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泰州无线应变传感器厂家

时间:2021-09-09 09:43 来源:网络整理 转载
泰州无线应变传感器厂家,八方资源网云集了众多的泰州无线应变传感器厂家供应商,采购商,制造商。这是 泰州无线应变传感器厂家 的详细页面。无线传感器网络结构


上海豫淞电子科技有限公司

无线传感器网络结构介绍


无线传感器网络系统通常包括汇聚节点(Sink node)、传感器节点(Sensor node)与管理节点。


大量传感器节点随机部署在监测区域附近或者内部,传感器节点检测的数据沿着其他的传感器节点逐条地进行传输,在传输的过程中检测数据可能会被多个节点进行处理,经过跳后路由到汇聚的节点,然后通过卫星或者互联网传输到达管理节点,而用户通过对节点的管理对传感器网络进行管理、发布监测数据和管理。

应变片式传感器工作原理及特性
1、电阻应变片工作原理


电阻应变片的工作原理是基于应变效应,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应发生变化,这种现象称为“应变效应”。


2、应变片的种类、材料及粘贴


金属电阻应变片的种类有丝式和箔式两种。


1)丝式:直径0.01~0.05mm,材料为胶膜、纸、玻璃纤维布等。



图1 金属电阻应变片的结构


2)箔式应变片:直径0.003~0.01mm





原理:它是利用照相制版或光刻腐蚀法将电阻箔材在绝缘基底上制成各种图形的应变片;


优点:


1)敏感栅尺寸准确,线条均匀;


2)其弯头横向效应可以忽略;


3)可通过较大的电流;


4)散热性好,寿命长;


5)生产**;


3、电阻应变片的特性


(一)电阻应变片主要特性:


1)灵敏系数


2)横向效应


3)机械滞后,零漂及蠕变


4)温度效应


5)应变**、疲劳寿命


6)动态响应特性


(二)应变片的温度误差及补偿


由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差,称为应变片的温度误差。


1)电阻温度系数的影响


敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示:


Rt=R0(1+α0Δt)       ΔRα=Rt-R0=R0α0Δt


2)试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。试件与电阻丝线膨胀系数不同时,产生附加电阻变化。





由于温度变化而引起的应变片总电阻相对变化量为:





可知,因环境温度变化而引起的附加电阻的相对变化量,除了与环境温度有关外,还与应变片自身的性能参数(K0, α0, βs)以及被测试件线膨胀系数βg有关。


通常温度误差补偿方法有两类:


1)线路补偿法







补偿:


①R3=R4;


②R1和RB相同;


③粘贴材料一样;


④同一温度场


2)应变片的自补偿法





则被测试件的线膨胀系数βg已知时,如果合理选择敏感栅材料,则达到温度自补偿的目的。


(三)应变片式电阻传感器的测量电路


直流电桥


直流电桥平衡条件


直流电桥电压灵敏度


电桥的非线性误差


直流电桥平衡条件:





交流电桥


交流电桥的平衡条件


交流应变电桥的输出特性及平衡调节


直流电桥输出电压很小,须放大但直流放大器易于产生零漂。





交流电桥平衡调节:





(四)电阻应变片的选择、粘贴技术


1)目测电阻应变片有无折痕.断丝等缺陷,有缺陷的应变片不能粘贴。


2)用数字万用表测量应变片电阻值大小。同一电桥中各应变片之间阻值相差不得大于0.5欧姆.


3)试件表面处理:贴片处置用细纱纸打磨干净,用 酒精棉球反复擦洗贴处,直到棉球无黑迹为止。


4)应变片粘贴:在应变片基底上挤一小滴502胶水,轻轻涂抹均匀,立即放在应变贴片位置。


5)焊线:用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。


6)用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织,应大于500M欧。


7)应变片保护:用704硅橡胶覆于应变片上,防止受潮

无线传感器网络关键技术




1 拓扑控制




拓扑控制技术的主要功能是数据转发,同时通过控制功率或邻居节点来实现网络的覆盖度和连通度。良好的网络拓扑能够提高路由效率、降低网络能耗,以延长网络生存周期。拓扑控制作为WSN中的**问题,能够为数据融合、路由协议以及目标定位等提供技术支撑。




目前已有的拓扑控制算法分为节点功率控制和层次型拓扑控制两类。功率控制是通过调整传感器节点的发送功率,在满足网络覆盖率和连通性的前提下,尽可能减少节点发送功率。当每个节点的功率发生变化时,网络的拓扑结构也会发生变化,同时降低节点间的干扰,较终使网络达到较佳连通性。层次型拓扑控制利用分簇机制,让形成簇头节点,每个簇头节点成为一个骨干网将网络划分成多个簇,其他非骨干网节点可以暂时停止通信以降低网络能耗,只允许骨干网进行数据转发。


2 路由协议




在无线传感器网络中,网络连接需要根据实际情况,需联合合适且特定的算法还有系统软件建立的实时动态的连接,并不是采用一种事先安排好的连接方式。网络带宽、处理功耗等一些网路实时方面的影响因素是网络运行时必然要考虑的因素,因此,当网络出现意外时,网络根据实际情况能够实时地进行重构或是*新网络系统等操作。节点之间通信连接的可靠性是有限的,有时阴影衰落也是影响网络连接的因素之一,所以在设计满足网络需求的路由软件时要仔细考虑通信的可靠性问题。




3 数据融合




在WSN中,通过数据融合技术可以对传感器节点收集到的数据进行融合处理,去除冗余信息,节省网络能量,延长网络生命周期。此外,利用数据融合技术可以对网络内感知到的多份数据进行分析和综合处理以提高信息的准确度。然而,数据融合技术在进行数据处理时,会增加网络运行时间,造成网络的时间延迟。


4 时间同步




时间同步是需要协同工作的传感器网络系统的一个关键机制。在WSN中,节点间通常需要相互协作才能完成感知和监测功能,此时要求各个节点之间保持同样的时钟。目前已有的时间同步协议有RBS(参考广播同步)、Tiny/miniSync(微小/迷你同步)以及TPSN(Timing-sync协议的传感器网络)。



5 定位技术




在WSN的实际应用中,用户不仅关注传感器节点在监测区域内的感知数据,也希望**这些节点的位置信息。因此,定位技术作为WSN中的关键技术具有十分重要的地位。




在WSN中传感器节点的定位方式分为两种:基于测距的定位和基于非测距的定位技术。基于测距的定位是通过测量节点间的距离和方向角度来确定待定位节点的坐标,此方法对节点硬件要求较高,能达到**定位;基于非测距的定位是通过网络内节点间的连通性来**待定位节点的较终坐标的,由于无需测量节点间的距离使得对节点的硬件要求较低,降低了网络的成本,但是定位精度不高。

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荷兰埃因霍温理工大学已经开发出一种尺寸很小的无线温度传感器。这种传感器可以利用射频信号来获得电力。


这意味着传感器不必连接任何线缆,而用户也不必为传感器更换电池。对于智能楼宇等应用而言,这将是发展中的重要一步。
未来,智能楼宇将布满传感器,从而即时响应住户的各类需求,而这样的传感器需要支持长时间使用,例如当用户走进房间时打开空调和灯光开关。然而,传感器必须是无线的,且不需要更换电池,才能满足这样的需求,否则在大楼内,用户每天都要为不同传感器更换电池。


埃因霍温理工大学研究人员高浩(Hao Gao,音)开发了这种传感器,而这也是他的博士学位研究课题。他开发的传感器仅有2平方毫米大小,重量仅为1.6毫克。


当前版本的传感器传感范围只有2.5厘米,研究人员计划在一年内使这一距离扩大至1米,而较终目标则是5米。传感器配备了专门的路由器,内置的天线则可以将射频电磁波传送给传感器,带来电力。由于能量传输**瞄准了传感器,因此路由器只消耗非常少的电力。此外,传感器自身的设计也使能耗保持在*低的水平。


这种传感器可以埋置在油漆、塑料和混凝土的下方。埃因霍温理工大学无线技术教授皮特·巴尔图斯(Peter Baltus)表示,这意味着传感器可以方便地用于建筑物内。


传感器内置的天线能通过路由器获得能源。传感器将会充电,而在电力足够后,传感器将会开机,测量温度,并将信号发送给路由器。基于测量到的温度,这一信号有着略微不同的频率。而根据频率的不同,路由器可以计算出实际温度。


同样的技术可以被用于其他类型的无线传感器,例如运动传感器、光线传感器,以及湿度传感器。巴尔图斯表示,这一技术的应用范围非常广泛,例如可用于支付系统、无线身份认证系统、智能楼宇,以及工业生产系统中。此外,这一技术的成本不高:在大规模量产的情况下,单个传感器价格可低至20美分。传感器的生产基于65纳米CMOS工艺。

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