原创 为传感器而烦恼吗？

作者：Bill Schweber，EDN副主编 

发表时间：2005-05-04

虽然在许多情况下，传感器测量的参数（如温度或压力）从教科书的角度看都是很简单的，但现实情况却完全不同。这就是测量每种参数的传感器会有数千种，以适应各种系统所需的不同范围、价格、环境、干扰参数和电气接口的原因所在。

　　过去数十年来，随着传感器技术和接口电子电路的改进以及相关价格的降低，我们对传感器的依赖却大大增强了。例如，典型的中档轿车约有 100 个传感器，豪华轿车则有更多的传感器。这些传感器对于燃油喷射，引擎的运转、效率和辐射，传动性能，乘客安全性，车厢通风与空调，稳定性控制，照明，雨刷控制，娱乐系统运行以及用户（有时称为驾驶员）控制仪表板等都是至关重要的。

　　使用更多嵌入式传感器这一发展趋势会产生了某些严重的工程问题。由于传感器在现实世界中应用的缘故，它要比其他电子元件更容易提供不适当的或误导的数据，而且更容易失效。有时，传感器正在正常工作，但是却在其它变量出现不可避免的漂移时就要试图测量另一个变量。例如，一个传感器可以在很宽的范围内准确测定氧气浓度，但气体温度必须限制在一个十分狭窄的范围内。所以，为使传感器以所需的精度测量必需的氧浓度，你就必须控制气体的温度，这又需要更多的传感器和电路。

　　这种状况就是反映收益减少和折衷的经典工程问题的一个实例。你需要备份传感器吗？如果需要，它们应当是同一类型的，还是不同类型的？也许你需要使用三支传感器和占多数的判定方法？考虑设计效果、成本和潜在不稳定性，是否值得额外增加传感器？你是否需要增加一种独立测试传感器的方法（这通常不是容易的工作），如施加某一已知的温度或压力呢？可选用的硬件很多，其中没有一种是有吸引力的。

　　你还必须考虑测试这些额外的传感器或控制那些有效源的软件与算法。当你得到一个可疑的或一个可接受的读数时，你必须确定它的有效性。这有两种结果：一只传感器不能指示业已变化的参数；或者它起误导作用，指示一个参数本来没有发生变化却发生了变化。大量的好、坏情况以及其涉及的方方面面都可能会让设计师头痛不已。

　　总的来说，各种廉价的小型通用传感器的可用性对工程师来说是件好事，因为这使工程师能实现以往力所不及的功能。但是，如同这么多工程与元器件的进步一样，这也证明这样一句俗语：“小心你想要得到的东西，你或许会受到它的惩罚”。它可能会使设计师夜里提心吊胆，白天把自己与项目搞得一团糟。