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传感器模型参数配置精讲

📚 共计 30 章节

传感器概述

定义、分类、性能指标：灵敏度、精度、分辨率、量程、线性度、迟滞、重复性、漂移

基础核心概念

温度传感器模型

热敏电阻(NTC/PTC)、Steinhart-Hart方程、B值模型、RTD Callendar-Van Dusen方程

压力传感器模型

压阻式/电容式/压电式原理，线性模型与非线性补偿，温度补偿模型

湿度传感器模型

电容式/电阻式原理，湿度-电容/电阻转换，温度补偿与校准

气体传感器模型

MOX/电化学/NDIR原理，响应曲线，Langmuir、Stevenson浓度模型

加速度计模型

MEMS原理，灵敏度、零偏、噪声模型，温漂补偿与校准

陀螺仪模型

MEMS陀螺仪，角速度转换，零偏稳定性，角度随机游走(ARW)

磁力计模型

霍尔/磁阻效应，三轴模型，硬铁/软铁校准，椭球拟合

磁力计校准

IMU 惯性测量单元模型

加速度+陀螺+磁力计融合，传感器融合框架，误差模型与标定

超声波传感器模型

飞行时间(ToF)原理，声速温度补偿，波束角与多路径效应

激光雷达 (LiDAR) 模型

ToF与三角测距，点云模型，噪声模型与反射率影响

摄像头/图像传感器模型

CMOS/CCD原理，像素模型，暗电流、读出噪声、量子效率，标定

红外传感器模型

热电堆/热释电原理，目标温度-电压模型，环境补偿与发射率校正

霍尔传感器模型

线性/开关霍尔原理，磁场-电压模型，温度补偿与灵敏度调整

编码器模型

光电/磁编码器，分辨率、精度、速度模型，ABZ信号与SSI接口

编码器位置

力传感器模型

应变片原理，惠斯通电桥，灵敏度、非线性、蠕变与温度补偿

扭矩传感器模型

应变式/磁弹性式，扭矩-应变/电压模型，动态响应与带宽

流量传感器模型

热式/涡轮/超声波，流量-频率/电压模型，雷诺数与流体补偿

液位传感器模型

电容式/超声波/雷达，液位-电容/时间模型，介电常数与温度影响

pH传感器模型

玻璃电极，能斯特方程，pH-电压模型，温度补偿与斜率校准

光学传感器模型

光电二极管/晶体管，光电流-照度模型，暗电流与响应度

声音传感器模型

驻极体/MEMS麦克风，声压-电压模型，灵敏度与信噪比(SNR)

麦克风声学

触摸传感器模型

电容式/电阻式触摸，位置-电容/电阻模型，多点触控与手势

生物传感器模型

酶电极/免疫传感器，电流/电位-浓度模型，米氏方程与Langmuir

传感器数据融合模型

卡尔曼滤波、互补滤波、粒子滤波，多传感器融合框架与权重

传感器校准方法

单点/两点/多点校准，最小二乘法，查表法，多项式拟合

传感器噪声模型

白噪声、1/f噪声、量化噪声、热噪声，SNR与有效位数(ENOB)

传感器接口与通信模型

模拟接口(电压/电流)，数字接口(I2C/SPI/UART)，协议解析与转换

传感器选型与参数对比

关键参数对比表，选型流程，成本-性能权衡，应用场景匹配

综合案例：智能温湿度监测系统

传感器选型、模型建立、校准、数据融合与上位机显示

实战温湿度