A. 感測器網路節點使用的限制因素有哪些
感測抄器網路節點使用的限制因素有以下幾點:
①電池能量有限:需要電池提供能量的模塊:感測器模塊、處理器模塊、通信模塊。
②通信能力有限:E = k × dn (K—系數、 d—距離、 n—3,4)
③計算和存儲能力有限:感測器節點是一種微型嵌入式設備,價格低、功耗小。 因此,限制處理器計算能力弱,存儲能量小。
B. 哪些因素可影響CMOS感測器的性能
1.雜訊
這是影響CMOS感測器性能的首要問題。這種雜訊包括固定圖形雜訊FPN(Fixed pattern noise)、暗電流雜訊、熱雜訊等。固定圖形雜訊產生的原因是一束同樣的光照射到兩個不同的象素上產生的輸出信號不完全相同。雜訊正是這樣被引入的。對付固定圖形雜訊可以應用雙采樣或相關雙采樣技術。具體地說來有點像在設計模擬放大器時引入差分對來抑制共模雜訊。雙采樣是先讀出光照產生的電荷積分信號,暫存然後對象素單元進行復位,再讀取此象素單元地輸出信號。兩者相減得出圖像信號。兩種采樣均能有效抑制固定圖形雜訊。另外,相關雙采樣需要臨時存儲單元,隨著象素地增加,存儲單元也要增加。
2. 暗電流
物理器件不可能是理想的,如同亞閾值效應一樣,由於雜質、受熱等其他原因的影響,即使沒有光照射到象素,象素單元也會產生電荷,這些電荷產生了暗電流。暗電流與光照產生的電荷很難進行區分。暗電流在像素陣列各處也不完全相同,它會導致固定圖形雜訊。對於含有積分功能的像素單元來說,暗電流所造成的固定圖形雜訊與積分時間成正比。暗電流的產生也是一個隨機過程,它是散彈雜訊的一個來源。因此,熱雜訊元件所產生的暗電流大小等於像素單元中的暗電流電子數的平方根。當長時間的積分單元被採用時,這種類型的雜訊就變成了影響圖像信號質量的主要因素,對於昏暗物體,長時間的積分是必要的,並且像素單元電容容量是有限的,於是暗電流電子的積累限制了積分的最長時間。
為減少暗電流對圖像信號的影響,首先可以採取降溫手段。但是,僅對晶元降溫是遠遠不夠的,由暗電流產生的固定圖形雜訊不能完全通過雙采樣克服。現在採用的有效的方法是從已獲得的圖像信號中減去參考暗電流信號。
3. 象素的飽和與溢出模糊
類似於放大器由於線性區的范圍有限而存在一個輸入上限,對於CMOS圖像感測晶元來說,它也有一個輸入的上限。輸入光信號若超過此上限,像素單元將飽和而不能進行光電轉換。對於含有積分功能的像素單元來說,此上限由光電子積分單元的容量大小決定:對於不含積分功能的像素單元,該上限由流過光電二極體或三極體的最大電流決定。在輸入光信號飽和時,溢出模糊就發生了。溢出模糊是由於像素單元的光電子飽和進而流出到鄰近的像素單元上。溢出模糊反映到圖像上就是一片特別亮的區域。這有些類似於照片上的曝光過度。溢出模糊可通過在像素單元內加入自動泄放管來克服,泄放管可以有效地將過剩電荷排出。但是,這只是限制了溢出,卻不能使象素能真實還原出圖像了。
C. 電感自感型感測器的靈敏度與那些因素有關提高靈敏度可採取哪些措施採用這些措施會帶來什麼後果
從提高靈敏度而言,可採取以下措施,同時帶來後隨的不利因素:
1,採用差分結構,較之單電感式靈敏度可提高1倍。這導致感測器結構復雜。
2,避免空心電感,採用鐵芯電感,同樣的被測量變化有更大電感變化。這導致線圈體積和重量增加,不利於小型化;同時,使用溫度范圍被限於磁芯材料的居里溫度以下。
3,自感型感測器本身的靈敏度(ΔL/Δ被測量)成反比函數,所以使被測量靠近0值的靈敏度最高。這樣的限制使得量程減少。
4,採用盡可能粗的線徑,降低線圈直流電阻。這導致體積、成本增大,極少被採用。
5,自感型感測器靈敏度提高後,外部雜散磁場干擾的影響也被加重,這需要增加磁屏蔽設計。這導致成本、使用范圍受限。
D. 影響光纖SPR感測器性能的幾個因素
1 光纖纖芯折射率的影響
2 光纖纖芯直徑
3 探頭的長度
4 黏結層:增加金屬層和光纖纖芯之間的黏結力
5 金屬層:常用的金屬材料有Au/Ag/Cu/Al等