CN200986467Y - 光强传感器 - Google Patents
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Abstract
一种光强传感器，包括：信号输入检测单元，显示屏，分别与信号输入检测单元和显示屏相连接的数据处理单元；其中信号输入检测单元内包括带有多脚接口的检测控制器，光强转换器，信号调理电路，多芯端子；数据处理单元内包括：数据处理控制器，分别与数据处理控制器相连接的模拟光电耦合器、存储器、I2C总线和USB接口，供应传感器电源的两个电源模块。检测控制器完成传感器热插拔的检测、对传感器身份的识别、对传感器的自检、与数据处理控制器进行数据通讯和指令的交换。检测控制器能够控制传感器在线检测和在线调试。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量光强信号的光强传感器。
背景技术
传感器是人类探知自然界信息的触角，它可将人们需要探知的各种非电量信息转化成可测的电量信息，是信息系统的第一道门槛，为人们认识和控制相应的对象提供条件和依据。传感器技术在现代社会中有着越来越重要的作用，现在已经演变成现代信息技术三大核心技术之一。
传统的传感器(或称普通传感器)是模拟仪器仪表或模拟计算机时代的产物。它的设计指导思想是把外部信息变换成模拟电压或电流信号。它存在的问题是输出幅值较小，灵敏度较低，而且功能单一，因而被人们称为“聋哑传感器”。
构成信息获取源头的传感器(普通传感器)种类繁多，具体包括光敏、热敏、力敏、电压敏、磁敏、气敏、湿敏、声敏、射线敏、离子敏、生物敏等，其原理各不相同，但无论是采用哪种原理的传感器，最后都需要将被测信号转换为电阻、电感、电容等电量信号，由于R、L、C的变化，引起了检测电流或检测电压的变化，这些模拟电信号经采样和A/D变换后，变成了计算机能接受的数字信号。
随着时代的进步，传统的传感器已经不能满足现代工农业生产甚至战争的需求。需要提高其测量精度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种具备数据处理、自检、自校、自补偿能力的能够提高测量精度的智能光强传感器。
本实用新型所采取的技术措施是：提供一种智能光强传感器包括：信号输入检测单元，显示屏，分别与信号输入检测单元和显示屏相连接的数据处理单元；
所述的信号输入检测单元内包括：带有多脚接口的检测控制器，光强转换器，与光强转换器输出端相连接的信号调理电路，分别与信号调理电路和检测控制器相连接的多芯端子；
所述的数据处理单元内包括：数据处理控制器，分别与数据处理控制器相连接的模拟光电耦合器、存储器、I2C总线和USB接口，置于数据处理单元上供应传感器电源的电源模块。
所述的光强转换器是将光强信号转换为电流信号的光电探测器。
如上述本实用新型的结构，当传感器起动后，光强转换器将被测光强信号转换为电流信号输入到信号调理电路中；信号调理电路将其电流信号转换为所能处理的电压值并按照所规定的标准值转换为统一的电压信号，即归一化处理，通常将电压-25V～25V归一化为0～5V；经归一化后的电压信号通过多芯端子和在数据处理单元内的12C总线，进入到数据处理控制器内；数据处理控制器首先将接收到的电压模拟信号转换成数字信号，然后进行比对和计算出所对应的测量值，再将其对应的测量值显示在显示屏上，并存入存储器内以及通过USB接口输出。置于信号输入检测单元内的检测控制器带有多脚接口(如JTAG接口)，内部存储有传感器的各种信息，如传感器的身份标识、标准信号值、识别码等，当传感器起动后，它通过多脚接口能够在线检测和在线调试，它负责与在数据处理单元内的数据处理控制器进行数据通讯和指令的交换；它完成传感器热插拔的检测，完成传感器身份的识别和自检功能，检测传感器的运行状况以及调整传感器在最佳运行状态。它相当于光强传感器的控制中心，可比喻是在一个传统(普通)的光强传感器上安装了一个“大脑”。连接于数据处理控制器上的模拟光电耦合器能够隔离掉来自电源模块上的模拟信号的干扰。
如上述结构的本实用新型光强传感器的测量精度能够比上述传统光强传感器的测量精度提高至少10％(通常情况下是10％以上)。
附图说明
图1为本实用新型光强传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的结构特征。
如图1所示，本实用新型光强传感器包括：信号输入检测单元1，显示屏3，分别与信号输入检测单元1和显示屏3相连接的数据处理单元2；
所述的信号输入检测单元1内包括：带有多脚接口102的检测控制器101，光强转换器105，与光强转换器105输出端相连接的信号调理电路104，分别与信号调理电路104和检测控制器101相连接的多芯端子103；
所述的数据处理单元2内包括：数据处理控制器201，分别与数据处理控制器201相连接的模拟光电耦合器204、存储器205、I2C总线206和USB接口207，置于数据处理单元2上供应传感器电源的电源模块202、203。
在本实施例中，如图1所示，供应传感器的电源有两个电源模块202、203。其中一个电源模块203为专供数据处理控制器201使用。
在本实施例中，所述的置于信号输入检测单元1内的检测控制器101和置于数据处理单元2内的数据处理控制器201都是带有多种端口的内嵌模/数转换器的含有混合信号的单片机芯片。具体的说都是带有多种端口，如12C、SPI、UART、PCA等端口和JTAG多脚接口，内嵌A/D转换器(模/数传感器)和D/A转换器(数/模转换器)，含有混合信号SOC，Silicon Laboratories的C8051F系列的单片机芯片。该芯片功耗比较小，通过多脚的JTAG接口，使传感器能实现在线检测和在线调试；该芯片含有高速时钟，能有效提高系统的反应速度。在该芯片内存储有传感器的身份信息，自检信息，以及校验码等。
在本实施例中，所述的多芯端子103采用10芯S端子。10芯S端子是连接信号输入检测单元1和数据处理单元2的连接插头，与10芯S端子连接的是10芯屏蔽电缆。
所述的光强转换器105是将光强信号转换为电信号的光电探测器。在本实施例中，光强转换器105采用硅光电池，硅光电池将接收到的光信号转换成电信号，具体地说，将光强变化的信息转换为电流变化的信息输入到信号调理电路中；信号调理电路将硅光电池输出的电流值按照一所要求的标准转换为电压信号；例如，本实施例中，是将在光强为0Lux转换为所对应的电压值0V输出；将光强为600Lux转换为所对应的电压值5V输出。
所述的模拟光电耦合器204采用HCNR200模拟光电耦合器，能够完全隔离模拟信号的干扰，防止电源模块的模拟信号对控制器的冲击。
Claims (5)
1.一种光强传感器，其特征在于包括：信号输入检测单元，显示屏，分别与信号输入检测单元和显示屏相连接的数据处理单元；
所述的信号输入检测单元内包括：带有多脚接口的检测控制器，光强转换器，与光强转换器输出端相连接的信号调理电路，分别与信号调理电路和检测控制器相连接的多芯端子；
所述的数据处理单元内包括：数据处理控制器，分别与数据处理控制器相连接的模拟光电耦合器、存储器、I2C总线和USB接口，置于数据处理单元上供应传感器电源的电源模块。
2.根据权利要求1所述的光强传感器，其特征在于所述的光强转换器是将光强信号转换为电流信号的光电探测器。
3.根据权利要求1所述的光强传感器，其特征在于置于信号输入检测单元内的检测控制器是带有多种端口的内嵌模/数转换器的含有混合信号的单片机芯片。
4.根据权利要求1所述的光强传感器，其特征在于置于数据处理单元内的数据处理控制器是带有多种端口的内嵌模/数转换器的含有混合信号的单片机芯片。
5.根据权利要求1所述的光强传感器，其特征在于置于数据处理单元内有两个电源模块。
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