姿態(tài)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(zhuǎn)換元件和信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路。有時,需要輔助電源來提供轉(zhuǎn)換能量。敏感元件是指傳感器中能夠直接感受或響應(yīng)測量的部分。轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能夠?qū)⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測信號轉(zhuǎn)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(jīng)過信號調(diào)理、轉(zhuǎn)換、放大、運算和調(diào)制后才能顯示和控制。
隨著半導(dǎo)體器件和集成技術(shù)在傳感器、傳感器模塊和集成電路傳感器中的應(yīng)用,如集成溫度傳感器AD590、DS18B20等。將傳感器的信號調(diào)理和轉(zhuǎn)換電路與敏感元件集成在同一芯片上。
2、導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)的原理
飛行中彈道導(dǎo)彈繞質(zhì)心運動通常用3個飛行姿態(tài)角(滾動、偏航和俯仰)及其變化率來描述。其姿態(tài)控制系統(tǒng)一般由3個基本通道組成,分別穩(wěn)定和控制導(dǎo)彈的滾動、偏航和俯仰姿態(tài)。各通道組成基本相同,由敏感裝置、變換放大裝置和執(zhí)行機構(gòu)組成。①敏感裝置用于測量導(dǎo)彈的姿態(tài)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(wěn)定性提供導(dǎo)彈姿態(tài)角測量基準(zhǔn),通過角度傳感器輸出與導(dǎo)彈姿態(tài)角偏差成比例的電信號。慣性平臺是為導(dǎo)彈提供測量坐標(biāo)基準(zhǔn).利用彈體相對于慣性平臺框架間的轉(zhuǎn)動來產(chǎn)生姿態(tài)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(dǎo)彈的姿態(tài)角速率,經(jīng)換算給出導(dǎo)彈姿態(tài)角變化信號。有些導(dǎo)彈還采用加速度計等作為敏感裝置,以實現(xiàn)彈體載荷和質(zhì)心偏移的最小控制。②變換放大裝置用于對各姿態(tài)信號和制導(dǎo)指令信號按一定控制規(guī)律進行運算、校正和放大并輸出控制信號。姿態(tài)控制系統(tǒng)按傳遞的信號形式可分為模擬式和數(shù)字式。在模擬式姿態(tài)控制系統(tǒng)中,所傳遞的信號是連續(xù)變化的物理量,主要由校正網(wǎng)絡(luò)和放大器等組成。在數(shù)字式姿態(tài)控制系統(tǒng)中,所有信號都被轉(zhuǎn)化為數(shù)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(zhí)行機構(gòu),又稱伺服機構(gòu)。有電動、氣動和液壓等類型。用于將電信號轉(zhuǎn)變成機械動作,其工作過程是:根據(jù)控制信號驅(qū)動舵面或擺動發(fā)動機,產(chǎn)生使彈體繞質(zhì)心運動的控制力矩,以穩(wěn)定或控制導(dǎo)彈的飛行姿態(tài)。產(chǎn)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(gòu)(或舵機)驅(qū)動空氣舵產(chǎn)生氣動控制力矩,它能有效地穩(wěn)定和控制導(dǎo)彈在大氣層內(nèi)飛行;推力向量控制方式是由伺服機構(gòu)改變推力向量產(chǎn)生控制力矩,它有燃?xì)舛?、液體(或氣體)二次噴射、擺動發(fā)動機、擺動噴管或姿態(tài)控制發(fā)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(fā)動機工作情況下進行。導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)中的敏感裝置、變換放大裝置和執(zhí)行機構(gòu)等與彈體(控制對象)一起構(gòu)成導(dǎo)彈姿態(tài)控制閉環(huán)回路。大型導(dǎo)彈(火箭)的姿態(tài)控制系統(tǒng)多采用姿態(tài)角、姿態(tài)角速度和線加速度的多回路閉環(huán)控制。當(dāng)制導(dǎo)指令信號為零時,如果導(dǎo)彈在干擾力矩作用下使彈體姿態(tài)角發(fā)生變動,則敏感裝置敏感其信號,經(jīng)過回路負(fù)反饋產(chǎn)生控制力矩與干擾力短相平衡;當(dāng)干擾力矩消除后,控制力矩自動消失,從而使導(dǎo)彈的姿態(tài)角保持穩(wěn)定。當(dāng)制導(dǎo)指令信號不為零時,信號經(jīng)過閉環(huán)回路產(chǎn)生控制力矩,控制導(dǎo)彈的姿態(tài)角,以實現(xiàn)導(dǎo)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(guī)律將探測到的量轉(zhuǎn)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(biāo)記刻度,刻度是一定的定律,然后根據(jù)這個定律進行測量,物體的長度,以及便于應(yīng)用的數(shù)字距離。
比如光敏電阻器是一種光電轉(zhuǎn)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(nèi)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(yīng)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(guī)律將被測量轉(zhuǎn)換成其他易于處理的物理量,必須有一個特定的規(guī)律存在于傳感器本身。
2. 傳感器原則特性
靜態(tài)特性——傳感器的靜態(tài)特性是指靜態(tài)輸入信號在傳感器的輸出和輸入之間的相關(guān)性。
動態(tài)特性——所謂的動態(tài)特性是指當(dāng)輸入發(fā)生變化時傳感器的輸出特性。在實際工作中,傳感器的動態(tài)特性通常用其對特定標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。
線性——在正常情況下,傳感器的實際靜態(tài)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(biāo)度讀數(shù),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(biāo)。
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(zhì)的溫度、發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況等,轉(zhuǎn)化成電信號輸給計算機,以便發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài)。
汽車傳感器過去單純用于發(fā)動機上,已擴展到底盤、車身和燈光電氣系統(tǒng)上了。這些系統(tǒng)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(nèi)的絕對壓力大小的變化,是向ECU(發(fā)動機電控單元)提供計算噴油持續(xù)時間的基準(zhǔn)信號;
2、空氣流量計:測量發(fā)動機吸入的空氣量,提供給ECU作為噴油時間的基準(zhǔn)信號;
3、節(jié)氣門位置傳感器:測量節(jié)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(zhǔn)信號;
4、曲軸位置傳感器:檢測曲軸及發(fā)動機轉(zhuǎn)速,提供給ECU作為確定點火正時及工作順序的基準(zhǔn)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(zhǔn)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(jié)氣門開度、凸輪軸、曲軸、變速器的角度和速度、排氣再循環(huán)閥(EGR)的位置等)。
還有用于測量發(fā)動機負(fù)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(tǒng)和懸架控制裝置中測定車輪轉(zhuǎn)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(cè)量、頂置式氣囊以及更精巧的側(cè)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(cè)向加速度、每個車輪的瞬時速度及所需的轉(zhuǎn)矩,使制動系統(tǒng)成為汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的一個組成部分。
責(zé)任編輯:David
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