電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>電子資料>硬件卸載提高了流量傳感器的能效

硬件卸載提高了流量傳感器的能效

2512962 2022-11-28 | pdf | 190.77KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

檢測(cè)液體或氣體流速是物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用的重要要求，例如監(jiān)控氣流或液體處理性能所需的智能儀表和傳感器。傳感器通常需要部署在遠(yuǎn)離電源的地方，因此在其使用壽命期間必須依靠電池供電。因此，低能耗是必不可少的。檢測(cè)液體或氣體流速是物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用的重要要求，例如監(jiān)控氣流或液體處理性能所需的智能儀表和傳感器。傳感器通常需要部署在遠(yuǎn)離電源的地方，因此在其使用壽命期間必須依靠電池供電。因此，低能耗是必不可少的。在流量監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，一種常見(jiàn)的測(cè)量技術(shù)選擇是感應(yīng)傳感。這結(jié)合了一個(gè)旋轉(zhuǎn)的金屬槳輪和一個(gè)線圈傳感器，該傳感器使用電壓和電流的變化來(lái)檢測(cè)葉片在附近經(jīng)過(guò)時(shí)的變化。當(dāng)交流電流施加到線圈時(shí)，它產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致在導(dǎo)電目標(biāo)中形成渦流。在流量監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，一種常見(jiàn)的測(cè)量技術(shù)選擇是感應(yīng)傳感。這結(jié)合了一個(gè)旋轉(zhuǎn)的金屬槳輪和一個(gè)線圈傳感器，該傳感器使用電壓和電流的變化來(lái)檢測(cè)葉片在附近經(jīng)過(guò)時(shí)的變化。當(dāng)交流電流施加到線圈時(shí)，它產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致在導(dǎo)電目標(biāo)中形成渦流。基于電感器和電容器的 LC 電路提供了一種產(chǎn)生必要交流振蕩的低成本方法。在這樣的LC電路中，電容以電的形式儲(chǔ)存能量，線圈以磁場(chǎng)的形式儲(chǔ)存能量。激活時(shí)，電容器首先充電至直流電源電壓。當(dāng)電容器充滿電并切換電源電流時(shí)，電容器開(kāi)始通過(guò)線圈放電。隨著通過(guò)線圈的電流開(kāi)始上升，電容器兩端的電壓開(kāi)始下降。這種上升的電流在線圈周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)電容器完全放電時(shí)，先前存儲(chǔ)在電容器中的能量現(xiàn)在存儲(chǔ)在電感線圈中。基于電感器和電容器的 LC 電路提供了一種產(chǎn)生必要交流振蕩的低成本方法。在這樣的LC電路中，電容以電的形式儲(chǔ)存能量，線圈以磁場(chǎng)的形式儲(chǔ)存能量。激活時(shí)，電容器首先充電至直流電源電壓。當(dāng)電容器充滿電并切換電源電流時(shí)，電容器開(kāi)始通過(guò)線圈放電。隨著通過(guò)線圈的電流開(kāi)始上升，電容器兩端的電壓開(kāi)始下降。這種上升的電流在線圈周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)電容器完全放電時(shí)，先前存儲(chǔ)在電容器中的能量現(xiàn)在存儲(chǔ)在電感線圈中。電路中沒(méi)有外部電壓來(lái)維持線圈內(nèi)的電流，電流流回電容器，然后再充電。重復(fù)整個(gè)循環(huán)，導(dǎo)致兩個(gè)電路元件之間的周期性能量傳輸。電壓的極性通過(guò)電感和電容之間傳遞的能量而改變，結(jié)果是交流電壓和電流波形。電路中沒(méi)有外部電壓來(lái)維持線圈內(nèi)的電流，電流流回電容器，然后再充電。重復(fù)整個(gè)循環(huán)，導(dǎo)致兩個(gè)電路元件之間的周期性能量傳輸。電壓的極性通過(guò)電感和電容之間傳遞的能量而改變，結(jié)果是交流電壓和電流波形。每次能量在兩個(gè)電路元件之間傳輸時(shí)，都會(huì)發(fā)生損耗，這會(huì)使振蕩衰減。這是由于電阻電路元件會(huì)隨著時(shí)間耗散能量。振蕩幅度在每半個(gè)振蕩周期減小，直到電路失去所有功率。如果金屬物體由于在物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流而靠近線圈，則該阻尼過(guò)程會(huì)加速。每次能量在兩個(gè)電路元件之間傳輸時(shí)，都會(huì)發(fā)生損耗，這會(huì)使振蕩衰減。這是由于電阻電路元件會(huì)隨著時(shí)間耗散能量。振蕩幅度在每半個(gè)振蕩周期減小，直到電路失去所有功率。如果金屬物體由于在物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流而靠近線圈，則該阻尼過(guò)程會(huì)加速。為了確定導(dǎo)電物體是否存在，微控制器 (MCU) 算法測(cè)量振蕩波的幅度。通常，MCU 會(huì)定期測(cè)量電路內(nèi)的電壓，并將其與參考電壓進(jìn)行比較。如果輸入電壓下降到低于該參考值的速度比不存在外部阻尼時(shí)更快，則 MCU 可以觸發(fā)接近事件。對(duì)接近事件頻率的分析表明氣體或液體在推動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉片繞其軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的流速。為了確定導(dǎo)電物體是否存在，微控制器 (MCU) 算法測(cè)量振蕩波的幅度。通常，MCU 會(huì)定期測(cè)量電路內(nèi)的電壓，并將其與參考電壓進(jìn)行比較。如果輸入電壓下降到低于該參考值的速度比不存在外部阻尼時(shí)更快，則 MCU 可以觸發(fā)接近事件。對(duì)接近事件頻率的分析表明氣體或液體在推動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉片繞其軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的流速。