現(xiàn)代文明的結(jié)構(gòu)建立在電子技術(shù)的基礎(chǔ)上。計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)電話和許多其他技術(shù)的存在歸功于電子技術(shù)。

傳感器在電子和控制系統(tǒng)中的重要性

傳感器是電子或機(jī)電系統(tǒng)中必不可少的組件之一。傳感器使電子電路能夠與環(huán)境交互，并從周圍環(huán)境中收集有價(jià)值的數(shù)據(jù)。在某種程度上，傳感器充當(dāng)智能數(shù)字電子系統(tǒng)的眼睛和耳朵。如下圖所示，現(xiàn)代自校正反饋控制系統(tǒng)完全依賴于傳感元件的反饋回路。

圖1 反饋控制系統(tǒng)

為了更好地理解這個(gè)反饋控制回路，讓我們以空調(diào)為例。用戶使用遙控器設(shè)置所需的溫度（設(shè)定值），集成的溫度傳感器提供當(dāng)前的室溫測(cè)量值。如果設(shè)定值和傳感器信號(hào)差不為零，則控制器（微控制器或數(shù)字電路）打開壓縮機(jī)。當(dāng)室溫（工廠）等于設(shè)定值時(shí)，誤差信號(hào)變?yōu)榱悖瑝嚎s機(jī)關(guān)閉。結(jié)果是室溫保持在所需的設(shè)定點(diǎn)。

火焰?zhèn)鞲衅骱?jiǎn)介

火焰或熱釋電傳感器是火災(zāi)探測(cè)和消防系統(tǒng)的重要組成部分。消防系統(tǒng)用于商業(yè)建筑和工廠，并廣泛用于住宅設(shè)施。在許多第一世界國家，安裝住宅消防安全系統(tǒng)甚至是強(qiáng)制性的。

熱釋電傳感器包含熱釋電晶體，其極化隨溫度變化。隨著入射紅外光強(qiáng)度的增加，熱釋電晶體的溫度升高，并且由于熱釋電效應(yīng)而產(chǎn)生成比例的電荷。

家庭和樓宇自動(dòng)化是積極采用尖端物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的領(lǐng)先行業(yè)。由于消防系統(tǒng)在任何建筑物的布局中都起著至關(guān)重要的作用，因此火焰?zhèn)鞲衅鞯闹匾猿杀对黾印?/p>

圖2：熱釋電效應(yīng)

模擬傳感器與數(shù)字傳感器

從歷史上看，傳感器一直是模擬設(shè)備，因?yàn)闇y(cè)量的物理量也是模擬的，例如聲音、光、溫度、壓力等。然而，現(xiàn)代控制系統(tǒng)使用數(shù)字控制器，如微控制器、FPGA 和 PLC。 將模擬傳感器連接到這些數(shù)字設(shè)備需要額外的子系統(tǒng)（ADC 和信號(hào)調(diào)理電路），這會(huì)增加成本和復(fù)雜性。為了解決這個(gè)問題，制造商現(xiàn)在已經(jīng)開始生產(chǎn)數(shù)字傳感器，這些傳感器可以很容易地與數(shù)字控制器連接，而無需額外的ADC和信號(hào)調(diào)理電路。這種發(fā)展對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)特別有利，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)設(shè)備需要在同一電路板上集成微控制器和數(shù)字傳感器。因此，可以在建筑物中安裝大量低成本的智能數(shù)字傳感器以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

KEMET 數(shù)字熱釋電傳感器

KEMET 的 QFS 和 QFCE 系列數(shù)字熱釋電傳感器具有更高的可靠性、更低的功耗和增強(qiáng)的性能。這些數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅鲗⒏哽`敏度與快速響應(yīng)時(shí)間相結(jié)合，可確?？焖贉?zhǔn)確地檢測(cè)火焰和火災(zāi)。得益于薄膜PZT材料，這些數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅骺梢栽谑彝鈼l件下檢測(cè)最遠(yuǎn)85米的點(diǎn)煙器。這些高質(zhì)量傳感器采用 SMD （QFS） 和 TO-39 （QFCE） 封裝。

凱美特QFCE & QFS數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅鞑恍枰~外的轉(zhuǎn)換或調(diào)理電路，因?yàn)樗斜匾哪M電路都集成到傳感器封裝中。這些傳感器可以很容易地插入數(shù)字控制器IC。我2C 通信協(xié)議可確保與微控制器和微處理器進(jìn)行快速簡(jiǎn)便的通信。

下面是QFCE系列數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅鞯暮?jiǎn)單框圖。該圖顯示，傳感器封裝包含模擬前端、ADC、數(shù)字濾波器和模擬傳感器。數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅魇褂?I2用于數(shù)字通信的C接口，只需要兩條數(shù)據(jù)線（SDA，SCL）。

圖 3：QFCE 數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅骺驁D

除了數(shù)字輸出外，QFCE系列數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅饕彩强?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程的。因此，不同的傳感器參數(shù)是可調(diào)的，包括增益、閃爍率、采樣頻率以及高通和低通濾波。通過選擇相關(guān)零件編號(hào)提供光學(xué)濾波。此功能為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和工程師提供了更大的靈活性和控制力。

圖 4：KEMET QFCE 數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅?/p>

QFCE數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅鞯膽?yīng)用

由于其高靈敏度、可靠性、高檢測(cè)范圍和集成模擬電路，QFCE數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅魇俏锫?lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇。這些傳感器的一些主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：

? 石油和天然氣
? 制造業(yè)
? 森林保護(hù) ? 智能家居 ? 智能建筑
? 交通

? 基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)

QFCE數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅鞯膬?yōu)勢(shì)

與模擬火焰?zhèn)鞲衅飨啾?，QFCE數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅骶哂性S多優(yōu)勢(shì)。這些傳感器的一些顯著特點(diǎn)是：

? 高靈敏度
? 100o寬視野
? 數(shù)字輸出和I2C 接口
? 可編程增益和濾波 ? 提供各種
光學(xué)濾
光片 ? 集成放大器、ADC 和數(shù)字濾波器
? 低功耗

下表比較了模擬 （QFC）、數(shù)字 TO-39 （QFCE） 和數(shù)字 SMD （QFS） 火焰?zhèn)鞲衅鳎?br />

圖 5：傳感器比較表

QFCE火焰?zhèn)鞲衅鞯囊晥?chǎng)圖如下：

圖 6：視野

QFCE數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅鞯?a target="_blank">電氣特性

數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅鞯闹匾姎馓匦匀缦拢?/p>

? 額定電流消耗：22 μA
? 工作電壓：1.75 V 至 3.60 V
? 數(shù)字 I/O：I2C
? 工作溫度：-40°C 至 +85°C

結(jié)論

傳感器是電子和機(jī)電控制系統(tǒng)中最常用的組件之一?；鹧婊驘後岆妭鞲衅髟谙老到y(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。從歷史上看，火焰?zhèn)鞲衅饕恢笔悄M的，需要ADC和信號(hào)調(diào)理電路來實(shí)現(xiàn)微控制器接口。然而，隨著數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅鞯某霈F(xiàn)，微控制器接口已經(jīng)大大簡(jiǎn)化。

KEMET QFCE 數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅魈峁┑凸?、高可靠性、增?qiáng)的視場(chǎng)、可編程增益和濾波，以及 I2C 通信。這些特性使QFCE系列傳感器成為物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇。使用我們的高質(zhì)量QFCE系列數(shù)字火焰?zhèn)鞲衅鳂?gòu)建下一代消防解決方案。

審核編輯：郭婷