去年我刚刚入职深圳德瑞宏科技,负责电子元器件的技术支持工作。第一次被客户问到“为什么我选的传感器输出信号总是不稳定”时,我整个人都懵了。那时我才意识到,光知道传感器能“感应”东西远远不够,真正要把原理应用到实际项目中,每一步都是坑。
我第一次接触的是NTC热敏电阻,用于温度检测。原理书上讲得很简单:温度升高,电阻值下降。可当我实际搭电路时,发现读数误差高达5℃。后来请教老同事才知道,问题出在两个地方:一是我没考虑自热效应,电流过大导致传感器自身发热;二是ADC的分辨率选低了,12位根本不够用。我换上了16位ADC,并把激励电流控制在100μA以下,精度立刻提升到0.5℃以内。
第二个教训来自一个振动监测项目。我选了压电式加速度传感器,原理是利用压电晶体的正压电效应——振动时晶体形变产生电荷。但当我直接接到单片机IO口时,信号几乎为零。原来压电传感器输出的是电荷信号,需要先经过电荷放大器转换成电压信号。我赶紧加了一级运放,信号才正常。这次经历让我明白:传感器原理里的“输出信号”类型,决定了你后面整个调理电路的设计。
现在每当新手同事问我传感器怎么选型,我都会掏心窝子说三句话:第一,先看原理,搞清它是电阻式、电容式还是压电式;第二,别跳过数据手册里的“典型应用电路”;第三,留足时间去调试信号链。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行——这句老话在传感器应用里,真是一点不假。