《机器人传感器》第3章 智能传感器.pptxVIP

机器人传感器;;;1.定义与特点

;;智能传感器和普通传感器系统的区分并不非常明确。智能传感器的这些特征一般都是通过新型的微控制器（Micro-ControllerUnit，MCU）驱动的，MCU可以用于数字信号处理（DigitalSignalProcessing，DSP）、基线校正、数据处理、数据存储支持、电源管理和接口功能。;;;2.构成;;DIP型智能压力传感器结构框图;;;;;;;;;;;;;;;;;（1）CXTILT02E倾斜传感器：

CXTILT02E倾斜传感器能提供可靠的分辨率、动态响应时间和精确度。它采用两个微机械加速度计，一个沿着X轴，另一个沿着Y轴，用于测量物体相对于水平面的倾斜（又称横滚）和俯仰角。;;;;;;;;目录/Contents;;河南工学院;;;;;;;;;;目录/Contents;;;;;（1）基本性能：

VG700CA主要为输出滚动角和俯仰角设计，但是其内部包含3个加速度传感器和3个光纤陀螺以及1个温度传感器.除了可以输出滚动角和俯仰角外，还可以输出3轴加速度信号和3轴角速率信号。

VG700CA系列陀螺滚动角和俯仰角的测试范围分别为－180°~+180°和－90°~+90°，静态精度小于±0.5°，动态精度不大于±2°；角速率测量范围为－200（°）/s~+200°（°）/s，偏差不大于±0.03（°）/s，非线性小于1%FS，比例因子精度为2%，带宽大于100Hz；加速度测量范围为±（2~10）g，比例因子精度小于±1%，非线性小于±1%FS。

VG700CA既可以通过RS-232串行接口输出数字信号，也可以通过数模转换器输出模拟信号。所有模拟量输出经过缓冲，可直接传输给数据采集设备。VG700CA系列使用10~30V直流电源，输入电流必须小于0.75A，可在－40~71℃环境中工作。;（2）功能框图：

VG700CA的内部功能框图如图所示。加速度传感器、角速率陀螺和温度传感器的原始输出信号为模拟电压。经过14位A/D转换器模拟信号转化为数字信号传送到处理器，进行数据校准和温度补偿。通过RS-232和12位数模转换器输出数字和模拟信号。;;;（1）基本性能：

VG991（D）光纤陀螺的量程为150（°）/s，比例因子为20mV/[（°）/s]，噪声为2μV/Hz0.5。模拟输出滤波器截止频率为450Hz。VG991（D）既可以输出数字信号，也可以输出模拟信号。VG991（D）的工作电源为+5VDC（从4.9~5.5V），工作温度为－30°~70℃。;

J数???部件。包括接口板DC02、DC01、DC7716。DC02用来形成数字板的信号，包括A/D转换器输入的校准电路；DC7716是带22位A/D转换和32MHzDSP的数字板，用来对DC02信号数字化，使其和装入DSP的算法一致，通过DSP逻辑输出驱动DC01。JSLD模块。光纤耦合集成二极管，具有0.82μm波长和0.1mW的光纤电源，SLD芯片通过焊接而成。

;;;（1）ADXRS401的性能特点：

ADXRS401是基于“音叉陀螺仪”（TuningForkGyro）的原理，采用表面显微机械加工工艺和高容量BMOS半导体工艺而制成的功能完善价格低廉的角速率传感器，内部包含两个角速率传感器、共鸣环、信号调理器等电路，真正实现了角速率陀螺仪的单片集成化。其输出电压与偏航角速率成正比，电压的极性则代表转动方向。

;ADXRS401测量偏航角速率的范围是±75（°）/s，线性放大因子为15mV/[（°）/s]，零位输出电压为2.50V。非线性误差为±0.1%FS（FS代表满量程），角速率噪声10Hz，带宽为3mV。－3dB带宽为40Hz，固有频率为14kHz，角速率噪声密度为0.2[（°）/s]Hz0.5。通过外部电阻和电容还可分别设定测量角速率的范围、带宽及零位输出电压。

ADXRS401内部包含电压输出式温度传感器（其电压比例因子为+8.4mV/K）、+2.5V基准电压源和电荷泵式DC/DC电源变换器（简称泵电源）。利用泵电源可将+5V电源升压到+12V，供内部电路使用。分别在ADXRS401角速率传感器的ST1、ST2端子接上高电平，即可模拟出对应于－50（°）/s或+50（°）/s角速率时输出电压的变化量，以检查系统是否能正常工作。还可以选择上电自检模式或手动自检模式。补偿技术采用精密参考电压源及温度补偿输出，两个数字自检输入可以激活传感器测试对两个传感器的正确操作和信号调理电路。;（2）ADXRS401的工作原理：

ADXRS401采用BGA-32型金属