分析儀、轉化器、信號輸出端、數據分析測試儀。力敏傳感器作為信源設備采集信息，將采集到的感應單元傳輸至信號轉化分析儀，信號轉化分析儀根據信源設備傳輸的電信號將其轉化為不同的波形，在轉化過程中需要對傳輸的波形信號進行抽樣、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行抽取，抽取信號的頻率為8000Hz。量化階段是將有限連續的波形信號轉化為離散無限的波形信號，將傳輸的整條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行劃分，傳輸的數據信號為110010101110時，每四個數字信息為一組進行編碼，最后編出的數據信息為12，10，14，這種編碼技術能夠減少空間信道的冗余。信號輸出端便是將轉化的數據信號過渡至接收設備的轉化途徑。

1.2 高精度智能力敏傳感器的運行模式

力敏感應器作為信源設備主要采集戶外的壓力信息，感應探頭內部具有感應壓力的傳感裝置，感應探頭根據P=F/S測控原理，分析信源設備位置處的壓力大小。然后將采集到的信息傳輸至信號轉化分析儀中，分析儀根據傳感力的大小，自動調節傳輸波形的幅值和頻率，當傳輸波形中出現平行于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。

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字信號輸出部分。其中第三部分是整個硬件系統的核心模塊，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責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物理量，使其通過力敏傳感器的作用，轉化為易于傳輸的電信號，進而傳輸到下一模塊，而第四部分則是把處理好的數字信號向外界輸出，從而完成不同量之間的連接，實現跨界通信。

目前大部分微處理器模塊應時代的發展，已經不單單局限于微處理器單元，而是發展成為一個集數據收集與整體控制于一身的分布式系統，這一進步主要歸功于串行通信接口的投入使用。該微處理器系統功能的實現依靠于PC機、微處理器單元以及各種控制器等設備，這些設備采用串行通信接口連接，采用驅動芯片驅動，獨具穩定、重復等優良特點。

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主程序劃分模式

依據軟件設計的普遍性，系統軟件主程序的流程為：先初始化系統的微處理器及各種轉換器。接著對A/D轉換器中的數據進行讀取，進行數據轉換。然后是智能力敏傳感器的補償，分別為溫度補償和非線性補償，其先后次序是先實行非線性補償，再讀取儀器的溫度示數，進行溫度補償。下一步是結束數據轉換，顯示壓力值，電流輸出。至此一次循環結束，繼續工作還需進入下一循環，自此不斷循環下去。

3.2 智能力敏傳感器測控關鍵技術參數指標

智能力敏傳感器測控系統的關鍵技術參數有9項指標，大致狀況如表1。

3.3 智能力敏傳感器測控數據處理曲線分析

計算機按照相應的程序對相應的數據進行處理，作出直觀的數據處理曲線，整理出數據報表，傳輸到電子屏幕上，以方便人員操作。

4 結語

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

參考文獻：

[1]劉彬，李志騫，王娜.RS—232C通信口的研究[J].微電子技術，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控系統研究與設計[J].實驗技術與管理，2006，23（2）：35—47.endprint

【摘 要】 高精度智能力敏傳感器測控系統以其高集成化的系統設計實現了集數據收集、處理、通信、控制四位于一身，其明顯優于傳統系統的特性，使其在測控界具有廣泛的應用。本文筆者對高精度智能力敏傳感器測控系統作了詳細介紹，從系統的構成與工作原理、硬件系統設計、軟件系統設計三個方面對其系統設計進行剖析。

【關鍵詞】 智能力敏傳感器 測控系統 工作原理 電路設計

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

1 高精度智能力敏傳感器的設計流程及運行模式

1.1 高精度智能力敏傳感器的設計流程

力敏傳感器在組成結構上可分為五部分，依次為力敏感應器、信號轉化分析儀、轉化器、信號輸出端、數據分析測試儀。力敏傳感器作為信源設備采集信息，將采集到的感應單元傳輸至信號轉化分析儀，信號轉化分析儀根據信源設備傳輸的電信號將其轉化為不同的波形，在轉化過程中需要對傳輸的波形信號進行抽樣、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行抽取，抽取信號的頻率為8000Hz。量化階段是將有限連續的波形信號轉化為離散無限的波形信號，將傳輸的整條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行劃分，傳輸的數據信號為110010101110時，每四個數字信息為一組進行編碼，最后編出的數據信息為12，10，14，這種編碼技術能夠減少空間信道的冗余。信號輸出端便是將轉化的數據信號過渡至接收設備的轉化途徑。

1.2 高精度智能力敏傳感器的運行模式

力敏感應器作為信源設備主要采集戶外的壓力信息，感應探頭內部具有感應壓力的傳感裝置，感應探頭根據P=F/S測控原理，分析信源設備位置處的壓力大小。然后將采集到的信息傳輸至信號轉化分析儀中，分析儀根據傳感力的大小，自動調節傳輸波形的幅值和頻率，當傳輸波形中出現平行于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。

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字信號輸出部分。其中第三部分是整個硬件系統的核心模塊，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責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物理量，使其通過力敏傳感器的作用，轉化為易于傳輸的電信號，進而傳輸到下一模塊，而第四部分則是把處理好的數字信號向外界輸出，從而完成不同量之間的連接，實現跨界通信。

目前大部分微處理器模塊應時代的發展，已經不單單局限于微處理器單元，而是發展成為一個集數據收集與整體控制于一身的分布式系統，這一進步主要歸功于串行通信接口的投入使用。該微處理器系統功能的實現依靠于PC機、微處理器單元以及各種控制器等設備，這些設備采用串行通信接口連接，采用驅動芯片驅動，獨具穩定、重復等優良特點。

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主程序劃分模式

依據軟件設計的普遍性，系統軟件主程序的流程為：先初始化系統的微處理器及各種轉換器。接著對A/D轉換器中的數據進行讀取，進行數據轉換。然后是智能力敏傳感器的補償，分別為溫度補償和非線性補償，其先后次序是先實行非線性補償，再讀取儀器的溫度示數，進行溫度補償。下一步是結束數據轉換，顯示壓力值，電流輸出。至此一次循環結束，繼續工作還需進入下一循環，自此不斷循環下去。

3.2 智能力敏傳感器測控關鍵技術參數指標

智能力敏傳感器測控系統的關鍵技術參數有9項指標，大致狀況如表1。

3.3 智能力敏傳感器測控數據處理曲線分析

計算機按照相應的程序對相應的數據進行處理，作出直觀的數據處理曲線，整理出數據報表，傳輸到電子屏幕上，以方便人員操作。

4 結語

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

參考文獻：

[1]劉彬，李志騫，王娜.RS—232C通信口的研究[J].微電子技術，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控系統研究與設計[J].實驗技術與管理，2006，23（2）：35—47.endprint