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淺談計算機(jī)軟件技術(shù)中的傳感器原理
物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次技術(shù)革命,它已經(jīng)引起了社會的廣泛關(guān)注,且已經(jīng)運(yùn)用到各個領(lǐng)域,取得了一定的成果。傳感器技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)世界中非常重要的支撐技術(shù),掌握傳感器的原理,可以合理的運(yùn)用傳感器,制作識別物品的唯一識別碼,從而使自然接所有的終端成為物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的各個客戶節(jié)點。下文中,筆者介紹了傳感器的原理,探究了傳感器的具體應(yīng)用。
1 傳感器的概念
傳感器是一種裝置,它就像人類的感官一樣,感知外界的信息且將信息轉(zhuǎn)化成為可以利用的信號。
傳感器得到了廣泛的應(yīng)用,一般是將感知到的模擬信號轉(zhuǎn)化成為電信號,就是通常所說的模數(shù)變化過程。傳感器主要有傳感器末梢(感知外界信息的元件)和信號變化裝置兩部分組成,其中有一類傳感器是將上述兩部分結(jié)合在一起的。
2 傳感器分類
傳感器被廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)取,且都取得了一定的成果。要想充分掌握各種傳感器,將各種傳感器合理的運(yùn)用到實踐中,就必須要充分了解傳感器的原理。分文別類,是了解掌握傳感器的方法之一。將傳感器分類使,我們可以按照化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用原理、按照傳感器的應(yīng)用功能、按照傳感器的物理通途等進(jìn)行分類。筆者在此介紹了幾種常用的傳感器。
2.1 溫度傳感器
熱敏元件是溫度傳感器的核心部件,溫度傳感器的應(yīng)用非常。在日常的溫度傳感器中,常常會見到的就是雙金屬片構(gòu)成的熱敏軟件、各種熱電阻(銅、鉑以及半導(dǎo)體)構(gòu)成的熱敏軟件、熱電偶構(gòu)成的熱敏元件等。半導(dǎo)體熱敏傳感器的顯著特點就是體積非常小、靈敏度和準(zhǔn)確度高,且半導(dǎo)體熱敏傳感器的制作工藝簡單,成本較低,因此它受到了人們的喜愛,成為應(yīng)用最為廣泛的溫度傳感器。
2.2 光傳感器
近幾年,光電技術(shù)發(fā)展的非常迅速,而隨著光電技術(shù)孕育的光敏元件的應(yīng)用逐漸增多。目前,光敏元件的生產(chǎn)工藝越來越簡單,成本越來越低,受到了人們的喜愛,應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越多。市面上常見的光敏元件有光敏電阻器、光電二極管、光電藕合器等。
2.3 力敏傳感器
通過人們用物理量力來測量材料的形變和位移兩個參數(shù),而目前測量的方法已經(jīng)被傳感器取代,人們用過運(yùn)用傳奇器來測量力。隨著半導(dǎo)體器件技術(shù)的發(fā)展,利用力學(xué)原理測量半導(dǎo)體材料的電阻效能和器件的物理特性,受到了關(guān)注。力敏長安器的體積較小,重量較輕,搬運(yùn)、收納都比較方便,同時它的靈敏度還非常高,因此它得到了廣泛的應(yīng)用,一般都是用來測量器件的壓力、測量加速度,甚至運(yùn)用到了工業(yè)控制中。
2.4 磁敏傳感器
磁敏傳感器,顧名思義就是運(yùn)用了磁場的原理,現(xiàn)在應(yīng)用的主要是霍爾器件。霍爾器件是利用霍爾效應(yīng)原理制作而成的;磁阻器件,是利用磁阻效應(yīng)原理制作而成的,當(dāng)外加磁場時,半導(dǎo)體的電阻將隨著周圍磁場的增大而增加。磁敏二極管和磁敏三極管多被運(yùn)用到電子元器件中,而電子元器件一般會被應(yīng)用到電子產(chǎn)品審計中。目前,磁敏元件的生產(chǎn)工藝已經(jīng)趨于完善,而已磁敏元件為基礎(chǔ)的磁敏傳感器得到了廣泛的應(yīng)用,一般被運(yùn)用到電學(xué)量的測量、磁學(xué)量的測量以及力學(xué)量的測量中。
3 傳感器的具體應(yīng)用
在信息社會背景下,半導(dǎo)體器件技術(shù)得到了快速的發(fā)展,為傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)注入了新的生命力。利用半導(dǎo)體制作而成的各種傳感器能夠獨立地完成工作,準(zhǔn)確的監(jiān)測各種環(huán)境的參數(shù),為人們提供準(zhǔn)確、科學(xué)的數(shù)據(jù),便于人們有針對性的解決問題,有助于避免不必要的損失。
計算機(jī)軟件技術(shù)由計算機(jī)操作系統(tǒng)上層的工具軟件開發(fā)和基于硬件平臺的嵌入軟件開發(fā),而必須要將軟件開發(fā)和實際應(yīng)用幾何才一起才有意義。通過編程滿足人們的實際需求,如開展計算機(jī)自動化程序有助于提高人們的生產(chǎn)、生活效率,為人們的生活和工作帶來方便。將傳感器原理運(yùn)用到計算機(jī)軟件發(fā)技術(shù)中,才能夠利用單片機(jī)、嵌入式芯片對傳感器進(jìn)行讀寫,才能夠?qū)⒈匾男畔⑦M(jìn)行處理,轉(zhuǎn)化成為通過計算機(jī)可以處理的信號,從而降低誤差、減少成本。
目前,傳感器在我們生活的每個角落都可以看到,如家里的電子測溫計。電子測溫計利用的是溫度傳感器感受人體的溫度,當(dāng)溫度值達(dá)到一段時間之后,數(shù)值就不會在發(fā)生變化,它顯示當(dāng)前的溫度讀數(shù),且會有提示音告知使用者。
又如,橋車已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶,將傳感器運(yùn)用到汽車中有非常重要的作用。將溫度傳感器安裝到汽車中,可以用溫度來指示當(dāng)前溫度信息,更重要的是能夠?qū)囟刃畔鬏數(shù)紼CU(汽車中心控制器)上,而ECU會根據(jù)溫度信息控制噴油量的多少。在汽車排氣管的前端安裝氧化傳感器,利用傳感器將汽車尾氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)信息傳輸?shù)钠嘐CU上,而ECU根據(jù)接受到的信息控制空燃比,確保汽車發(fā)動起能夠正常運(yùn)作,提高燃料的利用率,使汽車尾氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
傳感器技術(shù)的研究已經(jīng)成為國家重點研究的范疇,它在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展過程中發(fā)揮了重要的作用,且是不可替代的。要想使傳感器的應(yīng)用更為廣泛,就必須要研究其性能,使新跟那個更為優(yōu)越,同時還要注重結(jié)構(gòu)的設(shè)計、合理的運(yùn)用新型材料,采用新型工藝等。傳感器在人們的生活中扮演的角色越來越重要,因此我們必須要掌握各類傳感器的特點和特性,同時更要明確傳感器工作的原理,從而使傳感器得到更好的運(yùn)用,促使計算機(jī)軟件技術(shù)得到健康、平穩(wěn)的發(fā)展。
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