传感器构成:传感器是由哪些部分组成?

2021/11/04 17:45 · 传感器知识资讯 ·  · 传感器构成:传感器是由哪些部分组成?已关闭评论
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传感器构成:传感器是由哪些部分组成?振动传感器由哪些部分组成,其类型有哪些水平的提高,各行各业都开始使用大数据手段和智能制造,从而带动生产生活的进步!传感器在进行工程自动化系统的检测过程中,以及对工作环境和操作对象进行检测时,传感器就可以发挥巨大的作用,将监测到的数据转化后提供给机电一体化系统,确保其运行的准确与可靠。2021

传感器构成:传感器是由哪些部分组成?

振动传感器由哪些部分组成,其类型有哪些

水平的提高,各行各业都开始使用大数据手段和智能制造,从而带动生产生活的进步!传感器在进行工程自动化系统的检测过程中,以及对工作环境和操作对象进行检测时,传感器就可以发挥巨大的作用,将监测到的数据转化后提供给机电一体化系统,确保其运行的准确与可靠。

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传感器构成:传感器是由哪些部分组成?  第1张

传感器构成:传感器的三个组成部分

1.3.1 Kinect的结构组成
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1.3 Kinect体感交互技术原理

初看Kinect,你或许只看到了3个小摄像头,那么Kinect究竟是怎样实现体感交互的呢?Kinect for Windows SDK又有哪些基本功能呢?本节将揭开Kinect在硬件、软件方面的神秘面纱。

1.3.1 Kinect的结构组成

图1-2给出了Kinect的整体结构。Kinect一共有3个摄像头,中间一个是RGB摄像头,用来获取640×480的彩色图像,每秒钟最多获取30帧图像;两边的是两个深度传感器,左侧的是红外线发射器,右侧的是红外线接收器,用来检测玩家的相对位置。Kinect的两侧是一组四元麦克风阵列,用于声源定位和语音识别;下方还有一个带内置马达的底座,可以调整俯仰角。

(点击查看大图)图1-2 Kinect硬件结构
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如果打开Kinect传感器的外壳(通常建议不这么做),你会发现一个结构复杂的设备,其中包含很多的感应器元件和处理芯片。事实上,内部传感器栏上甚至有一个小风扇,用于冷却所有的电子器件。

相对而言,Kinect是比较容易拆卸的,如图2-4所示。Kinect的电子芯片很多都采用非焊组装的方式,如果你能得到备换的零件,修复率应该会很高。

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如图2-5所示,除了语音指令和体感操作指令外,Kinect没有其他形式的用户输入,其输入系统的关键是由麦克风和摄像头组成的感应器系统。

如图2-6所示,Kinect内部的确比想象中要复杂得多,其主板并非标准的单板压模工艺,而是分拆为成三个独立的部分,并且配有专用冷却风扇。

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PrimeSense技术是微软Kinect传感器系统的基础。最初,该传感器被设计为与微软Xbox 360控制台游戏系统的自然人机交互输入。它的工作原理容易理解,但执行过程相当复杂。PS1080系统级芯片(SoC)则是一款完美支持PrimeSense技术的产品,可以将其理解为Kinect的“心脏”。

从外观上看,Kinect也有三只“眼睛”,它们自左向右分别是红外投影机、彩色摄像头、红外深度投影头。此外,Kinect还暗藏着四只“耳朵”—L形布局的麦克风阵列。

PS1080这款芯片独立地管理音频和视频信息,这些信息都可以通过USB接口进行访问。USB仅为PrimeSense单元提供电源,Kinect还需要额外的电源供给它的伺服系统。

以下是Kinect的组件的完整列表:

?外壳、底座及4个不同类型的螺钉;

?Moving Touch传动马达电动机(用于仰角控制);

?散热风扇;

?彩色摄像头;

?红外摄像头;

?红外投影机;

?麦克风阵列(4个);

?3部分主板;

?14种关键芯片。

注意 核心的Primesense芯片来自以色列、存储芯片来自韩国三星,部分零配件来自中国台湾。Kinect和Xbox 360一样,都是在中国广东组装制造。

对Kinect的核心芯片描述的摘要如下:

?Wolfson Stereo ADC with microphone preamp(立体声ADC与麦克风前置放大器);

?Fairchild N-Channel PowerTrench MOSFET;

?NEC USB 2.0 hub controller(USB 2.0集线器控制器);

?Unidentified SAP package chip;

?Camera interface controller(摄像头控制芯片);

?Hynix 512Mb DDR2 SDRAM;

?Analog Devices CMOS Rail-to-Rail Output Operational Amplifier(CMOS运算放大器);

?TI 8-bit, 8-channel Sampling A/D converter;

?Allegro low voltage stepper and single/dual motor driver(低功率步进器和单/双直流电动机驱动器);

?ST 8Mbit NV flash memory(8MB闪存);

?Marvell SoC camera interface controllerAP102(附带摄像头接口控制器的SoC);

?PrimeSense PS1080 image sensor processor(SoC成像传感器处理器,PrimeSense的核心芯片);

?TI USB audio controller (音频控制器);

?KionixKXSD9 accelerometer (三轴加速度,测量是否水平,计算偏移用于补偿)。

你可以从网络上搜索到关于Kinect硬件拆解的相关文章。

Kinect的关键部件如图2-7所示。

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图2-7所示Kinect关键部件及说明如下:

1)麦克风阵列:声音从4个麦克风采集,同时过滤背景噪声,可定位声源。

2)红外投影机:主动投射近红外光谱,照射到粗糙物体、或是穿透毛玻璃后,光谱发生扭曲,会形成随机的反射斑点(称为散斑),进而能被红外摄像头读取。

3)红外摄像头:分析红外光谱,创建可视范围内的人体、物体的深度图像。

4)仰角控制马达:可编程控制仰角的马达,用于获取最佳视角。

5)USB线缆:支持USB 2.0接口,用于传输彩色视频流、深度流、音频流等。必须使用外部电源,传感器才能充分发挥其功能。(Kinect的功率达到了12W,而普通USB一般是2.5W。)

6)彩色摄像头:用于拍摄视角范围内的彩色视频图像。

接下来,分别从控制芯片、红外投影、视频输入、音频输入、姿态控制调整等方面来分析Kinect硬件的内部结构。
传感器构成:传感器是由哪些部分组成?  第2张

传感器构成:传感器的定义、组成及分类

传感器
?
?
一.
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传感器的定义
?
传感器是一种能感受
规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件
或装置,通常由敏感元件和转换元件组成


?
传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、
便于应用
的某种物理量的测量装置。其包含以下几个方面的含义:
?
1.
传感器是测量装置,能完成检测任务
?
2.
它的输入量是某一被测量,可能是物理量,也可能是化学量、生物量等
?
3.
输出量是某种物理量,这种量要便于传输、转换、处理、显示等等,这种量可
以是气、光、电量,但主要是电量。
?
4.
输入输出有对应关系,且应有一定的精确度。
?
二.传感器的组成
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传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成:
?
?
?
?
1.
敏感元件(
Sensitive?element
):直接感受被测量,并输出与被测量成确定
关系的某一物理量的元件。
?
2.
转换元件(
Transduction?
element
):以敏感元件的输出为输入,把输入转换
成电路参数。
?
3.
转换电路(
Transduction?
circuit
):上述电路参数接入转换电路,便可转换
成电量输出。
?
实际上,有些传感器很简单,仅由一个敏感元件(兼作转换元件)组成,它感受
被测量时直接输出电量。如热电偶。
?
有些传感器由敏感元件和转换元件组成,没有转换电路。
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传感器构成:传感器是由哪些部分组成?  第3张

传感器构成:传感器的组成

传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。有时还需外加辅助电源提供转换能量,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分;转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适合于传输或测量的电信号部分。 由于传感器输出信号一般都很微弱,因此传感器输出的信号一般需要进行信号调理与转换、放大、运算与调制之后才能进行显示和参与控制。 随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,已经实现了将传感器的信号调理转换电路与敏感元件一起集成在同一芯片上的传感器模块和集成电路传感器,如集成温度传感器AD590,DS18B20等。

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