传感器的动态特性标定

　　传感器的动态特性标定，实质L就是通过试验得到传感器动态性能指标的具体数值。试验方法常常因传感器形式(电的、光的、机械的等)不同而有所不同。但从原理上通常可分为阶跃信号响应法、正弦信号响应法、随机信号响应法和脉冲信号响应法等。

　　必须指出，标定系统中所用的标淮设备的时间常数应比待标定传感器小得多，传感器的标定与校准的概念而固有频率则应高得多。这样，标推设备的动态误差才可以忽略不计。

　　如果用冲市信号作为传感器的输入员，则传感器的系统传递函数为其输出信号的拉氏变换，由此可确定传感器的传递函数。

　　如果传感器届三阶以上的系统，则需分别求出传感器输入和输出的拉氏变换.或通过其他方法确定传感器的传递函数，或直接通过正弦响应法确定传感器的频率特性;再进行因式分解，将传感器等效成多个一阶和二阶环节的串并联.进而分别确定它们的动态特性，最后以其中最差的作为传感器的动态特性标定结果。

　　传感器提高人类独有的自我认知

　　和神经末梢把感觉转化为神经冲动再传到神经系统一样,传感器可以把物质世界转化为数字。通过这个过程，传感器可以帮助人们更加了解自己。'自我量化'现在越来越出名。它是指利用一些算法把所有的传感器数据联系起来，并且提供非常有价值的信息。在以前的一篇名叫'物联网：现在不再只是一个资金筹措的东西'的文章中，我们把传感器技术描述成了物联网发展的基本推动者之一。对传感器技术是否采用关键在于它的技术成熟与否，花费是否合理，最重要的就是经验的多少，对已有的传感器的创新应用也是这个领域的一个重要因素。

　　斯坦福大学的镇静技术实验室建立在一个简单的前提上，这个前提就是减少我们这个世界的压力。他们问：'我们如何利用像自我量化这样的技术给世界带来更多的镇静?'在Neema

Moraveji领导下，他们突破性的项目已经实现了利用呼吸传感器来获得使用者的呼吸模式并且把它与压力水平联系起来。这个实验室的人员发表的最初的论文中就提到了使用以呼吸为基础的反馈信息来提高生产效率和减少办公人员的压力。他们相信这种模式将会被推广，最终可以实现全面的减少人们的压力和提高人们的健康水平。古代的艺术都是以冥想为中心，例如太极，武术和瑜伽，它们都将会有科学的解释。

　　你在思考什么,你紧张吗?现代科技可以让你轻松的了解你的大脑，脑电波传感技术就是其中之一。NeuroSky是美国一个以脑电图描记器芯片为主的公司，这家公司以来都以把脑电波传感器投放到广大市场为中心。公司已经把脑电波技术运用到了很多领域，例如运动测试，教育和娱乐。最近，他们把脑电波运用到了一个硬件的发光二极管中。使用者可以通过光的颜色来观察他们的脑电波状况。举个例子，你头脑里想的是'平静和舒适'，你的脑电波就会发出蓝色光。练瑜伽的人可以用它来描述一个人的思想状况。'你可以通过传感器控制你的呼吸来轻松的控制你的压力，'一个练习了20年的瑜伽老师Priti说。'我非常高兴看到我的脑电波维持着蓝色，这当然可以帮助人们把人类的冥想提高到一个科学的高度。'

　　我们知道很多可以帮助提高人们科学认知的令人兴奋的传感器技术。其中一些可以帮助探索人类身体中的未知的东西，一些从根本上改变了人们获得信息的方法，其他的常用的传感器得到了前所未有的使用方法。举个例子，Brainpage已经被用在电脑应用程序中来帮助专业人员防止累积性创伤失调。防止累积性创伤失调项目包括用户软件和绘图工具。通过对用户对键盘和鼠标使用的分析，用户应用程序当工作强度会引起累积性创伤失调时会提醒人们休息。这个程序也可以让用户通过网站上的图形来了解自己的工作情况，例如，通过跟其他人对比来帮助用户了解他们的专业水平。

　　我们相信在不久的将来，全新的传感器技术可以帮人人类更加了解自己。我们希望能看到更多这样的迷人的工程的诞生，更重要的是能对人们的更好的生活做出贡献。

　　位置和位移传感器

　　工业机器人关节的位置控制是机器人最基本的控制要求，而对位置和位移的检测也是机器人最基本的感觉要求。位置和位移传感器根据其工作原理和组成的不同有多种形式，常见的位移传感器类型有电阻式位移传感器、电容式位移传感器、电感式位移传感器、编码式位移传感器、霍尔元件位移传感器、磁栅式位移传感器等。这里介绍几种典型的位移传感器。位器式位移传感器(potenttometer

sensor)由一个线绕电阻(或薄膜电阻)和一个滑动触点组成。

　　滑动触点通过机械装置受被检测量的控制，当被检测的位置量发生变化时，滑动触点也发生位移，从而改变滑动触点与电位据各端之间的电阻值和输出电压值。传感器根据这种输出电压值的变化，可以检测出机器人各关节的位置和位移量。

　　按照传感器的结构，电位器式位移传感器可分成两大类，一类是直线型电位器式位移传感器，另一类是旋转型电位器式位移传感器。

　　1.直线型电位器式位移传感器

　　直线型电位器式位移传感器原理和实物分别如图6—2和图6—3所示。直线型电位器式位移传感器的工作台与传感器的滑动触点相连，当工作台左、右移动时，滑动勋点也陨之左、右移动，从而改变与电阻接触的位置，通过检测输出电压的变化量，确定以电阻中心为基推位置的移动距离。

　　假定输入电压为∪ cc电阻丝长度为L，触头从中心向左端移动χ ，电阻右侧的输出电压为∪out，则根据欧姆定律，移动距离为

　　直线型电位器式位移传感器主要用于检测直线位移，其电阻器采用直线型螺线管或直线型碳膜电阻，滑动触点也只能沿电阻的轴线方向做直线运动。直线型电位器式位移传感器的工作范围和分辨率受电阻器长度的限制，线绕电阻、电阻丝本身的不均匀性会造成传感器的输入、输出关系的非线性。

　　2.旋转型电位器式传感器

　　旋转型电位器式位移传感器的电阻元件呈圆弧状，滑动触点在电阻元件上做圆周运动。由于滑动触点等的限制，传感器的工作范围只能小于360。。把图6—2中的电阻元件弯成圆弧形，可动触点的另一端