物理傳感器有哪些應(yīng)用?大佬帶你分析物理傳感器特性

在下述的內(nèi)容中，小編將會對物理傳感器特性和應(yīng)用的相關(guān)消息予以報(bào)道，如果物理傳感器是您想要了解的焦點(diǎn)之一，不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。

一、物理傳感器特性分析

(一)傳感器動態(tài)特性

所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。

(二)傳感器的線性度

通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個性能指標(biāo)。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。

二、物理傳感器的多樣化應(yīng)用

通過上面的介紹，想必大家對物理傳感器的動態(tài)特性和線性度已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識。在這部分，我們來了解下物理傳感器的應(yīng)用。

在大多數(shù)情況下，傳感器只提供單一參數(shù)的數(shù)據(jù)，也就是它們所設(shè)想的參數(shù)，但在最近的應(yīng)用中，兩個或多個傳感器一起工作。例如，無人駕駛飛機(jī)中的加速度計(jì)和陀螺儀為飛機(jī)本身提供更多的信息，如位置、高度、飛行距離等?？纱┐髟O(shè)備或運(yùn)動設(shè)備中的加速度計(jì)和陀螺儀共同工作，可以提供人的移動距離、撞擊次數(shù)、撞擊的力量和位置等多種信息。所有這些信息都能幫助運(yùn)動員提高成績。

目前，如果沒有多個物理傳感器，一些關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施、車輛、儀器等都無法實(shí)現(xiàn)。這些傳感器的任務(wù)是提供一系列參數(shù)的實(shí)時數(shù)據(jù)，從溫度、加速度、聲音到人的傾斜度或心臟跳動。由于有了傳感器，管道、道路、建筑、儀器、車輛等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施都有了“人工神經(jīng)”或感官。

例如，現(xiàn)代的醫(yī)療儀器和手術(shù)機(jī)器人都包含多個傳感器，不僅可以監(jiān)測與醫(yī)療相關(guān)的參數(shù)，還可以監(jiān)測力或壓力等物理參數(shù)，提供觸覺反饋。

另一個例子是自動駕駛汽車，其中大量的參數(shù)被不斷監(jiān)測，以使其更加安全和清潔。第三個例子包括智能手機(jī)和手表中的傳感器。這類傳感器提供的數(shù)據(jù)多種多樣，如人的心率、電池的狀態(tài)、屏幕的方向、與物體的接近程度或環(huán)境光的強(qiáng)度等。

讓一切變得更智能、更安全或更簡潔的大趨勢，以及為儀器、設(shè)備、小工具、智能手機(jī)、電器等增加更多功能的趨勢，增加了在不同環(huán)境下監(jiān)測更多參數(shù)的需求。這反過來又增加了傳感器的類型和用于制造傳感器的技術(shù)。

一般來說，電子傳感器由于尺寸小、重量輕、可靠性高、性價(jià)比高，在各種應(yīng)用中都是首選。然而，電子傳感器可能無法正常工作，或者可能不適合或不推薦用于某些應(yīng)用。在某些情況下，光學(xué)傳感器是唯一可行的解決方案，因?yàn)樗鼈儗﹄姶鸥蓴_不敏感。例如，現(xiàn)代內(nèi)窺鏡包括光纖力和聲傳感器，并監(jiān)測人體內(nèi)部的此類參數(shù)。光纖還用于監(jiān)測管道、電力線、周界和邊界等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施中數(shù)百萬個點(diǎn)的應(yīng)變、溫度和振動。

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