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Case 傳感知識
來源:
瑞士研究人員近日利用發(fā)光蛋白開發(fā)出一種新型生物傳感器,僅用一滴血就能精確測定人體代謝物水平,有望因準(zhǔn)確性高、操作簡單而成為診斷和監(jiān)測多種疾病的首選工具。 代謝物是人體新陳代謝產(chǎn)生的化合物,疾病或損傷可導(dǎo)致血液中代謝物的水平發(fā)生顯著變化。例如,血液苯丙氨酸水平的升高是遺傳病苯丙酮尿癥的特征。該病患者必須定期檢測血液中的苯丙氨酸水平。目前的檢測手段需將血樣送達(dá)實(shí)驗(yàn)室,而幾天后結(jié)果才能送達(dá)患者,這種延遲導(dǎo)致疾病診療管理的復(fù)雜化。為此,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院和德國馬克斯·普朗克醫(yī)學(xué)研究所的研究人員開發(fā)了一種在幾分鐘內(nèi)測量血樣中代謝物濃度的方法。他們在最新一期美國期刊《科學(xué)》發(fā)表了研究報(bào)告。研究人員利用一種發(fā)光蛋白開發(fā)出了新型生物傳感器,它可通過不同的酶催化反應(yīng)改變顏色,這意味著可以通過分析發(fā)光的顏色來確定代謝物濃度。使用不同的酶催化反應(yīng),同一傳感器就能測定包括苯丙氨酸、谷氨酸、葡萄糖等各種代謝物的水平。以測量苯丙氨酸水平為例,先從患者手指采一滴血,然后將血樣加入反應(yīng)緩沖液中再用于含生物傳感器的試紙。當(dāng)苯丙氨酸超出正常水平時(shí),傳感器發(fā)出的光會從藍(lán)色變?yōu)榧t色,這種變化用日常數(shù)碼相機(jī)或智能手機(jī)都能檢測到。最后通過顏色變化來計(jì)算苯丙氨酸濃度。整個(gè)過程只需10分鐘到15分鐘。由于操作簡單準(zhǔn)確,患者自己就能進(jìn)行測試。研究人員目前正在尋找進(jìn)一步簡化測試并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作的方法。
發(fā)布時(shí)間: 2018 - 10 - 09
來源:
傳感器被稱為電子設(shè)備的五官,作用非常大,但傳統(tǒng)傳感器對數(shù)據(jù)的處理能力有限,并不能滿足很多場景下的高數(shù)據(jù)、高運(yùn)算要求。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,智能傳感器成為了一種新的市場需求。智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器。智能傳感器帶有微處理機(jī),具有采集、處理、交換信息的能力,是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。智能傳感器能將檢測到的各種物理量儲存起來,并按照指令處理這些數(shù)據(jù),從而創(chuàng)造出新數(shù)據(jù)。智能傳感器之間能進(jìn)行信息交流,并能自我決定應(yīng)該傳送的數(shù)據(jù),舍棄異常數(shù)據(jù),完成分析和統(tǒng)計(jì)計(jì)算等。 一、智能傳感器比傳統(tǒng)傳感器強(qiáng)在哪?與一般傳感器相比,智能傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn),如通過軟件技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高精度的信息采集且成本低、具有一定的編程自動(dòng)化能力、功能多樣化等。提高了傳感器的精度:智能式傳感器具有信息處理功能,通過軟件不僅可修正各種確定性系統(tǒng)誤差,而且還可適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償隨機(jī)誤差、降低噪聲,大大提高了傳感器精度。提高了傳感器的可靠性:集成傳感器系統(tǒng)小型化,消除了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的某些不可靠因素,改善整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾件能;同時(shí)它還有診斷、?;春蛿?shù)據(jù)存儲功能(對于智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)還有自適應(yīng)功能),具有良好的穩(wěn)定性。提高了傳感器的性能價(jià)格比:在相同精度的需求下,多功能智能式傳感器與單一功能的普通傳感器相比,性能價(jià)格比明顯提高,尤其是在采用較便宜的單片機(jī)后更為明顯。促成了傳感器多功能化:智能式傳感器可以實(shí)現(xiàn)多傳感器多參數(shù)綜合測量,通過編程擴(kuò)大測量與使用范圍;有一定的自適應(yīng)能力,根據(jù)檢測對象或條件的改變,相應(yīng)地改變量程反輸出數(shù)據(jù)的形式;具有數(shù)字通信接口功能,直接送入遠(yuǎn)地計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理;具有多種數(shù)據(jù)輸出形式,適配各種應(yīng)用系統(tǒng)。一個(gè)良好的‘智能傳感器’是由微處理器驅(qū)動(dòng)的傳感器與儀表套裝,并且具有通信與板載診斷等功能。 二、智能傳感器的主要功能1、自校零、 自標(biāo)定、 自校正、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ埽?、能夠自動(dòng)進(jìn)行檢...
發(fā)布時(shí)間: 2018 - 10 - 08
來源:
由于各個(gè)主要傳感器特性使然,單一種類傳感器無法勝任L4/L5完全自動(dòng)駕駛的復(fù)雜情況與安全冗余,多傳感器搭配融合的方案將是必然,2030年全球車載傳感器市場將會超過500億美元。目前隨著ADAS功能模塊滲透率不斷提升,短期內(nèi)傳感器市場的需求將主要被攝像頭和毫米波雷達(dá)所驅(qū)動(dòng);而L3級別自動(dòng)駕駛的奧迪A8量產(chǎn)給了整個(gè)汽車行業(yè)一劑強(qiáng)心劑,自動(dòng)駕駛的進(jìn)程比想象中來的要早,各個(gè)傳感器以及控制系統(tǒng)都在迅速迭代中;2020年前后,L4級別自動(dòng)駕駛量產(chǎn)上路,激光雷達(dá)的市場將會迅速擴(kuò)大。由于各個(gè)主要傳感器特性使然,單一種類傳感器無法勝任L4/L5完全自動(dòng)駕駛的復(fù)雜情況與安全冗余,多傳感器搭配融合的方案將是必然,2030年全球車載傳感器市場將會超過500億美元。激光雷達(dá):3D環(huán)境建模使其成為核心傳感器,但惡劣天氣下性能下降、且無法識別圖像及顏色是其短板;在L3及以上傳感器解決方案中,激光雷達(dá)至少需要1個(gè);從機(jī)械旋轉(zhuǎn)式過渡到混合固態(tài)再到純固態(tài)激光雷達(dá),隨著量產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、技術(shù)迭代提升,成本不斷快速降低,激光雷達(dá)也在向小型化、低功耗、ASIC集成化發(fā)展;目前國外廠商陸續(xù)在與汽車零部件一級供應(yīng)商綁定合作開發(fā),國內(nèi)廠商如果有能力盡早穩(wěn)定量產(chǎn),有機(jī)會成為車用激光雷達(dá)的主流供應(yīng)商之一。毫米波雷達(dá):全天候工作使其不可或缺,但分辨率低,同樣難以成像;技術(shù)已經(jīng)非常成熟,是ADAS的主力傳感器,在L3級別中長距離毫米波雷達(dá)至少需要4-5個(gè),L4/L5級別再加上側(cè)向需求甚至需要8個(gè)以上;全球市場仍是博世、大陸、德爾福等把持,但隨著自主品牌車廠逐漸應(yīng)用裝車ADAS模塊,國內(nèi)毫米波廠商,如華域汽車、德賽西威等,在完善產(chǎn)品、搭建體系、穩(wěn)定量產(chǎn)的過程中有機(jī)會切下一份蛋糕。攝像頭:自動(dòng)駕駛的眼睛識別標(biāo)識、物體,但無法點(diǎn)陣建模、遠(yuǎn)距測距;技術(shù)最為成熟,車載應(yīng)用起步最早,在ADAS階段作為絕對主流的視覺傳感器,根據(jù)功能不同需要4到8...
發(fā)布時(shí)間: 2018 - 10 - 08
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拉繩位移傳感器,是直線位移傳感器在結(jié)構(gòu)上的精巧構(gòu)成,適合直線導(dǎo)軌系統(tǒng)、紡織機(jī)械、金屬板材機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、水平控制儀、建筑機(jī)械等相關(guān)尺寸測量和位置控制,并且充分結(jié)合了角度傳感器和直線位移傳感器的優(yōu)點(diǎn),成為一款安裝尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、測量行程大、精度高的傳感器,行程從一百毫米至十幾米不等。 拉繩位移傳感器的工作原理和常用參數(shù):拉繩式位移傳感器的功能是把機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成可以計(jì)量,記錄或傳送的電信號。楚嘉CKS系列位移傳感器由可拉伸的不銹鋼繩繞在一個(gè)有螺紋的輪轂上,此輪轂與一個(gè)精密旋轉(zhuǎn)感應(yīng)器連接在一起,感應(yīng)器可以是增量編碼器,絕對值編碼器,混合或?qū)щ娝芰闲D(zhuǎn)電位計(jì),同步器或解析器。操作上,拉繩式位移傳感器安裝在固定位置上,拉繩縛在移動(dòng)物體上。拉繩直線運(yùn)動(dòng)和移動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)軸線對準(zhǔn)。運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí),拉繩伸展和收縮。一個(gè)內(nèi)部彈簧保證拉繩的張緊度不變。帶螺紋的輪轂帶動(dòng)精密旋轉(zhuǎn)感應(yīng)器旋轉(zhuǎn),輸出一個(gè)與拉繩移動(dòng)距離成比例的電信號。測量輸出信號可以得出運(yùn)動(dòng)物體的位移、方向或速率。常用參數(shù)有測量行程、輸出信號模式、線性度、重復(fù)性、分辨率、線徑規(guī)格、出線口拉力、最大往返速度、重量、輸入電阻值、功率、工作電壓、工作溫度、震動(dòng)、防護(hù)等級等。拉繩位移傳感器的信號輸出方式:拉繩位移傳感器的信號輸出方式分為數(shù)字信號輸出和模擬信號輸出,數(shù)字輸出型可以選擇增量旋轉(zhuǎn)編碼器、絕對值編碼器等,輸出信號為方波ABZ信號、正余弦信號、CANopen信號、自由RS485信號、MODBUS信號、Profibus信號或格雷碼/二進(jìn)制信號,測量行程長(100~15000mm),精度高(~%FS),防護(hù)等級IP65。外殼和線輪均經(jīng)過防腐處理,牽引繩為316不銹鋼繩,可以在惡劣的環(huán)境下(包括海水)工作??蛇x輸出方式有:電阻型、電壓型、電流型、增量脈沖型、絕對脈沖型模擬輸出型可以選擇精密電位器、霍爾編碼器、絕對值編碼器等,輸出信...
發(fā)布時(shí)間: 2018 - 09 - 10
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基本原理由于加速度傳感器在靜止放置時(shí)受到重力作用,因此會有1g的重力加速度。利用這個(gè)性質(zhì),通過測量重力加速度在X/Y軸上的分量,可以計(jì)算出在垂直平面上的傾斜角度。 如圖所示,有Ax=gsinα,Ay=gcosα。則Ax/Ay=tanα,即α=arctan(Ax/Ay)。根據(jù)以上原理就可以根據(jù)2軸加速度傳感器測量X-Y的平面上的傾斜角度。但是在實(shí)際應(yīng)用中,很難保證傾斜只發(fā)生在X-Y平面。因此,用三軸傳感器的傾角計(jì)算公式可拓展如下: 上述公式基本解決了靜態(tài)環(huán)境下的傾角計(jì)算,我們再考慮一種更復(fù)雜的場景,運(yùn)動(dòng)條件下計(jì)算傾角,就需要再增加一個(gè)限定條件,即: 硬件實(shí)現(xiàn)目前,在消費(fèi)類產(chǎn)品中使用的加速度主要為數(shù)字輸出(I2C/SPI),可以非常簡單的跟MCU通信,實(shí)現(xiàn)測量功能。ST提供的產(chǎn)品按照精度分為LIS2DH12TR(12bit),LIS2HH12TR(16bit),車規(guī)加速度AIS328DQTR(12bit)。傾斜角度的精度和加速度值的分辨率之間的關(guān)系:● 8bit的ADC可以得到3.4。以上的精度● 10bit的ADC可以得到0.8。以上的精度● 12bit的ADC可以得到0.2。以上的精度● 14bit的ADC可以得到0.05。以上的精度● 16bit的ADC可以得到0.0124。以上的精度
發(fā)布時(shí)間: 2018 - 08 - 30
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