सेंसर के पांच डिजाइन कौशल और तकनीकी संकेतक

सेंसर की संख्या पृथ्वी की सतह पर और हमारे आसपास के रिक्त स्थान पर, डेटा के साथ दुनिया प्रदान करती है। ये सस्ती सेंसर इंटरनेट ऑफ थिंग्स के विकास के पीछे ड्राइविंग बल हैं और डिजिटल क्रांति जो हमारे समाज का सामना कर रही है, फिर भी सेंसर से डेटा को कनेक्ट करना और एक्सेस करना हमेशा सीधे या आसान नहीं होता है।

सबसे पहले, तकनीकी सूचकांक किसी उत्पाद के प्रदर्शन को चिह्नित करने के लिए उद्देश्य का आधार है। तकनीकी संकेतकों को समझें, उत्पाद के सही चयन और उपयोग में मदद करें। सेंसर के तकनीकी संकेतकों को स्थिर संकेतकों और गतिशील संकेतकों में विभाजित किया जाता है। स्थैतिक संकेतक मुख्य रूप से स्थैतिक आक्रमण की स्थिति के तहत सेंसर के प्रदर्शन की जांच करते हैं, जिसमें रिज़ॉल्यूशन, रिपीटबिलिटी, सेंसिटिविटी, रैखिकता, रिटर्न एरर, थ्रेशोल्ड, रेंगना, स्थिरता और इतने पर शामिल हैं।

सेंसर के कई तकनीकी संकेतकों के कारण, विभिन्न डेटा और साहित्य को अलग -अलग कोणों से वर्णित किया जाता है, ताकि अलग -अलग लोगों की अलग -अलग समझ हो, और यहां तक ​​कि गलतफहमी और अस्पष्टता भी हो। इस अंत में, सेंसर के लिए कई मुख्य तकनीकी संकेतकों की व्याख्या की जाती है:

1, संकल्प और संकल्प:

परिभाषा: रिज़ॉल्यूशन सबसे छोटे मापा परिवर्तन को संदर्भित करता है जो एक सेंसर का पता लगा सकता है।

व्याख्या 1: संकल्प एक सेंसर का सबसे बुनियादी संकेतक है। यह मापा वस्तुओं को अलग करने के लिए सेंसर की क्षमता का प्रतिनिधित्व करता है। सेंसर के अन्य तकनीकी विनिर्देशों को संकल्प के संदर्भ में न्यूनतम इकाई के रूप में वर्णित किया गया है।

डिजिटल डिस्प्ले के साथ सेंसर और उपकरणों के लिए, रिज़ॉल्यूशन प्रदर्शित होने के लिए अंकों की न्यूनतम संख्या को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल कैलीपर का रिज़ॉल्यूशन 0.01 मिमी है, और संकेतक त्रुटि ± 0.02 मिमी है।

व्याख्या 2: संकल्प इकाइयों के साथ एक पूर्ण संख्या है। उदाहरण के लिए, एक तापमान सेंसर का संकल्प 0.1 ℃ है, एक त्वरण सेंसर का संकल्प 0.1g, आदि है।

व्याख्या 3: रिज़ॉल्यूशन एक संबंधित और बहुत समान अवधारणा है, जो एक माप के लिए एक सेंसर के संकल्प का प्रतिनिधित्व करता है।

मुख्य अंतर यह है कि संकल्प को सेंसर के संकल्प के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। यह सापेक्ष है और इसका कोई आयाम नहीं है। उदाहरण के लिए, तापमान सेंसर का रिज़ॉल्यूशन 0.1 ℃ है, पूर्ण रेंज 500 ℃ है, रिज़ॉल्यूशन 0.1/500 = 0.02%है।

2। पुनरावृत्ति:

परिभाषा: सेंसर की पुनरावृत्ति माप परिणामों के बीच अंतर की डिग्री को संदर्भित करती है जब माप को एक ही स्थिति के तहत एक ही दिशा में कई बार दोहराया जाता है।

व्याख्या 1: एक सेंसर की पुनरावृत्ति समान शर्तों के तहत प्राप्त कई मापों के बीच अंतर की डिग्री होनी चाहिए। यदि माप की स्थिति बदल जाती है, तो माप परिणामों के बीच की तुलना गायब हो जाएगी, जिसका उपयोग पुनरावृत्ति का आकलन करने के लिए आधार के रूप में नहीं किया जा सकता है।

व्याख्या 2: सेंसर की पुनरावृत्ति सेंसर के माप परिणामों के फैलाव और यादृच्छिकता का प्रतिनिधित्व करती है। इस तरह के फैलाव और यादृच्छिकता का कारण यह है कि विभिन्न यादृच्छिक गड़बड़ी अनिवार्य रूप से सेंसर के अंदर और बाहर मौजूद हैं, जिसके परिणामस्वरूप सेंसर के अंतिम माप परिणाम यादृच्छिक चर की विशेषताओं को दिखाते हैं।

व्याख्या 3: यादृच्छिक चर के मानक विचलन का उपयोग एक प्रजनन योग्य मात्रात्मक अभिव्यक्ति के रूप में किया जा सकता है।

व्याख्या 4: कई दोहराए गए मापों के लिए, एक उच्च माप सटीकता प्राप्त की जा सकती है यदि सभी मापों का औसत अंतिम माप परिणाम के रूप में लिया जाता है।

3। रैखिकता:

परिभाषा: रैखिकता (रैखिकता) आदर्श सीधी रेखा से सेंसर इनपुट और आउटपुट वक्र के विचलन को संदर्भित करती है।

व्याख्या 1: आदर्श सेंसर इनपुट/आउटपुट संबंध रैखिक होना चाहिए, और इसका इनपुट/आउटपुट वक्र एक सीधी रेखा (नीचे दी गई आकृति में लाल रेखा) होनी चाहिए।

हालांकि, वास्तविक सेंसर में अधिक या कम की कई तरह की त्रुटियां हैं, जिसके परिणामस्वरूप वास्तविक इनपुट और आउटपुट वक्र आदर्श सीधी रेखा नहीं है, लेकिन एक वक्र (नीचे दिए गए चित्र में हरी वक्र)।

रैखिकता सेंसर की वास्तविक विशेषता वक्र और ऑफ-लाइन लाइन के बीच अंतर की डिग्री है, जिसे गैर-रेखीयता या नॉनलाइनर त्रुटि के रूप में भी जाना जाता है।

व्याख्या 2: क्योंकि सेंसर और आदर्श रेखा की वास्तविक विशेषता वक्र के बीच का अंतर माप के विभिन्न आकारों में अलग -अलग है, पूर्ण रेंज मान के अंतर के अधिकतम मूल्य का अनुपात अक्सर पूर्ण रेंज रेंज में उपयोग किया जाता है। मूल रूप से, रैखिकता भी एक सापेक्ष मात्रा है।

व्याख्या 3: क्योंकि सेंसर की आदर्श रेखा सामान्य माप की स्थिति के लिए अज्ञात है, इसे प्राप्त नहीं किया जा सकता है। इस कारण के लिए, एक समझौता विधि अक्सर अपनाई जाती है, अर्थात, सीधे फिटिंग लाइन की गणना करने के लिए सेंसर के माप परिणामों का उपयोग करके जो आदर्श रेखा के करीब है। विशिष्ट गणना विधियों में एंड-पॉइंट लाइन विधि, सर्वोत्तम रेखा विधि, कम से कम वर्ग विधि और उस पर इतना शामिल है।

4। स्थिरता:

परिभाषा: स्थिरता समय की अवधि में अपने प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए एक सेंसर की क्षमता है।

व्याख्या 1: स्थिरता यह जांचने के लिए मुख्य सूचकांक है कि क्या सेंसर एक निश्चित समय सीमा में स्थिर रूप से काम करता है। सेंसर की अस्थिरता का नेतृत्व करने वाले कारक मुख्य रूप से तापमान बहाव और आंतरिक तनाव रिलीज शामिल हैं। इसके अलावा, स्थिरता में सुधार के लिए तापमान मुआवजा और उम्र बढ़ने के उपचार को बढ़ाने में मददगार है।

व्याख्या 2: स्थिरता को समय अवधि की लंबाई के अनुसार अल्पकालिक स्थिरता और दीर्घकालिक स्थिरता में विभाजित किया जा सकता है। जब अवलोकन का समय बहुत कम होता है, तो स्थिरता और दोहराव करीब होते हैं। इसके अलावा, स्थिरता सूचकांक मुख्य रूप से दीर्घकालिक स्थिरता की जांच करता है। समय की विशिष्ट लंबाई, पर्यावरण के उपयोग के अनुसार और आवश्यकताओं को निर्धारित करने के लिए।

व्याख्या 3: स्थिर त्रुटि और सापेक्ष त्रुटि दोनों का उपयोग स्थिरता सूचकांक की मात्रात्मक अभिव्यक्ति के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक तनाव प्रकार बल सेंसर में 0.02%/12h की स्थिरता होती है।

5। नमूना आवृत्ति:

परिभाषा: नमूना दर माप परिणामों की संख्या को संदर्भित करती है जो प्रति यूनिट समय सेंसर द्वारा नमूना लिया जा सकता है।

व्याख्या 1: नमूनाकरण आवृत्ति सेंसर की गतिशील विशेषताओं का सबसे महत्वपूर्ण संकेतक है, जो सेंसर की तेजी से प्रतिक्रिया क्षमता को दर्शाता है। सैंपलिंग आवृत्ति तकनीकी संकेतकों में से एक है जिसे पूरी तरह से माप के तेजी से परिवर्तन के मामले में माना जाना चाहिए। शैनन के नमूने कानून के अनुसार, सेंसर के नमूने को कम करने के लिए कम नहीं होना चाहिए।

व्याख्या 2: विभिन्न आवृत्तियों के उपयोग के साथ, सेंसर की सटीकता भी तदनुसार भिन्न होती है। जनन रूप से बोलना, नमूना आवृत्ति जितनी अधिक होगी, माप सटीकता कम होगी।

सेंसर की उच्चतम सटीकता अक्सर सबसे कम नमूनाकरण गति से या यहां तक ​​कि स्थैतिक शर्तों के तहत प्राप्त की जाती है। सेंसर चयन में सटीक, सटीक और गति को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

सेंसर के लिए पांच डिज़ाइन टिप्स

1। बस टूल से शुरू करें

पहले कदम के रूप में, इंजीनियर को अज्ञात को सीमित करने के लिए एक बस टूल के माध्यम से सेंसर को पहले कनेक्ट करने का दृष्टिकोण लेना चाहिए। बस टूल एक व्यक्तिगत कंप्यूटर (पीसी) को जोड़ता है और फिर सेंसर के I2C, SPI, या अन्य प्रोटोकॉल को जोड़ता है। सेंसर को "टॉक"। बस उपयोगिता का संदर्भ, डेवलपर एम्बेडेड स्तर पर संचालित करने का प्रयास करने से पहले अनुभाग कैसे काम करता है, इसकी समझ पाने के लिए डेवलपर संदेश भेज सकता है और प्राप्त कर सकता है।

2। पायथन में ट्रांसमिशन इंटरफ़ेस कोड लिखें

एक बार जब डेवलपर ने बस टूल के सेंसर का उपयोग करने की कोशिश की है, तो अगला कदम सेंसर के लिए एप्लिकेशन कोड लिखना है। सीधे माइक्रोकंट्रोलर कोड में कूदने के लिए, पायथन में एप्लिकेशन कोड लिखें। पायथन में एप्लिकेशन कोड लिखें। एक एम्बेडेड वातावरण में परीक्षण के रूप में जटिल के रूप में। उच्च-स्तरीय कोड को बढ़ाना गैर-एम्बेडेड इंजीनियरों के लिए एक एम्बेडेड सॉफ्टवेयर इंजीनियर की देखभाल के बिना सेंसर स्क्रिप्ट और परीक्षणों के लिए आसान बना देगा।

3। माइक्रो पायथन के साथ सेंसर का परीक्षण करें

पायथन में पहला एप्लिकेशन कोड लिखने के फायदों में से एक यह है कि बस-यूटिलिटी एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग इंटरफ़ेस (एपीआई) को एप्लिकेशन कॉल को माइक्रो पायथन को कॉल करके आसानी से स्वैप किया जा सकता है। एमिक्रो पायथन रियल-टाइम एम्बेडेड सॉफ्टवेयर में रन करता है, जिसमें इंजीनियरों के लिए कई सेंसर हैं जो इसके मूल्य को समझने के लिए हैं। माइक्रो पायथन एक कॉर्टेक्स-एम 4 प्रोसेसर पर चलता है, और यह एक अच्छा वातावरण है जिसमें से एप्लिकेशन कोड को डीबग करना है। केवल यह सरल नहीं है, यहां I2C या SPI ड्राइवरों को लिखने की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि वे पहले से ही माइक्रो पायथन के फ़ंक्शन लाइब्रेरी में शामिल हैं।

4। सेंसर आपूर्तिकर्ता कोड का उपयोग करें

कोई भी नमूना कोड जो एक सेंसर निर्माता से "स्क्रैप" किया जा सकता है, इंजीनियरों को यह समझने के लिए एक लंबा रास्ता तय करना होगा कि सेंसर कैसे काम करता है। असुविधाजनक रूप से, कई सेंसर विक्रेता एम्बेडेड सॉफ़्टवेयर डिज़ाइन में विशेषज्ञ नहीं हैं, इसलिए सुंदर वास्तुकला और लालित्य का उत्पादन-तैयार उदाहरण खोजने की उम्मीद न करें। "स्पेगेटी" के रूप में शुरू करें, लेकिन निर्माताओं की समझ को समझते हुए कि उनके सेंसर कैसे काम करते हैं, उत्पाद लॉन्च होने से पहले कई बर्बाद सप्ताहांतों में कटौती करने में मदद करेंगे।

5. सेंसर संलयन कार्यों की एक पुस्तकालय का उपयोग करें

संभावनाएं हैं, सेंसर का ट्रांसमिशन इंटरफ़ेस नया नहीं है और इससे पहले नहीं किया गया है। सभी कार्यों के सभी कार्यों के पुस्तकालयों, जैसे कि "सेंसर फ्यूजन फ़ंक्शन लाइब्रेरी" जैसे कई चिप निर्माताओं द्वारा प्रदान किया गया है, डेवलपर्स को जल्दी से सीखने में मदद करते हैं, या इससे भी बेहतर, और उत्पाद वास्तुकला को फिर से बनाने के चक्र से बचें। लगभग सार्वभौमिक या कम पुन: प्रयोज्य। सेंसर संलयन कार्यों के इन पुस्तकालयों को जोड़ें और उनकी ताकत और कमजोरियों को सीखें।

जब सेंसर को एम्बेडेड सिस्टम में एकीकृत किया जाता है, तो डिजाइन के समय और उपयोग में आसानी को बेहतर बनाने में मदद करने के लिए कई तरीके हैं। डेवलपर्स कभी भी यह सीखकर "गलत" नहीं कर सकते हैं कि कैसे सेंसर डिजाइन की शुरुआत में उच्च स्तर के अमूर्तता से काम करते हैं और उन्हें निचले स्तर के सिस्टम में एकीकृत करने से पहले। आज उपलब्ध संसाधनों को "मैदान में दौड़ने के लिए हिट करने" में मदद करेगा।