激发汽车容性传感器应用的转换器测量革命 揭秘传感器一般多少钱
导语:简单的形状适应、低的功耗和有利的制造成本以及便于控制和读出的电容/数字转换器容许利用容性传感器的优点,包括:简单的形状适应、低的功耗和有利的制造成本以及便于控制和读出的优点。过去,汽车电子系统很少采用容性传感器,因为它们被认为难以控制、难以读出、容易老化且易受温度影响;另一方面,它们有利的制造成本、简单的形状适应能力和低的功耗却是为它们应用提供动力的吸引力。新的测量技术出现,使得汽车中容性传感器数据急剧增加。
面临挑战:
宏观上看,对容性传感器分析通常通过将其电容转换为另一种物理变量—如电压、时间或频率—来进行。
微观上看,容性传感器已经在汽车中使用了很长时间,如微机电加速传感器就是根据这个原理工作,这些传感器常用于检测电荷转移。
新方法探索:
一种新的方法是利用经改良后的sigma-delta转换技术输入级来检测未知电容并将其转换为数字值。本文介绍这种利用电容/数字转换(CDC)的方法,以及若干可用于汽车中的原理。最后,我们概要介绍了一种可选方法。
CDC测量法:
为了更好地理解CDC测量法,我们必须首先了解sigma-delta转换原理。在下面的简化图示中,可以看到一个简化版sigma-delta转换结构:
在这个结构中,积分器需要在长时间间隔内保持零值,小幅度短期跳跃会被转换成斜波模式。这可以通过提升参考分支输出到与输入分支相同水平实现,同时受到比较器输出影响,从而把参考切换到具有逻辑“1”的后续状态。此时,即使反向参考施加到了积分器上,也不会对已有的逻辑“1”产生影响。因此,“1”的密度可以通过后续数位滤波机制得到精确计算并最终显示为数位信号。
高性能CDC设备:
实际上,这种比较是在充满了噪声环境下的条件下进行,并且因为涉及的是相对较小变化,所以需要极高准确度。在实际应用中,这意味着我们需要考虑到寄生效应,以保证无论如何都能获得准确结果。而且,由于这些寄生效应通常与所需测量信号有关,因此我们需要尽可能减少它们对结果的一致性的影响。
选择合适CDC设备:
当选择合适类型的心智操作系统时,我们应该考虑以下因素:是否能够处理复杂任务?它是否具备足够强大的功能集?它是否具有足够快速度来完成所需任务?
对于无钥启动车辆来说,最重要的是最小化当前消耗,而标准要求之外还要求额外节省能源。当考虑到这些因素时,不同类型的心智操作系统各自展现出了不同的优势,有些专注于快速响应,而有些则专注于持久稳定运行。
雨水计数仪也能采用类似的设计思路,其中生产成本较低且体积占用空间有限,是非常实用的方案。但是,与基于水滴折射角度变化计数雨滴数量不同,其灵敏度相比之下要差很多,而且仍然存在干刮问题导致失效的问题解决不彻底的问题。此外,在风挡玻璃上的几何尺寸变化型雨水计数仪也存在问题,因为这限制了其敏捷性从而导致失去有效范围的问题发生。如果能够找到一种既能提高灵敏度又能克服干刮问题的手段,那么这样的装置就变得更加不可多得了。
液体介质计数仪也有类似的设计思路,但它主要依赖几何尺寸改变,比如固定面积之间移动介质物质来改变存储介质之间距离。这一类型称作液位计或者位置计,它们正处于不断发展过程之中,被广泛应用在各种领域尤其是在智能家居等行业里越发流行起来。这项技术不仅可以用来监控油箱水平,还可以用来跟踪接近对象或物体,然后再进一步推广至其他领域,如血液透析或医疗保健等领域,从而使得人们生活质量得到显著提高。在未来,不断进步的人工智能技术将继续推动这一领域前沿创新,为社会带来的益处日益增长,将给我们的生活带来了更多惊喜。