一、數字傳感器是時代的產物

    自世界上出現了第一台電子數字計算機以來，至今它已經曆了電子管、晶體像集成電路和大規模集成電路四代的

演變。其明顯的趨勢是體積越來越小，價格越來越低，耗電星越來越少。以大規模集成電路為基礎的微型計算機正因為具備這些特點，才顯示出了巨大的生命力，問世後立即得到迅速發展，並逐步地應用於國民經濟的各個部門中。近十年來，單片微型計算機的出現又為電子計算機的應用開辟了新朗領域。一些智能化的機電產品、儀器和儀表不斷湧現。

    數字係統可以給出高精確度的檢調和計量結果。在自動檢測和計量係統中，係統的測量積確度決定於傳感器本身的精確度，數字傳感鋁本身正好具備高穩定性和高精度的性鋁。為了組成諾有電子計算機或帶有數字顯示的數字係統，如數字顯示係統、數字處理係統b數字傳遞係統和效字控製係統等，為簡化係統和提高係統助工作可靠性，迫切需望數字傳感器。於是數字舶器便，勉遠而生”。

二、數字傳感的定義、分類及特點

    將被測量直接或間接地變換成數字的傳感器叫做數字傳感器(中間不經過模擬量、沒有A／D變換)。按其定義可格

數字傳感器分類．如圖o—1所示。

直接數字傳感器到目前為止隻有一種，那就是絕對式角度數字編碼器。

    間接數字傳感器種類繁多，可分衙大類：第一類是周期計數式又稱增量式數字傳感氓它是把被測量轉換成周期函數，然後再把周期函數轉換成數字量的傳感器，如增量式角度數字編碼糧光揪磁柵和感應同步器等。第二類是頹率

式數字傳感器。它是將被測量轉換成頻量後，再將頻率量轉換成效字員的傳感器，如壓電諧振傳感器和振蕩調頻式傳感器等。振蕩調額式數字傳感器技儲能元件是否包含石英晶體又分為品體式和非晶體式兩種。

    數字傳感器具有體積小、重量輕、結構緊湊、抗幹擾能力強．工作可靠．分辨率高等優點，但也存在著成本高、結構複雜等缺點。因此，它適用於要求高穩定性、高精確度的檢測係統。

    如按被測雖的性質進行分類，數字傳感器大致可分成兩類；一類是測量位移的(直線位移和角位移)數字傳團器。屬於此類的是絕對角度數字編碼5B和所有用朔計數式數字傳感eB。如果想提高此類傳感器的分辯串，可以采用細分法。另一類是測量陳位移量以外酌其它各種物理量的數字傳感器。屬於此類酌傳感器是額率式數字傳感鎔。欲提高這類傳感器的分辨率，可用倍頻的方洗

三、數字傳感器的結構

    數字傳感器按結構可分成三種類型：

    1．絕對式角虛酗字績碼留  這種傳蹈器助結構示意團如圖所示，其角度分辨率決定於數字紀碼器(碼攝)的位隊目前初4位的產品，如再增加碼道和細分電路可製成19位和23位的。

2．屬嘲計憨式數事饋魔曰  它的結構示意圖如圖示。此種結構zN位夠分辨串對低精度的周期計數式數字傳感器而官，僅由周期信號發生器的性質決定。例如，光扔

度的周期計數式數字傳感器而盲，還要考慮到電子細分數。如前例，在100倍電子紉分數下，此光柵的分辨串就是o．1ym。此種結構後於增量式結構，結構的特點(位移方向的要求)決定它不但備有辨向電路，而且周期計數器還具有可逆性質。

    3．顧串式數字傳感器  其結構示意圖如圖示。按振蕩器的形式，可將此種數字傳感器分成帶有晶體諧

根器的和不帶晶體諧振器的兩種。前者，技校測量的作用點，又分作用在石英諧振器上的石英晶體諧振式數字傳感器和作用在諧振器中儲能元件上朗帶有晶體諧振器的調頻式數

字傳感器。按采用敏感元件的形式．又可分為簡單的[圖仔—4a)]和差動的[凶o—4b)]兩種。

    團c—d中的數字顯示器由放串—數字轉換器和數字顯示器組成。為了提高這種結構的分辨電固中采取了倍領措施。

    從上述三種類型數字傳感器的結構圖可以看出，它們都具有抗幹擾能力強以及數字量演出的特點。如考慮到對電源電壓酌波動、環境溫度波動和非線性等因素的補償(圖中沒有畫出)，則精度還可提高。如果采用單片微型計算機去進行信息處理，諸如補償．頻倍(細分)和數字轉換等硬件線路可軟件化，不僅使線路簡化，還可使分辨率、測量精度和工作可靠性進一步提麵