姿態傳感器的工作原理,傳感器工作原理及組成


1、傳感器工作原理及組成
傳感器一般由三部分組成:敏感元件、轉換元件和信號調理轉換電路。有時,需要輔助電源來提供轉換能量。敏感元件是指傳感器中能夠直接感受或響應測量的部分。轉換元件是指傳感器中能夠將敏感元件感受或響應的被測信號轉換成適合傳輸或測量的電信號的部分。由于傳感器輸出信號一般較弱,傳感器輸出信號一般需要經過信號調理、轉換、放大、運算和調制后才能顯示和控制。
隨著半導體器件和集成技術在傳感器、傳感器模塊和集成電路傳感器中的應用,如集成溫度傳感器AD590、DS18B20等。將傳感器的信號調理和轉換電路與敏感元件集成在同一芯片上。
2、導彈姿態控制系統的原理
飛行中彈道導彈繞質心運動通常用3個飛行姿態角(滾動、偏航和俯仰)及其變化率來描述。其姿態控制系統一般由3個基本通道組成,分別穩定和控制導彈的滾動、偏航和俯仰姿態。各通道組成基本相同,由敏感裝置、變換放大裝置和執行機構組成。①敏感裝置用于測量導彈的姿態變化并輸出信號,通常采用位置陀螺儀、慣性平臺和速率陀螺儀等慣性器件。位置陀螺儀是利用二自由度陀螺儀的穩定性提供導彈姿態角測量基準,通過角度傳感器輸出與導彈姿態角偏差成比例的電信號。慣性平臺是為導彈提供測量坐標基準.利用彈體相對于慣性平臺框架間的轉動來產生姿態角信號。速率陀螺儀是利用單自由度陀螺儀的進動性,來測量導彈的姿態角速率,經換算給出導彈姿態角變化信號。有些導彈還采用加速度計等作為敏感裝置,以實現彈體載荷和質心偏移的最小控制。②變換放大裝置用于對各姿態信號和制導指令信號按一定控制規律進行運算、校正和放大并輸出控制信號。姿態控制系統按傳遞的信號形式可分為模擬式和數字式。在模擬式姿態控制系統中,所傳遞的信號是連續變化的物理量,主要由校正網絡和放大器等組成。在數字式姿態控制系統中,所有信號都被轉化為數字量,變換放大裝置通常由彈上計算機兼顧,其變換放大裝置又稱為控制計算裝置。③執行機構,又稱伺服機構。有電動、氣動和液壓等類型。用于將電信號轉變成機械動作,其工作過程是:根據控制信號驅動舵面或擺動發動機,產生使彈體繞質心運動的控制力矩,以穩定或控制導彈的飛行姿態。產生控制力矩的方式有舵面氣動控制和推力向量控制兩類。舵面氣動控制方式是由伺服機構(或舵機)驅動空氣舵產生氣動控制力矩,它能有效地穩定和控制導彈在大氣層內飛行;推力向量控制方式是由伺服機構改變推力向量產生控制力矩,它有燃氣舵、液體(或氣體)二次噴射、擺動發動機、擺動噴管或姿態控制發動機等控制方式。推力向量控制方式在大氣層外也能使用,但必須在發動機工作情況下進行。導彈姿態控制系統中的敏感裝置、變換放大裝置和執行機構等與彈體(控制對象)一起構成導彈姿態控制閉環回路。大型導彈(火箭)的姿態控制系統多采用姿態角、姿態角速度和線加速度的多回路閉環控制。當制導指令信號為零時,如果導彈在干擾力矩作用下使彈體姿態角發生變動,則敏感裝置敏感其信號,經過回路負反饋產生控制力矩與干擾力短相平衡;當干擾力矩消除后,控制力矩自動消失,從而使導彈的姿態角保持穩定。當制導指令信號不為零時,信號經過閉環回路產生控制力矩,控制導彈的姿態角,以實現導彈的控制。
3、傳感器的工作的原理是什么
1.傳感器的原理
傳感器是一種裝置,它利用一定的規律將探測到的量轉換成易于處理的其他物理量。例如,尺子是一種非常簡單的傳感器。它以一定的間隔標記刻度,刻度是一定的定律,然后根據這個定律進行測量,物體的長度,以及便于應用的數字距離。
比如光敏電阻器是一種光電轉換器,它由特定的材料制成,使其電阻在光的影響下在一定范圍內按比例變化。要理解傳感器,您必須首先確定您想要理解的傳感器的應用范圍,然后再了解更多。但歸根到底,傳感器的基本原理是利用一定的規律將被測量轉換成其他易于處理的物理量,必須有一個特定的規律存在于傳感器本身。
2. 傳感器原則特性
靜態特性——傳感器的靜態特性是指靜態輸入信號在傳感器的輸出和輸入之間的相關性。
動態特性——所謂的動態特性是指當輸入發生變化時傳感器的輸出特性。在實際工作中,傳感器的動態特性通常用其對特定標準輸入信號的響應來表示。
線性——在正常情況下,傳感器的實際靜態特性輸出是一條曲線,而不是直線。在實際工作中,為了使儀表具有均勻的標度讀數,常采用擬合直線來近似實際特性曲線,線性度(非線性誤差)是該近似度的性能指標。
4、汽車傳感器的工作原理是什么?
汽車傳感器的工作原理是把汽車運行中各種工況信息,如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等,轉化成電信號輸給計算機,以便發動機處于最佳工作狀態。
汽車傳感器過去單純用于發動機上,已擴展到底盤、車身和燈光電氣系統上了。這些系統采用的傳感器有100多種。在種類繁多的傳感器中,常見的有∶
1、進氣壓力傳感器:反映進氣歧管內的絕對壓力大小的變化,是向ECU(發動機電控單元)提供計算噴油持續時間的基準信號;
2、空氣流量計:測量發動機吸入的空氣量,提供給ECU作為噴油時間的基準信號;
3、節氣門位置傳感器:測量節氣門打開的角度,提供給ECU作為斷油、控制燃油/空氣比、點火提前角修正的基準信號;
4、曲軸位置傳感器:檢測曲軸及發動機轉速,提供給ECU作為確定點火正時及工作順序的基準信號;
5、氧傳感器:檢測排氣中的氧濃度,提供給ECU作為控制燃油/空氣比在最佳值(理論值)附近的的基準信號。
傳感器有用來測定各種流體溫度和壓力(如進氣溫度、氣道壓力、冷卻水溫和燃油噴射壓力等)的傳感器;有用來確定各部分速度和位置的傳感器(如車速、節氣門開度、凸輪軸、曲軸、變速器的角度和速度、排氣再循環閥(EGR)的位置等)。
還有用于測量發動機負荷、爆震、斷火及廢氣中含氧量的傳感器;確定座椅位置的傳感器;在防抱死制動系統和懸架控制裝置中測定車輪轉速、路面高差和輪胎氣壓的傳感器;保護前排乘員的氣囊,不僅需要較多的碰撞傳感器和加速度傳感器。
面對制造商提供的側量、頂置式氣囊以及更精巧的側置頭部氣囊,還要增加傳感器。
隨著研究人員用防撞傳感器(測距雷達或其他測距傳感器)來判斷和控制汽車的側向加速度、每個車輪的瞬時速度及所需的轉矩,使制動系統成為汽車穩定性控制系統的一個組成部分。
責任編輯:David
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