基于邊沿傳感的理論研究.pdf

1、在現(xiàn)代生活中，幾乎隨處都能看到傳感器的影子，傳感器目前在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等很多領(lǐng)域都已經(jīng)或者正在扮演著越來越重要的角色。尤其在測量領(lǐng)域，很多時(shí)候測量都是借助于傳感器來實(shí)現(xiàn)的。分辨率作為傳感器的一個(gè)重要指標(biāo)，如果能夠提高其指標(biāo)，在測量領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生重大意義。
　　由于傳感器本身的傳感分辨率是有限的，這樣對于被測量的每個(gè)固定信號其輸出往往會有一個(gè)變化的區(qū)域-傳感的模糊區(qū)。如果對模糊區(qū)不加分析,那么模糊區(qū)的大小就會形成測量誤差。但是不管模糊區(qū)再

2、大，如果這個(gè)區(qū)域本身就很穩(wěn)定，就有可能通過穩(wěn)定的模糊區(qū)邊沿位置的確定以及又通過被測量到邊沿處的差值的判定來使得測量精度獲得大幅度的提高。
　　由于傳感器在制造好以后，其本身的分辨率已經(jīng)是確定的，很難通過某種直接的技術(shù)或手段來提高傳感器的分辨率。但是，考慮到我們在實(shí)際使用傳感器進(jìn)行測量的時(shí)候，都不是單單依靠傳感器來直接進(jìn)行測量，而是使用傳感器、A/D、MCU等構(gòu)成的測量系統(tǒng)來進(jìn)行測量，這樣的話，我們可以采用一種等效的思想，將由傳感器

3、、A/D和MCU等構(gòu)成的測量系統(tǒng)來看成一個(gè)等效的“傳感器”。這樣，我們要做的就是如何通過邊沿傳感理論來提高等效傳感器的分辨率，從而提高最終的測量精度。而實(shí)際的傳感器在使用時(shí)一般分為數(shù)字的和模擬的傳感器，在處理由數(shù)字傳感器構(gòu)成的等效傳感器時(shí)，由于數(shù)字傳感器輸出的就是量化值，而量化邊沿的穩(wěn)定性又要高于量化分辨率本身，這樣就可以利用邊沿傳感理論，再進(jìn)行一定的擬合補(bǔ)償來提高最終的測量精度。而在處理由模擬傳感器構(gòu)成的等效傳感器時(shí)，情況類似，由于模

4、擬傳感器輸出的是連續(xù)信號，這樣就得經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值來表征其測量結(jié)果。這樣在A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)候，我們也可以運(yùn)用邊沿傳感理論，再加上一定的擬合補(bǔ)償來提高量化分辨率從而最終提高整個(gè)等效傳感器的測量精度。
　　本文基于以上思想，設(shè)計(jì)了一套測量系統(tǒng)，其中的傳感器選用AD22100模擬溫度傳感器，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在對模擬傳感器輸出量進(jìn)行A/D處理的時(shí)候，完全可以借助于邊沿傳感理論來提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率，實(shí)驗(yàn)中提高了1到2個(gè)數(shù)量級，由于模數(shù)轉(zhuǎn)