因为传感器是变换器的一种类型，它们把一种能量形式转化成另一种能量形式。由于这一点，传感器能够按照它们检测的能量类型来分类，如热量传感器，电磁传感器和机械传感器等等。
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传感器的类型
根据物理量分，传感器可分为以下几类。 1.转速传感器
将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信号形式的不同，转速传感器可分为模拟式和数字式两种。转速传感器有多种，常用的有光电式、电容式、变磁阻式以及测速发电机等。主要用于电机控制。 2.压力传感器
智能型工业压力传感器采用进口高品质传感器元件，具有优良的防护等级，可以工作在各种腐蚀性环境中。此传感器可以外接冷凝管测量高温介质，另外还具有正向限流，反向保护，稳定性强等优点，可在-40 ℃~ + 140℃范围内对变送器进行智能显示和线性补偿，广泛应用于石化、冶金、电力及轻纺。 3. 力、扭矩传感器
该传感器的弹性体采用剪切（或弯曲）悬臂梁结构，高度低，结构强度高，抗疲劳，抗偏心能力强，性能稳定可靠，测量精度高，安装使用方便，特别适用于皮带秤、料斗秤、平台秤、地中衡等测力称重系统。承载方式：压式或拉式。 4. 温度传感器
在温度传感器的接线盒内安装了变送模块，变送模块选用专用芯片进行放大和线性化处理，提高了传感器的策略精度。冷端无需补偿，所以负载能力大，传输距离远，抗干扰能力强。广泛应用于电力、石油、化工、建材、科研等行业的温度测量。 5.位移传感器
电涡流式位移传感器是以高频电涡流效应为原理的非接触式位移、振动传感器。可对运动金属物体的运动参数进行非接触测量，尤其擅长测量进入其测量范围的物体。用于机械中的震动和位移、转子与机壳的热膨胀量的长期监测；生产线的在线自动检测和自动控制；科学研究中的多种微小距离和微小运动的测量等。总之，电涡流传感器目前已被广泛应用于能源、化工、医学、汽车、冶金、机器制造、军工、科研、教学等诸多领域，并且还在不断地扩展。 6.流量传感器
流量传感器是以涡流量传感器为主体，以微功耗单片微处理器为核心的现场显示型仪表。该仪表采用微机技术与微功耗技术，功能强，结构紧凑，操作简单，在石油、化工、电力、冶金等行业，该仪表是用来测量液体、气体和蒸汽流量的理想仪表。 7.液位传感器
超声波液位传感器采用测量时间差的原理测量液位、料位高度。该产品为非接触测量仪表，有很强的抗干扰、耐腐蚀能力，安装、维护、使用非常方便，适合于环境复杂的工业现场。它采用小功率、小盲区收发专用型超声波传感器，测量精度高，而且在线测量稳定性好，具有温度补偿和防腐功能。以数字方式显示液位高低，同时输出4~20mA的电信号。 8.霍尔电压和电流传感器
霍尔电压传感器：应用霍尔原理的闭环（补偿）电压传感器，符合UL94V-0标准的绝缘外壳，对于电压测量原边电流与被测电压的比一定要通过一个由用户选择的外部电阻RI确定，并将RI串联在传感器原边回路上。其优点在于，出色的精度，良好的线性度，低温漂，最佳的反应时间，宽频带，无插入损坏，抗干扰能力强。主要应用于：交流变频调速、伺服电机、直流电机牵引的静电转化、电池电源、不间断电源、开关电源和电焊机电源。
霍尔电流传感器：应用霍尔原理的闭环（补偿）电流传感器，符合UL94V-0标准的绝缘外壳，安装于印刷线路板上。其优点在于：精度高，线性度好，低温漂，最佳的反应时间，宽频带，无插入损坏，抗干扰能力强。主要应用于：交流变频调速，伺服电机、直流电机牵引的精典转化、电池电源、不间断电源、开关电源和电焊机电源。
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第十一单元 EDA简介
EDA简介 今天，我们使用许多电子产品如手机，数码相机，个人音响和打印机。但是若没有电子设计自动化（ EDA ）软件工具的帮助，工程师们是无法发明这些基于芯片的电子产品的。
电子设计自动化(EDA)这个术语在电子工程学科内同样可以叫做计算机辅助工程，计算机辅助设计和计算机辅助制造。这些用法都可以在IEEE设计自动技术委员会中找到根源。
本文详细介绍电子类的EDA技术，侧重集成电路设计的电子设计自动化技术。在半导体公司中必须使用EDA的是芯片设计者，因为大芯片及其复杂，不能用手工设计。 随着半导体技术的持续发展，电子设计自动化技术发展迅速。一些使用EDA软件的半导体制造公司和设计服务公司，用EDA软件为制造准备工作作设计评估。 EDA工具也被用来设计一些现场可编程门阵列。 在使用EDA工具之前，集成电路是手工设计的，并且版图也是手工绘制。一些先进的公司使用图形软件来产生Gerber图形片，但是从电子元器件转换到图形也是手工完成的。在这一领域知名的公司是Calma。 在70年代中期，开发者开始使用自动设计，而不是绘图。第一个布局布线工具由此产生。在这个时代大部分是设计自动化委员会。
在1980年，由Carver Mead和Lynn Conway发表了“超大规模集成电路系统介绍”，这引发了一个新的时代的开始。这篇突破性的文章主张采用编程语言来设计芯片，这一结果引发了复杂芯片设计的成百倍增加，改善了采用逻辑仿真的设计验证工具。虽然芯片往往不容易绘制成版图，但是设计会更正确，因为他们可以在设计的过程中不断仿真。
最早的EDA工具由专业领域发明。其中最有名的是“柏克莱VLSI工具的手工安装包” ，这是一套用于设计早期的VLSI系统的UNIX工具。
另一个决定性的发展是金属氧化物半导体实施服务的形成，大学和制造生产厂协作，通过生产真正的集成电路来培训学生成为芯片设计者。这一基本的想法是通过使用可靠的，低成本的，相对低技术的集成电路设计流程，和每块晶圆上包含大量的项目及这些项目的一些副本。合作生产要么捐赠晶圆，要么以成本价出售，以观察对他们自身的长期发展是否有帮助。
1981年起，EDA开始成为一种产业。在经过很多年的发展后，一些大的电子公司如惠普，泰克和英特尔一直从事EDA的开发。在1981年，这些公司的经理和开发人员将EDA技术作为一种商业产业来运作。Daisy Systems, Mentor Graphics, 和 Valid Logic Systems均在这一时期成立起来。经过几年的发展之后，很多公司专注于EDA技术的发展，尽管每个公司的发展侧重点稍有不同。
1986年，一种高级设计语言Verilog由Gateway公司第一次引入并作为硬件描述语言。1987年，美国国防部为VHDL语言提供专项资金。在这些语言出现之后，模拟器迅速发展，允许直接模拟芯片设计：可执行规格说明。而在这些年内，后端设计被开发来执行逻辑综合。
很多的EDA公司要求小公司的软件或其他技术能够适应他们的核心业务。大部分的市场领导者收购了许多规模较小的公司。这种趋势对于软件公司的设计工具适合大供应商的套件程式是很有帮助的。 早期的EDA软件致力于数字电路的设计，一些新的工具不能用于模拟电路和混合系统中。而这一情况正在发生改变，这是因为现在趋向于将整个电子系统设计在单一芯片上。
目前的数字设计流程均是模块化的。前端产生标准化设计描述，不用考虑单元技术便可编译到每个单元中。单元执行逻辑或其他电子功能使用一种特殊的集成电路技术。生产厂一般会提供他们产品制作的元器件库以及与仿真器相匹配的标准仿真工具。模拟EDA工具则不是那么的模块化，因为模拟电路要求的功能更多，它们之间的相互作用较强，元件就不是那么理想了。 I.
1. electronic product
2. semiconductor technology 3. place and route 4. logic simulation
5. high-level design language 6. hardware description language
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7. front-end
8. library of components II.
computer-aided design计算机辅助设计
computer-aided manufacturing计算机辅助制造
Institute of Electrical and Electronics Engineers (美国)电气和电子工程师学会 Very Large Scale Integrated 超大规模集成
Field Programmable Gate Array 现场可编程门阵列
Complex Programmable Logic Device 复杂可编程逻辑器件 computer-aided engineering计算机辅助工程
Metal Oxide Semiconductor Implementation Service金属氧化物半导体实施服务
Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language 超高速集成电路硬件描述语言 Place & Route 布局布线 III.
随着半导体技术的持续发展，电子设计自动化技术发展迅速。一些使用EDA软件的半导体制造公司和设计服务公司，用EDA软件为制造准备工作作设计评估。 EDA工具也被用来设计一些现场可编程门阵列。
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硬件描述语言——VHDL语言
VHDL是超高速集成电路硬件描述语言的一个正式的符号，用于创建电子系统中的所有阶段。因为它是机器可读的和人类可读的，因此它支持开发，验证，综合和硬件设计测试，以及硬件设计数据通信、维修，改装和硬件采购。VHDL语言，也可以用作一个通用的并行程序设计语言。 VHDL最初是在美国国防部的授意下发展起来的。
它最吸引人的想法是从信息中能够仿真专用集成电路，首先发展了逻辑仿真器用于读取VHDL文件，下一步发展了读取VHDL的逻辑综合工具，然后输出电路物理执行情况的定义。 由于美国国防部要求VHDL的语法尽可能多的是基于Ada语言，因此为了避免重新发明已经在Ada发展过程中测试过的概念，VHDL大量借用Ada编程语言的概念和语法。
VHDL语言的关键优势在于，当用于系统设计时，它允许综合工具将设计转换成真正的硬件电路之前，系统的行为必须被描述（建模）和验证（模拟）。
VHD另一个优势在于，允许并发系统的描述。VHDL是一个数据流语言，不像程序计算语言如Basic，C，和汇编语言，都按顺序运行，一次只执行一个指令。
一个VHDL项目是多用途的。一旦项目被创建，子程序可用于许多其他项目。然而，许多形态和功能块参数可调谐（容量参数，内存大小，元基地，块的组成和互连结构）。
一个VHDL项目是便携式的。在一个元件库的创建，计算设备项目可以移植到另一个元件库，例如具有各种技术的超大规模集成电路。
这里有一个用VHDL语言设计的小例子。在VHDL中，一个设计至少包括一个实体用于描述接口和一个结构体用于描述实际的实现过程。此外，大多数设计导入库模块。一些设计还包含多个结构体和配置。 一个简单的用VHDL描述的与门电路如下：
上面的例子对于初学者来说看起来很冗长，很多部分都是可选的或只需要写入一次。通常像上面例子中的简单功能像是一个大的行为模块中的一部分，而不是有这么简单一个单独的模块。此外，使用的元素，如std_logic类型可能在第一次看起来比较难。你可以在最初的时候使用内置的bit这种类型，从而避免库的导入。然而，使用这个逻值辑（U，X，0，1，Z，W，H，L，-）而不是简单的位（0，1）为设计者们提供了一个非常强大的仿真和调试工具。
第十二单元 PLC简介
PLC简介
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用来替代机器控制的必要的顺序继电电路装置。PLC由它的输入和它的状态来决定开/关的输出工作。用户通常通过软件输入一个程序，这个程序将给出想得到的结论。PLC被用
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在许多“真实世界”的应用场合。如果有工业存在，那么就是PLC存在的好机会。
如果你从事于加工、包装、材料处理、自动化装配或者无数其他的工业，你可能已经正在使用它们的。如果你不使用，你将会浪费金钱和时间。几乎任何需要某种类型的电子控制的应用都需要PLC。
例如，让我们假设当一个开关打开时，我们想要旋转螺线管5秒，然后关断它，不管开关打开多长时间。用一个简单的外置定时器，我们可以做到这些。但是如果这个过程包括十个开关和螺线管将会怎样呢？我们需要10个外置的定时器。如果这个过程还需要数开关各自打开多少次将会怎样呢？我们需要许多外置的计数器。正如你所见到的，生产过程越复杂，我们越需要PLC。我们能够编写的简单PLC程序来计数它的输出和旋转螺线管的指定时间。
PLC主要由CPU、存储区和适当的电路组成来接收输入/输出数据。实际上我们可以认为PLC是一个充满成百上千个独立继电器、计数器、定时器和数据存储区的盒子。这些计数器、定时器等真的存在吗？不，它们不是物理形态存在的，而是被模拟出来的，并且可以被看作软件计数器、定时器等等。这些内在的继电器是通过寄存器里的比特区模拟的。 每一部分能做什么呢？
输入继电器——这部分与外界相连。它们物理上存在，接收来自开关、传感器等的信号。实际情况中它们不是继电器，而是晶体管。
内部有效继电器——这部分既不能从外界接收信号，物理上也不存在。它们是模拟的继电器，这能使PLC减少外置继电器。也有一些特殊的继电器只用来完成一个任务。一些是常开，一些是常闭，一些仅仅一上电就开通，主要被应用于所存储的初始化数据。
计数器——这又是在物理上不存在。它们是模拟的计数器，能被编程来计数脉冲。这些计数器主要能正序、逆序或正和逆计数。因为它们是模拟的，因此它们在计数速度上受到限制。一些制造商也包括基于硬件的高速计数器。我们认为这些是物质上存在的。
定时器——这在物理上也是不存在的。基于变量和增量工作。最普通的类型是通电延迟型。其他的包括断电延迟型，保持和非保持类型。增量变化1ms到1s。
输出继电器——这被连接到外界。它们是物理上存在的，发送开/关信号到螺线管、灯等等。它们可以是晶体管、继电器、或者三端双向可控硅，依赖于模型来选择。
数据存储——典型的是有寄存器被分配去简单地储存数据。它们通常为数学或者数据处理，被用作临时存储库。当电源撤掉时，它们也主要被用于存储数据。上电时它们仍然和电能消失之前有相同的内容。非常简便和必要！ I．1. Timer 2. on-delay 3. off-delay 4. counter 5. relay 6. registe 7. transistor 8. power-up II.
PLC（可编程逻辑控制器）是一种被发明用来替代机器控制的必要的顺序继电电路装置。PLC由它的输入和它的状态来决定开/关的输出工作。用户通常通过软件输入一个程序，这个程序将给出想得到的结论。PLC被用在许多“真实世界”的应用场合。如果有工业存在，那么就是PLC存在的好机会。
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PLC运行
当我们基于控制系统设计PLC时，第一步是识别输入和输出的类型和数目。这将决定需要购买的PLC和I/O模块类型。I/O端口的数目一般需要随着设计发展而扩展。最好买比你在开始时认为需要的数目多一些。和将来要求增加更多容量的实际时间相比，PLC和I/O模块的代价一般通常少些。 PLC通过不断地扫描程序来工作。我们可以认为这个扫描周期由三个重要步骤组成。
步骤1——检查输入状态——首先PLC看一看每个输入来判断它是开还是关。换句话说，传感器被连接到
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第一个常开输入上了吗？第二个输入怎么样？第三个?? 。它记录这个数据到它的存储器中，在下一个步骤期间被使用。
步骤2——执行程序E——接下来PLC每次执行你的程序的一个指令。也许你的程序说如果第一个输入是开通，那么第一个输出应该开通。因为从前一个步骤它已经知道那一个输入是开或关，根据第一个输入的状态，它将能够决定是否第一个输出应该开通。它将储存执行结果给之后下一个步骤期间使用。
步骤3——更新输出状态——最后，PLC更新输出状态。根据第一步期间的输入，和第二步程序期间程序执行的结果更新输出。根据第二步中的实例，现在将开通第一个输出。因为第一个输入是开通，当条件是真时，程序开通第一个输出。第三步之后PLC返回第一步不断地重复步骤。扫描时间被定义为执行上面三个步骤所花费的时间。
PLC总的响应时间是我们购买PLC时不得不考虑的一件事。总的响应时间包括输入响应时间，程序执行时间和输出响应时间。正如我们的大脑，PLC花费一定数量的时间来应对变化。
现在我们了解了响应时间，这是对于应用所真正意味的事情。当工作时，PLC仅仅能看到输入开/关。换句话说，检查扫描部分输入状态期间仅看它的输出。
典型的（工作流程）也有超过三步的，但是我们关注重要的部分，不用管其他的。其他典型的步骤是检查系统和更新当前内部计数器和定时器的值。
和工控机相比，PLC有许多好的优点，如可靠性高、抗干扰能力强、安装使用方便、编程简单、体积小、能耗低等特点。随着微电子技术的发展，PLC的数学运算、数据处理及通信功能越来越强大，推进了其在工业自动化中的应用。
第十三单元 移动通信技术
在通信（技术领域），4G是手机移动通信第四代标准，是第三代（3G）通信标准的继续与发展。4G系统提供移动超带宽因特网接入，例如使用USB无线调制解调器的笔记本电脑、智能手机和其他的移动设备。可预见的应用包括：改进后的移动网络接入、IP电话、游戏服务、高清移动电视、视频会议、3D电视和云运算。
两种备选的4G系统已投入商业运营：移动WiMAX标准（2006年率先在韩国应用）和第一版的长期演进（LTE）标准（自2009年在挪威的奥斯陆和瑞典的斯德哥尔摩投入应用）。然而，这两者的第一版本是否可以认定是4G现在仍有争议。 在美国，Sprint斯普林特（即以前的Clearwire）自2008年来一直在使用WiMAX网络，摩托罗拉的MetroPCS在2010年第一个提供LTE服务的运营商。WiMAX智能手机自2010年投入应用，LTE智能手机从2011年投入应用，而USB无线调制解调器从一开始就可以使用。因为频带不同，为不同大陆生产的设备并不总是相互兼容，目前欧洲市场不能使用移动WiMAX。
2008年3月，国际电信同盟-无线通讯部（IUT-R）为4G标准制定了一整套规范，称为国际移动通信-高级（IMT-A）规范，为4G设定的高移动性通信（如在火车或汽车上）的峰值速度标准为100 Mbit/s，低移动性通信（如行人或固定用户）的峰值速度标准为1Gbit/s。
因为第一版的移动WiMAX和LTE支持的比特率低于1Gb/s，所以他们不完全满足IMT-A 要求，但是又经常被营运商称为4G。2010年12月6日，IUT-R认为这两种技术，及其他的后3G技术，虽然不能完全达到IMT-A的要求，然而仍被认为是4G，因为他们是完善的IMT-A版本的前身，并且“展开了对最初3G系统的特点与功能进行了实质水平的提高和改进”。
移动WiMAX第2版（即Wireless MAN-A或IEEE 802.16m）和LTE-A是IMT-A，向下兼容这两个系统的旧版本，2011年春天进行了标准化并保证接近1Gbit/s的速度，有望在2013年实现。
与早期的其他各代截然不同的是，除了全部基于IP的通信，例如IP电话，4G系统不支持传统的电路交换服务。显然，在3G系统中应用的扩频无线技术在所有的4G备选系统中被完全抛弃，而被OFDMA 多载波传输和其他的频域均衡（FDE）方案代替，使得以非常高的传输比特率成为可能。通过智能天线陈列大大提高了用于多输入多输出（MIMO）通信时的峰值比特率。 用来命名无线网络传承演化的“代”这个字是不贴切的，还有其他几种理解方法，尽管有时舆论贴上了ITU-R的标签，但是从未有官方的定义。从ITU-R的角度看，4G等效于IMT-A，IMT-A有如下的具体规范要求。根据运营商来说，网络的代是指一种新的不逆向兼容的技术，而终端用户希望下一代网络能够比先前的一
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