電(diàn)子電(diàn)路设计如何选择传感器和驱动器

2020-03-24

如果您打算进行電(diàn)子電(diàn)路设计，则应该熟悉传感器和驱动器的工作原理(lǐ)。本文(wén)主要讨论電(diàn)子電(diàn)路设计中的传感器和驱动器。

传感器和驱动基础

简而言之，传感器是将实词参数转换為(wèi)電(diàn)信号的電(diàn)子设备。传感器可(kě)以是简单的开关形式，也可(kě)以是更复杂的大气压力传感器。在过去的几十年中，传感器的使用(yòng)呈指数增長(cháng)，以在消费電(diàn)子产品中提供更好的用(yòng)户體(tǐ)验。

驱动器与传感器相反。驱动器不是感应实时变量，而是将能(néng)量输入转化為(wèi)物(wù)理(lǐ)运动。您会发现在机器人，HVAC，水泵或典型的自动滑动门等应用(yòng)中使用(yòng)的驱动器。 

不同类型的传感器和驱动器

電(diàn)子行业充满了不同类型和形状的传感器。这是您可(kě)能(néng)会遇到的一些常见问题。

红外传感器 -通过测量红外反射距离来测量距离。

超声波传感器 -产生超声波并检测回波以确定沿其路径的障碍物(wù)。

温度传感器 -使用(yòng)热力學(xué)原理(lǐ)将温度变化转换為(wèi)電(diàn)信号。

触摸传感器 -通过使用(yòng)電(diàn)容，電(diàn)阻或電(diàn)感感应将物(wù)理(lǐ)接触转换為(wèi)電(diàn)脉冲。

压力传感器 -将物(wù)理(lǐ)膜片挠度转换為(wèi)電(diàn)信号。

在日常生活中，您可(kě)能(néng)会被其中一些传感器包围。您的智能(néng)手机显然配备了触摸传感器，而空调则通过温度传感器设置了正确的温度。

驱动器根据其输入能(néng)量的来源进行分(fēn)类：

气动驱动器 -将压缩空气转化為(wèi)物(wù)理(lǐ)运动。

液压驱动器 -使用(yòng)压力液體(tǐ)产生扭矩和运动。

電(diàn)动驱动器 -用(yòng)電(diàn)产生物(wù)理(lǐ)力

机械驱动器 -将旋转运动转换為(wèi)線(xiàn)性运动。

显然，只有(yǒu)電(diàn)动驱动器直接由電(diàn)子電(diàn)路供電(diàn)。電(diàn)动驱动器的常见类型是交流電(diàn)动机，伺服電(diàn)动机和步进電(diàn)动机。某些混合动力驱动器在现有(yǒu)元件旁内置了電(diàn)子控制装置。

使用(yòng)传感器和驱动器进行设计

确实，传感器和驱动器都是由熟悉的電(diàn)信号代表的，但您不应将设计过程视為(wèi)理(lǐ)所当然。将传感器和驱动器用(yòng)于关键应用(yòng)的系统需要完美的设计。

例如，驱动器可(kě)以控制高压空气压缩机，并且没有(yǒu)错误的余地。安装在医院手术室中的湿度传感器也是如此。電(diàn)子電(diàn)路设计人员的角色对于确保不存在硬件级错误至关重要。

1.选择合适的部分(fēn)

在電(diàn)子電(diàn)路设计涉及传感器和驱动器的应用(yòng)程序时，您可(kě)能(néng)会与项目或应用(yòng)程序工程师进行协作。虽然您对零件的物(wù)理(lǐ)方面的控制有(yǒu)限，但是您需要注意传感器和驱动器的電(diàn)气特性。

例如，温度传感器可(kě)以提供原始模拟信号或串行通信接口。两者都会导致不同的硬件和软件设计策略。选择驱动步进電(diàn)机或交流電(diàn)机意味着包括不同类型的驱动器電(diàn)路。

2.防止電(diàn)气干扰

如前所述，结合了传感器和驱动器的電(diàn)子设备涉及基于参数输入的机械运动。与实验室测试相比，在实际部署中，PCB可(kě)能(néng)会承受更高的電(diàn)气噪声。

您需要确保已应用(yòng)适当的EMI预防技术。传感器输入端应遠(yuǎn)离高速信号，并且必须在PCB上进行适当的接地分(fēn)离。传感器信号的准确性对于维持系统的正常运行至关重要。

3.故障安全状态

处理(lǐ)活动部件时，需要考虑系统的故障安全状况。例如，工业空气干燥器系统仅需要在任何时候打开某些阀。弄错了，高压空气运动将导致灾难性事故。

作為(wèi)電(diàn)子電(diàn)路设计人员，您需要清除系统的工作原理(lǐ)以及移动机构的故障安全状况。当系统電(diàn)源故障时，选择NC或NO继電(diàn)器来控制气流阀与维持安全性有(yǒu)很(hěn)大的不同。

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