灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值｡它是输出-输入特性曲线的斜率｡如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数｡否则,它将随输入量的变化而变化｡
数据采集系统的任务,具体地说,就是传感器从被测对象获取有用信息,并将其输出信号转换为计算机能识别的数字信号,然后送入计算机进行一定的处理,得出所需的数据｡同时,将计算得到的数据来进行显示､储存或打印,以便实现对某些物理量的监视,其中一部分数据还将被生产的全部过程中的计算机控制管理系统用来进行某些物理量的控制｡
数据采集系统一般由数据输入通道､数据存储与管理､数据处理､数据输出及显示这五个部分所组成｡输入通道要实现对被测对象的检测､采样和信号转换等工作｡数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来,建立相应的数据库,并来管理和调用｡数据处理就是从采集到的原始数据中,删除干扰噪声､无关信息和不必要的信息,提取出反映被测对象特征的重要信息｡另外,就是对数据来进行统计分析,以便于检索;或者把数据恢复成原来的物理量形式,以可输出的形态在输出设备上输出,如打印､显示､绘图等｡数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示｡
本设计基于单片机设计的便携式酒精气体探测仪,可用来检测酒精气体浓度,最主要的用途是检测司机的酒精含量｡酒后驾车发生意外事故的机率高达27%｡随着摄入酒精量的增加,选择反应错误率明显地增加,当血液中酒精含量由0.5‰增至1‰,发生车祸的可能性便增加5倍,如果增至1.5‰,可能性再增加6倍｡机动车驾驶人员“酒后驾车”及“醉酒驾车”极易发生道路交互与通行事故,严重危害了道路交通安全和人民生命财产安全｡人饮酒后,酒精通过消化系统被人们的身体吸收,经过血液循环,约有90%的酒精通过肺部呼气排出,因此测量呼气中的酒精含量,就可判断其醉酒程度｡开车司机只要将嘴对着传感头使劲吹气,仪器就能发上显示出酒精浓度的高低,从而判断该司机是否酒后驾车,避免事故的发生｡当然,最好的办法是在车内安装这种测试仪,司机一进入车内检测仪就检测司机的酒精含量,如果超出允许值,系统控制引擎无法启动,这样就可从根本上解决酒后驾车问题｡
通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线｡在实际在做的工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线､线性度(非线性误差)就是这一个近似程度的一个性能指标｡拟合直线的选取有多种方法｡如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线数据采集子程序程序框图31
喝酒后,呼出的气体会有酒味,表情行为会有反常｡远古时代人们利用鼻子作为传感器,进行简单的呼出气体酒精测量｡19世纪末出现了用体液对酒精进行定量分析｡1927年,有科学家建议使用呼出气体做酒精浓度分析｡用足球胆收集呼出气体后,通过硫酸和重铬酸钾的混合溶液,溶液的颜色会发生蓝一绿一黄的变化,同已知酒精浓度的标准试剂色管比较,就得到相应的BAC｡现在,肺泡气中酒精的测量技术有了很大的进步,有先进微处理器的酒精测试仪已被商品化｡慢慢的变多的国家开始禁止酒后驾车｡精确的呼出气体酒精测试和传统的法医血液酒精分析相比有许多优点,例如,进行无毒的采样,能进行现场处理,这样为交警节省了时间,使交通控制更高效,能避免运输和贮存有艾滋病病毒和肝炎病毒的血样｡
电阻式传感器是将被测量,如位移､形变､力､加速度､湿度､温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件｡主要有电阻应变式､压阻式､热电阻､热敏､气敏､湿敏等电阻式传感器件｡
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化｡电阻应变片主要有金属与半导体两类,金属应变片有金属丝式､箔式､薄膜式之分｡半导体应变片具有灵敏度较高(通常是丝式､箔式的几十倍)､横向效应小等优点｡
酒精气体浓度探测仪在生产生活中也有重要的应用,比如,在一些环境要求严格的生产车间,用这种酒精浓度探测仪,可随时检测车间内的酒精气体浓度,当酒精气体浓度高于允许限定值时,发出警报,提醒｡
“数据采集”是指将温度､压力､流量､位移等模拟量采集转换成数字量后,再由计算机进行存储､处理､显示或打印的过程｡相应的系统称为数据采集系统｡从严格意义上说,数据采集系统应该是用计算机控制的多路数据自动检验测试或巡回检测,还可以对数据实行存储､处理､分析计算,以及从检测的数据中提取可用的信息,供显示､记录､打印或描绘的系统｡总之,不论在哪个应用领域中,数据的采集与处理越及时,工作效率就越高,取得的经济效益就越大｡
传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系｡因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述｡表征传感器静态特性的主要参数有:线性度､灵敏度､分辨力和迟滞等｡
近年来,随着我们国家经济的发展,人民的生活水平提升,慢慢的变多的人有了自己的私家车,而酒后驾车造成的交通事故也频频发生｡机动车驾驶人员“酒后驾车”极易发生道路交互与通行事故,严重危害了道路交通安全和人民生命财产安全｡人饮酒后,酒精通过消化系统被人们的身体吸收,经过血液循环,约有90%的酒精通过肺部呼气排出,因此测量呼气中的酒精含量,就可判断其醉酒程度｡
本设计实现了对不同浓度酒精的检测和显示,通过适当改进能够适用于检测酒后驾车｡本文用AT89S51单片机与MQ-3型气体传感器实现了对酒精浓度的测量,并对测量数据来进行显示,同时利用二极管简单显示浓度的高低,在设计允许值时发出报警｡
所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性｡在实际在做的工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示｡这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间有一定的关系,往往知道了前者就能推定后者｡最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示｡
热电阻传感器主要是利用电阻值随气温变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数｡在温度检测精度要求பைடு நூலகம்较高的场合,这种传感器比较适用｡目前比较广泛的热电阻材料为铂､铜､镍等,它们具有电阻温度系数大､线性好､性能稳定､使用温度范围宽､加工容易等特点｡用于测量-200°C~ 500°C范围内的温度｡
压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件｡其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式｡当基片收到外部作用力作用而产生形变时,各电阻值将发生明显的变化,电桥就会产生相应的不平衡输出｡用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器慢慢的受到人们的重视,尤其是以测压和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍｡
(1)按传感器的物理量分类,可分为位移､力､速度､温度､流量､气体成份等传感器｡
(2)按传感器工作原理分类,可分为电阻､电容､电感､电压､霍尔､光电､光栅热电偶等传感器｡
(3)按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和“0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器｡
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量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”｡传感器是一种检测装置,可以感觉到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输､处理､存储､显示､记录和控制等要求｡它是实现自动检验测试和自动控制的首要环节｡
