傳感器分類

拓芯電子TX9系列傳感器

在這主要介紹兩種分類，一類是有源與無源，另一類是隔離與非隔離。

有源傳感器是指將傳感器將非電能量轉(zhuǎn)化為電能量輸出，只轉(zhuǎn)化能量本身，并不轉(zhuǎn)化能量信號(hào)的傳感器，也稱為能量轉(zhuǎn)換性傳感器或換能器。因而，這類傳感器工作時(shí)需要外部能量源激勵(lì)，如激勵(lì)電壓，才能正常工作。由于需要進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，因而，傳感器內(nèi)部封裝了電子元器件，測(cè)量過程中會(huì)帶來噪聲。這類傳感器如ICP型（也稱為IEPE型）加速度度傳感器，零頻加速度傳感器等。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與振動(dòng)傳感器IoT設(shè)備與其他IoT設(shè)備連接，通過Internet傳輸協(xié)議提供數(shù)據(jù)。

無源傳感器是指不需要使用外接電源就能正常工作的傳感器，且可以通過外部獲取到無限制的能源。這類傳感器對(duì)測(cè)量系統(tǒng)無噪聲影響，或者影響很小，如應(yīng)變片（花）、壓電式傳感器等。

隔離傳感器是指?jìng)鞲衅髋c待測(cè)結(jié)構(gòu)之間相隔離，電流不能在二者之間流通。隔離傳感器從電氣角度與被測(cè)結(jié)構(gòu)相分離，如應(yīng)變片（花）通常與被測(cè)結(jié)構(gòu)是相隔離的。傳感器實(shí)現(xiàn)隔離的通常做法是在傳感器底部安裝了隔離器件，使電流不能流通

非隔離傳感器是指?jìng)鞲衅髋c被測(cè)結(jié)構(gòu)之間無隔離，電流可以在二者之間進(jìn)行流通。這類傳感器像熱電偶，某些加速度傳感器等。這類非隔離的傳感器通常要求采用浮地或隔離地線，以避免接地循環(huán)。如果傳感器自身不隔離，用戶可以自行使用電氣隔離器件實(shí)現(xiàn)隔離，這類器件如云母片、玻璃片和環(huán)氧樹脂等。近百個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)高速公路橋健康尹山斜拉橋位于滬常高速(S58)，于2004年10月建成通車，設(shè)計(jì)使用年限為100年。當(dāng)對(duì)處于工作狀態(tài)下的待測(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，推薦使用“隔離”傳感器。

振動(dòng)傳感器選型

拓芯電子TX9系列振動(dòng)傳感器選型指標(biāo)

線性度：由于傳感器測(cè)量時(shí)只能輸入單一靈敏度，因此，用于描述在一定的頻響范圍內(nèi)，傳感器的靈敏度是否滿足實(shí)際的靈敏度的指標(biāo)，即為線性度。相對(duì)而言，在低頻段（如5Hz以下），傳感器的靈敏度會(huì)少于實(shí)際的靈敏度，而在高頻段（如大于工作頻率上限），則靈敏度會(huì)大于實(shí)際的靈敏度。只有在中間頻段，靈敏度滿足線性關(guān)系，如圖2所示。如果傳感器不在線性區(qū)間進(jìn)行測(cè)量，則測(cè)量得到的幅值誤差較大，一般要求傳感器非線性<1%。根據(jù)行業(yè)應(yīng)用選擇傳感器，如機(jī)械行業(yè)宜選用振動(dòng)量級(jí)大，頻率頻率廣的傳感器，而土木行業(yè)宜選用量程小，靈敏度高，低頻性能好的傳感器。

無線振動(dòng)傳感器

無線傳感器的通信方式

WiFi是當(dāng)今商務(wù)辦公和家庭中應(yīng)用廣泛的無線技術(shù)之一。WiFi使用2.4GHz和5GHzISM頻段。因?yàn)閃iFi普及程度較高，所以利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)來連接無線傳感器是相對(duì)容易的。

BLE是一種與傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)不同的低功耗協(xié)議。BLE使用2.4GHz頻段傳輸少量信息。與WiFi相比，無線標(biāo)準(zhǔn)的使用成本更低。

ZigBee是一種無線標(biāo)準(zhǔn)，它依賴于Mesh的網(wǎng)絡(luò)來支持單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的大量節(jié)點(diǎn)(>65k)。ZigBee對(duì)于不需要太多帶寬的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來說是理想的選擇。

應(yīng)用于無線傳感器的LPWANs

LoRaWAN傳感器根據(jù)傳感器發(fā)送和接收消息的能力分為三類。

A類設(shè)備一直處于休眠模式，直到有東西可傳輸。這些傳感器可以隨時(shí)發(fā)送上行消息，這使得它們?cè)跓o線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)(WSAN)中作用重大。

B類傳感器為設(shè)備安排窗口以接收來自服務(wù)器的下行消息。C類傳感器為消息維護(hù)一個(gè)打開的接收窗口，直到它們需要傳輸信息。

因此，C傳感器可以實(shí)現(xiàn)低延遲通信，但比其他類型的傳感器消耗更多的功耗。

對(duì)于所有這些LoRaWAN傳感器類型，網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員必須有適當(dāng)?shù)木W(wǎng)關(guān)硬件來接收數(shù)據(jù)并將信息傳遞給服務(wù)器。