一、数字传感器是时代的产物

自世界上出现了第一台电子数字计算机以来，至今它已经历了电子管、晶体像集成电路和大规模集成电路四代的

演变。其明显的趋势是体积越来越小，价格越来越低，耗电星越来越少。以大规模集成电路为基础的微型计算机正因为具备这些特点，才显示出了巨大的生命力，问世后立即得到迅速发展，并逐步地应用于国民经济的各个部门中。近十年来，单片微型计算机的出现又为电子计算机的应用开辟了新朗领域。一些智能化的机电产品、仪器和仪表不断涌现。

数字系统可以给出高精确度的检调和计量结果。在自动检测和计量系统中，系统的测量积确度决定于传感器本身的精确度，数字传感铝本身正好具备高稳定性和高精度的性铝。为了组成诺有电子计算机或带有数字显示的数字系统，如数字显示系统、数字处理系统b数字传递系统和效字控制系统等，为简化系统和提高系统助工作可靠性，迫切需望数字传感器。于是数字舶器便，勉远而生”。

二、数字传感的定义、分类及特点

将被测量直接或间接地变换成数字的传感器叫做数字传感器(中间不经过模拟量、没有A／D变换)。按其定义可格

数字传感器分类．如图o—1所示。

直接数字传感器到目前为止只有一种，那就是绝对式角度数字编码器。

间接数字传感器种类繁多，可分衙大类：第一类是周期计数式又称增量式数字传感氓它是把被测量转换成周期函数，然后再把周期函数转换成数字量的传感器，如增量式角度数字编码粮光揪磁栅和感应同步器等。第二类是颓率

式数字传感器。它是将被测量转换成频量后，再将频率量转换成效字员的传感器，如压电谐振传感器和振荡调频式传感器等。振荡调额式数字传感器技储能元件是否包含石英晶体又分为品体式和非晶体式两种。

数字传感器具有体积小、重量轻、结构紧凑、抗干扰能力强．工作可靠．分辨率高等优点，但也存在着成本高、结构复杂等缺点。因此，它适用于要求高稳定性、高精确度的检测系统。

如按被测虽的性质进行分类，数字传感器大致可分成两类；一类是测量位移的(直线位移和角位移)数字传团器。属于此类的是绝对角度数字编码5B和所有用朔计数式数字传感eB。如果想提高此类传感器的分辩串，可以采用细分法。另一类是测量陈位移量以外酌其它各种物理量的数字传感器。属于此类酌传感器是额率式数字传感镕。欲提高这类传感器的分辨率，可用倍频的方洗

三、数字传感器的结构

数字传感器按结构可分成三种类型：

1．绝对式角虚酗字绩码留 这种传蹈器助结构示意团如图所示，其角度分辨率决定于数字纪码器(码摄)的位队目前初4位的产品，如再增加码道和细分电路可制成19位和23位的。

2．属嘲计憨式数事馈魔曰 它的结构示意图如图示。此种结构zN位够分辨串对低精度的周期计数式数字传感器而官，仅由周期信号发生器的性质决定。例如，光扔

度的周期计数式数字传感器而盲，还要考虑到电子细分数。如前例，在100倍电子纫分数下，此光栅的分辨串就是o．1ym。此种结构后于增量式结构，结构的特点(位移方向的要求)决定它不但备有辨向电路，而且周期计数器还具有可逆性质。

3．顾串式数字传感器 其结构示意图如图示。按振荡器的形式，可将此种数字传感器分成带有晶体谐

根器的和不带晶体谐振器的两种。前者，技校测量的作用点，又分作用在石英谐振器上的石英晶体谐振式数字传感器和作用在谐振器中储能元件上朗带有晶体谐振器的调频式数

字传感器。按采用敏感元件的形式．又可分为简单的[图仔—4a)]和差动的[凶o—4b)]两种。

团c—d中的数字显示器由放串—数字转换器和数字显示器组成。为了提高这种结构的分辨电固中采取了倍领措施。

从上述三种类型数字传感器的结构图可以看出，它们都具有抗干扰能力强以及数字量演出的特点。如考虑到对电源电压酌波动、环境温度波动和非线性等因素的补偿(图中没有画出)，则精度还可提高。如果采用单片微型计算机去进行信息处理，诸如补偿．频倍(细分)和数字转换等硬件线路可软件化，不仅使线路简化，还可使分辨率、测量精度和工作可靠性进一步提面