text: 传感器与RFID技术复习
  项目一 一、 传感器基本概念(理解) 1、定义能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件和调理电路3部分组成。
  简单描述能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
  2、传感器的任务 感知与测量。
  人造感官工程传感器。
  东汉末年张衡发明候风地动仪→ 3、传感器技术 涉及传感(检测)原理、传感器件设计、传感器开发和应用的综合技术，因此传感器技术涉及多学科交叉研究。
  4、传感器构成(敏感元件、传换元件、调理电路) ①构成传感器的核心，是指能直接感测或响应被测量的部件。
  ②是指传感器中能将敏感元件感测或响应的被测量转换成可用的输出信号的部件，通常这种输出信号以电量的形式出现。
  ③是把传感元件输出的电信号转换成便于处理、控制、记录和显示的有用电信号所涉及的有关电路。
  二、传感器特性与指标(掌握) 1、静态特性静态特性表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出输入关系，研究静态特性主要考虑其非线性、滞后、重复、灵敏度、分辨力等方面。
  2、静态特性参数 1.线性度(Linearity)线性度又称非线性度，是表征传感器输出输入校准曲线与所选定的拟合直线(作为工作直线)之间的吻合(或偏离)程度的指标。
  通常用相对误差来表示线性度或非线性误差。
  输出平均值与拟合直线间的最大偏差 Y f.s理论满量程输出值 2.灵敏度Sensitivity灵敏度是传感器输出量增量与被测输入量增量之比，线性传感器的灵敏度就是拟合直线的斜率，即 ，非线性传感器的灵敏度不是常数，应以K表示。
  线性传感器 非线性传感器 3.回差(滞后)Hysteresis回差是反映传感器在正(输人量增大)反(输入量减小)行程过程中输出输入曲线的不重合程度的指标。
  通常用正反行程输出的最大差值ΔHmax计算，并以相对值表示。
  4.重复性Repeatability重复性是衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。
  5.分辨率Resolution分辨率是传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。
  静态误差的计算是将非线性、回差、重复性误差按几何法综合. 静态误差的计算 相对误差表示静态误差 10.精确度与精确度(精度)有关的指标是精密度和准确度。
  精确度是精密度和准确度两者的总和，精确度高表示精密度和准确度都高。
  说明本命名法在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机汉字处理等特殊场合使用。
  例1传感器，绝对压力，应变式，放大型，1~3500kPa。
  例2传感器，加速度，压电式，20g。
  例11~3500kPa放大型应变式绝对压力传感器。
  例220g压电式加速度传感器。
  2.传感器代号标记方法 一般规定用大写汉字拼音字母和阿拉伯数字构成传感器完整代号。
  此外量程的大小、测量的方式、信号的引出方法及传感器本身的质量和价格，也需要综合考虑。
  2)灵敏度的选择 在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。
  但要注意的是传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。
  此外，传感器的灵敏度是有方向性的。
  3)根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 要进行个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。
  4)频率响应特性的选择 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有一定延迟，希望延迟时间越短越好。
  7)精度的选择 精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。
  在实际应用中选择传感器要把握住 (1)根据实际需要，保证主要的参数。
  (2)不必盲目追求单项指标的全面优异，主要关心其稳定性和变化规律性。
  思考查阅相关的资料，看汽车水箱温度控制选择什么温度传感器( )，水箱温度控制范围在75℃95℃，具有较高的性价比。
  压电式加速度传感器 3)煤气灶电子点火器 如所示，让高压跳火来点燃气。
  当使用者将开关往里压时，把气阀打开;将开关旋转，则使弹簧往左压，此时，弹簧有一个很大的力撞击压电晶体。
  产生高压放电，导致燃烧盘点火。
  煤气灶电子点火装置 项目3 一、金属热电阻(理解) 二、 热电偶(掌握) 热端温度高于冷端温度时，回路中产生的热电势大于零 冷热端温度相等时，回路中不产生热电势 热端温度低于冷端温度时，回路中产生的热电势小于零 1、中间导体定律 在热点偶回路中接入第三种导体，只要该导体两端温度相等，则对热电偶回路总的热电动势无影响 。
  同样加入第四、第五种导体后，只要其两端温度相同，同样不影响电路中的总热电动势。
  意义 根据这个定律，我们可采取任何方式焊接导线，可以将热电动势通过导线接至测量仪表进行测量,且不影响测量精度。
  可采用开路热电偶对液态金属和金属壁面进行温度测量，只要保证两热电极插入地方的温度相同即可。
  2、中间温度定律 意义 利用该定律，可对参考端温度不为0℃的热电势进行修正。
  3、参考电极定律 意义 参考电极定律大大简化了热电偶选配电极的工作，只要获得有关电极与参考电极配对的热电势，那么任何两种电极配对后的热电势均可利用该定理计算，而不需要逐个进行测定。
  三、 热电偶的冷端补偿(了解) ①冷端恒温法及计算修正 ②补偿导线法 四、辐射式温度传感器 辐射式温度传感器是利用物体的辐射能随温度变化的原理制成的。
  是一种非接触式测温方法，只要将传感器与被测对象对准即可测量其温度的变化。
  与接触式温度传感器相比，具有以下特点 1)传感器与被测对象不接触，不会干扰被测对象的温度场，故可测量运动物体的温度，且可进行遥测。
  三、含水量检测方法(理解) 湿度检测方法称重法、电导法、电容法、红外吸收法、微波吸收法。
  此外，测量电路也往往存在非线性。
  除了设计制造外，实用中还常在测量电路中增设调整环节，使桥臂的电气参数一致，达到消除零位残余电压的目的。
  3)温度误差 环境温度的变化会引起自感传感器的零点温度漂移、灵敏度温度漂移以及线性度和相位的变化，造成温度误差。
  4)互感式传感器的温度误差 自感式传感器的误差分析均适用于差动变压器。
  当温度变化时，初级线圈的参数对铜阻的变化影响较大。
  为减小温度误差，还可采取稳定激励电流的方法，如图5-10所示。
  在初级串入一高阻值降压电阻R，或同时串入热敏电阻RT进行补偿。
  零位补偿电路有许多种，最简单的补偿方法是在输出端接一可调电位器器，如所示。
  电容式传感器结构简单、分辨力高，能在高温、辐射和强烈振动等恶劣条件下工作。
  现在已经在位移、压力、厚度、物位、湿度、振动、转速、流量的测量等方面得到了广泛的应用。
  电容式传感器发展成为一种频响宽、应用广、可非接触测量的传感器。
  因此电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。
  变极距型具有很高的灵敏度，用以测量微小位移如纳米级的位移，或者把力、加速度、位移及转速等力学量转换成极距的微小变化的测量。
  非电量引起l的变化转换成电容量的变化，可用以测量与线性位移有关的量。
  ul经过微分电路后和u2相“与”得到正向移动的加计数脉冲。
  在光栅反向移动时，ul经反相后再微分并和u2相“与”，这时输出减计数脉冲。
  就目前的工艺水平有相当的难度。
  所以，在选取合适的光栅栅距的基础上，对栅距细分，即可得到所需要的最小读数值，提高“分辨”能力。
  ①四倍频细分 在上述“辨向原理”的基础上若将u2方波信号也进行微分，再用适当的电路处理，则可以在一个栅距内得到二个计数脉冲输出，这就是二倍频细分。
  ②其它细分方法 如图5-25为电桥细分原理图，用电桥细分法可以达到较高的精度，细分数一般为12~60，但对莫尔条纹信号的波形幅值，直流电平及原始信号Umsinφ与Umcosφ的正交性均有严格要求。
  而且电路较复杂，对电位器、过零比较器等元器件均有较高的要求。
  上述几种非调制细分法主要用于细分数小于100的场合。
  若需要更高细分数可用调制信号细分法和锁相细分法。
  此外，也可用微处理器构成细分电路，其优点是可根据需要灵活地改变细分数。
  图5-25 电桥细分原理图 ③光栅使用方法 使用中，为了克服断电时计数值无法保留，重新供电后，测量系统不能正常工作的弊病，可以用机械等方法设置绝对零位点，但精度较低，安装使用均不方便。
  为使此零位信号与光栅的计数脉冲同步，应使零信号的峰值与主光栅信号的任意一最大值同时出现。
  当光栅栅距本身很小而又要求很高的绝对零位精度时，如果仍采用一条宽度为主光栅栅距的矩形透光缝隙作零位光栅，则信号的信噪比会很低，以致无法与后继电路相匹配。
  为解决这一问题，可采用多刻线的零位光栅。
  项目8 1、 RFID基础知识(掌握) 1. 射频识别技术概述 1)射频识别技术概念 射频识别技术(Radio Frequency Identification，缩写RFID)是利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的一项技术。
  2)RFID技术的发展 (1)RFID技术的发展阶段 RFID技术作为一项先进的自动识别和数据采集技术，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据，被公认为21世纪十大重要技术之一。
  3)RFID系统组成 (1)RFID系统的组成 一套典型的RFID系统由电子标签(Tag)、读写器(Reader)和中间件(Middleware)和应用系统(AP)构成。
  RFID 芯片组成包含有调变电路(modulation circuitry);控制电路(control circuitry);记忆体(memory);处理器(Processor)四个部分。
  ②按照频率来分类(低频、高频、超高频、极高频/微波) 按照频率来分类，RFID的类型分为 低频Low Frequency(LF)主要规格125~134kHz。
  低频的最大优点在于其标签靠近金属或液体的物品能够有效发射讯号，不像其他较高频率标签的讯号会被金属或液体反射回来，但缺点是读取距离短、无法同时进行多标签读取以、及资讯量较低，一般应用于门禁系统、动物晶片、汽车防盗器和玩具等。
  常见的主要规格有13.56MHz;ISO-14443A Mifare和ISO-15693;电子标签都是被动式感应耦合，读取距离约10100厘米;优点在于传输速度较快且可进行多标签辨识;缺点是于环境干扰较为敏感，在金属或较潮湿的环境下，读取率较低;应用于门禁系统、电子钱包、图书管理、产品管理、文件管理、栈板追踪、电子机票、行李标签;技术最成熟且应用和市场也最广泛且接受度高。
  超高频Ultra High Frequency(UHF)主要规格433MHz、860MHz~960MHz 。
  常见的主要规格有430~460MHz、860~960MHz;ISO-18000、EPC Gen2;电子标签都是被动式天线可采用蚀刻或印刷的方式制造，因此成本较低，读取距离约56米;优点在于读取距离较远、信息传输速率较快，而且可以同时进行大数量标签的读取与辨识，目前已成为市场的主流;缺点是在金属与液体的物品上的应用较不理想;应用于航空旅客与行李管理系统、货架及栈板管理、出货管理、物流管理、货车追踪、供应链追踪;技术门坎高是未来发展的主流，且EPC Gen2是美国主推;现阶段应切入发展此领域技术和应用。
  极高频/微波Super High Frequency(SHF)/Microwave(UW)主要规格2.4GHz、5.8GHz。
  特性与应用和超高频段相似，但是对于环境的敏感性较高，像是易被水气吸收，实作较复杂，未完全标准化，普及率待观察，一般应用于行李追踪、物品管理、供应链管理等。
  EPC相当于物件的身份证号码，和人的身份证类似，它通过一连串结构化编号用以识别货物、位置、服务、资产等有形无形的物体。
  根据EAN.UCC体系，EPC编码体系也分为5种 ①SGTIN系列化全球贸易标识代码(Serialized Global Trade Identification Number); ②SGLN系列化全球位置码(Serialized Global Location Number); ③SSCC系列货运包装箱代码(Serial Shipping Container Code); ④GRA全球可回收资产标识符(Global Returnable Asset Identifier); ⑤GIAI全球个人资产标识符(Global Individual Asset Identifier )。
  该框架基于RFID技术、Internet技术以及EPC体系，包括各种硬件和服务性软件系统。
  EPC系统的构成目标，是制定相关标准，从而在贸易伙伴之间促进数据和实物的交换，鼓励改革。
  EPC框架结构 (3)EPC系统网络技术 ①EPC网络的构成 图8-6 Savant的组件与其它应用程序的通信 EPC网络是一个能够实现供应链中的商品的快速自动识别及信息共享的框架。
  EPC网络使供应链中的商品信息真实可见，从而使组织机构可以更加高效地运转。
  通过采用多种技术手段，EPC网络为在供应链中识读EPC所标识的贸易项目，并且在贸易伙伴之间共享项目信息提供了一种机制。
  4、 RFID(理解)P31-75 看项目8的ppt 5、 条码识别技术(理解) 项目8 的P76-82 图太多不copy了一)条码技术概述 1.条码(Bar Code)技术 世界上最早生产的条码是美国70年代的UPC码(通用商品条码)。
  EAN为欧洲编码协会，后来成为国际物品编码委员会，于2005年改名GS1，上世纪90年代出现二维条码。
  中国于1988年成立物品编码中心，1991年加入EAN。
  1)条码的概念 条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记。
  单片机 1、 单片机组成部分(理解) 将构成计算机的五大组成部分集成在一个芯片上就构成单芯片微型计算机，简称单片机。
  左总线型，右非总线型 总线型单片机有并行地址总线、数据总线和控制总线外部引脚，可以用来并行扩展外围器件。