W傳感器的應用知識

一　概述

W傳感器是一種三端式全數字型新型傳感器。與目前市場上銷售的傳感器的主要區別在于它的輸出是計算機能直接辨認的脈沖數字信息，其重復頻率或脈沖周期與被測物理量呈線性對應關系。

二　工作原理

任何電子傳感器均需把被測物理量變為電參量, 這種轉變稱敏感特性。以用PTC作為敏感元件的溫度傳感器為例來說明：當環境溫度升高時,PTC熱敏電阻阻值增加。如果我們能設計一阻容式振蕩器，將PTC熱敏電阻作為回路電阻的一部分，而且要求當PTC熱敏電阻阻值增加時，振蕩器輸出的重復頻率減小。調整回路各參數，使其在某區間內，熱敏電阻的特性曲線和振蕩器的振蕩頻率的特性曲線相重合。這時熱PTC敏電阻所感知的溫度值即可用頻率值來代表。例如，-20℃為1200Hz，0℃為1000Hz，+20℃為800Hz。依此類推。

三　性能特點

1.結構簡單：傳統的模擬傳感器, 從物理量到計算機能辨認的數字量，一般要經過十來個環節。以容性濕度傳感器為例來說明其過程：(1)被測相對濕度值——濕敏電容——(2)固定頻率振蕩器——(3)檢波器——(4)濾波器——(5)積分器——(6)放大器——(7)整形電路——(8)電壓電流（4-20mA）轉換器(VIC)——(9)電流電壓（1-5V）轉換器(IVC)——(10)模數轉換器(ADC)——(11)計算機。其間共10個環節。而W傳感器的轉換過程是：(1)被測相對濕度值--傳感器——(2)計算機。很明顯，其中只有一個環節。如圖1所示。每個環節都有幾個元件，每個元件都有誤差和漂移。少了8、9個環節，當然測量精度和穩定性都要提高。其次，每個環節都有材料成本和調試費，環節少的當然成本低。而且操作簡單、維護容易、經久耐用，便于推廣應用。

2.抗干擾能力強：模擬傳感器的最大特點是先把被測物理量變成電壓，再把電壓變為數字。外界的干擾信號多以電壓形式存在。干擾電壓和被測電壓容易疊加或相減，因而引起混亂。而W傳感器是直接把物理量變成頻率，信息存于頻率之中，因而不受電壓干擾信號的影晌。

3.利于運距離傳輸，無需線路電阻補償，遠近距離有同等的測量精度：模擬傳感器的測量信息存于輸出電壓之中，而線路電阻會對電壓進行衰減，因而常需用電阻補償，這些電阻又會因誤差、溫度影響和漂移，損失測量精度。而W傳感器將被測信息寓于頻率之中，不受線路電阻的影響，故利于遠距離傳輸。

4.無需外接任何器件，能與計算機直接接口：由于W傳感器輸出的信息是脈沖頻率，可用0、1的個數或脈沖周期的時間來表示，計算機內部有時鐘，很容易辨認，因而省去很多裝配調試的過程。

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