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感應器定義

感應器是一種將物理量或化學物質轉化為易于使用的電信號的裝置?！霸跍y量系統(tǒng)中，傳感器是一個前置部件，它能把輸入變量轉換成可進行測量的信號?！卑凑?Gopel等的說法：“傳感器是由承載體和電路聯接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是結合具有某種信息處理(模擬或數字)能力的系統(tǒng)”。

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傳感能量轉換

主動式傳感器可以將一種能量直接轉換為另一種形式，無需外接能量或激勵源。被動式傳感器不能直接轉換能量形式，但可以控制從另一輸入端輸入的能量或激勵能，傳感器負責將物體或過程的特殊性質轉化為數量的工作。它們的“物體”可以是固體、液體或氣體，它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的或動態(tài)的(即過程)狀態(tài)。對物體特征進行轉換量化后，可以用多種方式檢測。物體的特征可能是物理的，也可能是化學的。根據其工作原理，它把物體特征或狀態(tài)參數轉化為可測量的電學量，然后把這個電信號分離出來，送到傳感器系統(tǒng)進行評估或標記。

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若角度傳感器連接在電機與車輪之間的任一傳動軸上，讀取的數據必須計算正確的傳動比。給出一個計算的例子。對機器人來說，馬達的傳動比為3:1與主輪相連。角傳感器與電動機直接相連。因此它和主動輪的傳動比也是3:1。即角度傳感器轉三周，主動輪轉一周。角傳感器每旋轉一周計16個單位，因此16*3=48的增量相當于每周的主動輪圈旋轉。我們需要知道齒輪的圓周數，以計算出前進的距離。幸好，每個 LEGO齒輪的輪胎上都會標上自己的直徑。我們選用了體積帶軸輪子，直徑為81.6 CM (樂高使用公制單位)，因此周長為81.6& TImes；π=81.6& TImes;3.14=256.22 CM。已經知道了所有已知的量：齒輪的運動距離由48除角度記錄的增量再乘以256。來總結一下。把 R稱做角度傳感器的分辨率(以周轉數表示), G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比。

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為車輪旋轉一周的角度傳感器，定義 I的增量。也就是說：I= G& TImes; R

例如，對于樂高角傳感器， G為3, R等于16.因此，我們可以得到：

當一個齒輪轉動時，它所經過的距離就是它的周長，應用這個方程，利用它的直徑，就能得出這個結論。

C= D×π

以我們的例子：

一步是用以下等式將傳感器記錄的數據- S轉換為車輪運動的距離- T。

T= S× C/I

若光電傳感器讀取的數值是296，則可計算相應的距離：

T=296×256.22/48=1580距離(T)的單位與輪子直徑相同。

語音傳感器利用電能產生機械振動，以干擾來自周圍空氣的聲音，不管是聽得見的還是聽不到的

電路的熱噪聲通常與其工頻頻率成正比，通頻帶越寬，對電路熱噪聲的影響越大。就拿一個1 kΩ電阻來說，如果該電路的通頻帶是1 MHz，在電阻兩端呈現的開路電壓噪聲的有效值為4μ V (設定溫度為 T=290 K)。

噪聲的電動勢看起來并不大，但是假設當它接入增益106倍放大電路時，輸出噪聲可以達到4 V，而此時對電路的干擾非常嚴重。

線路板電磁元件的干擾

很多電路板上都有繼電器、線圈等電磁元件，它們在電流通過時，線圈的電感和殼體分布電容向周圍輻射能量，能量會對周圍電路產生干擾。

如繼電器等元件其反復工作，斷電時，會產生瞬間的逆向高壓，形成瞬時浪涌電流，這種瞬間的高壓會對電路造成很大的沖擊，從而嚴重影響電路的正常工作。

電晶體噪聲

電晶體的噪聲主要有熱噪聲、顆粒噪聲、閃爍噪聲。

熱噪是由于載流子不規(guī)則的熱運動通過 BJT內部3個區(qū)域的體電阻和相應的引線電阻產生。在這里'產生的噪音是主要的。

正常情況下， BJT中的電流，只是一個平均值。事實上，在各個瞬間注入基區(qū)的載流子數目是不一樣的，從而使發(fā)射極電流或集電極電流發(fā)生無規(guī)則的波動，從而產生顆粒噪聲。

IC噪音

IC通常存在兩種噪聲干擾：一種是輻擾，一種是傳導干擾。這種噪聲尖刺法對連接同一交流電網的其它電子設備有較大影響。噪音擴展到100 MHz以上。

實驗中，使用高頻示波器(超過100 MHz)可以觀察到普通單片機系統(tǒng)板上某個集成電路電源與地引腳之間的波形，會看到噪聲尖刺峰-峰值可達數百毫伏甚至伏級。

近傳感電路低噪聲信號調理

由于 ADC和 DAC分辨率的增加，以及電源電壓的降低，有效位(LSB)變得更小，使得信號調理任務變得更加困難。因為信號的大小更接近背景噪聲，所以必須對外部和內部噪聲源(包括 Johnson、散粒、寬帶、閃爍和 EMI)進行處理。

1、以平方根和(RSS)形式疊加不相關噪聲源：

(1)另一方面，對于其他相關噪聲源，如消除輸入偏置電流等，必須采用 RSS與相關因子疊加。

(2)典型信號調理電路中的噪聲源和可用于反相、同相、差分和其他一般配置的通用公式。