【導讀】實時控製是閉環係統在定義的時間窗口內收集數據、處理數據並更新係統的能力。作為文章“實時控製簡介及其重要性”的續篇

，本文將詳細介紹實時控製係統的第一個功能塊“檢測（收集）數據”，並針對如何通過關注特定傳感器參數來優化實時控製係統的數據捕獲提供了三個技巧。

您可能需要監控電機的位置和轉速、調節電動汽車(EV)充電站的輸出功率，甚至需要測量車輛與其前方停車間的極近距離。無論什麼應用，對於閉環係統的安全和性能而言，傳感器速度、精度和可靠性等參數都至關重要。

技巧1：選擇可在定義的時間窗口中收集數據並進行通信的傳感器。

在瞬息萬變的環境中，傳感器響應、轉換和通信速度對於實時控製係統至關重要。係統收集和處理數據的速度越快，更新輸出的速度就越快
，從而可以保持穩定性和效率。

我們看一個電動汽車電池包的示例。在此示例中，40duogechuanganqiyongyuceliangdianxinwendu。zhexiechuanganqitigongdeshujubangzhuweihudianchideanquanyunxingbingyouhuachongdianxiaolv。shejirenyuantongchanghuimianlindenantishilianjiefuwenduxishuremindianzudedianduidiandianlanhuizengjiadiandongqichedezhonglianghechengben。

要解決這個難題，如圖1所示，您可以采用TI TMP1826溫度傳感器的單線協議，以便減少所需電纜數量
、降低整體重量並提高車輛效率。

未(wei)來(lai)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)有(you)望(wang)成(cheng)為(wei)能(neng)源(yuan)來(lai)源(yuan)

，即(ji)在(zai)用(yong)電(dian)高(gao)峰(feng)或(huo)停(ting)電(dian)期(qi)間(jian)將(jiang)存(cun)儲(chu)的(de)電(dian)能(neng)返(fan)回(hui)電(dian)網(wang)。管(guan)理(li)這(zhe)種(zhong)潛(qian)在(zai)的(de)能(neng)量(liang)交(jiao)換(huan)是(shi)電(dian)網(wang)集(ji)成(cheng)的(de)一(yi)個(ge)方(fang)麵(mian)，這(zhe)使(shi)得(de)通(tong)信(xin)成(cheng)為(wei)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)站(zhan)的(de)一(yi)項(xiang)關(guan)鍵(jian)設(she)計(ji)考(kao)量(liang)。無(wu)論(lun)是(shi)車(che)輛(liang)充(chong)電(dian)點(dian)到(dao)電(dian)網(wang)

，還(hai)是(shi)充(chong)電(dian)站(zhan)到(dao)雲(yun)端(duan)
，前(qian)後(hou)端(duan)通(tong)信(xin)設(she)計(ji)都(dou)必(bi)須(xu)滿(man)足(zu)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)數(shu)據(ju)

、功能安全與信息安全標準，如圖1所示。

圖1：減少電動汽車電池溫度傳感器布線

不bu過guo
，在zai一yi根gen總zong線xian上shang具ju有you多duo個ge傳chuan感gan器qi的de情qing況kuang下xia，要yao讓rang控kong製zhi器qi可ke在zai定ding義yi的de時shi間jian窗chuang口kou中zhong從cong每mei個ge溫wen度du傳chuan感gan器qi查zha詢xun新xin的de溫wen度du讀du數shu，必bi須xu確que保bao通tong信xin速su度du足zu夠gou快kuai。值zhi得de慶qing幸xing的de是shi
，TMP1826等器件不僅支持傳統應用所需的標準速度
，還支持低延遲通信所需的具有90kbps數據速率的超速模式
，使得實時控製係統能夠正確更新每個電池模塊的電芯溫度。

技巧2：選擇高精度傳感器並遵循最佳實踐，以便盡量減少外部誤差。

實時控製係統需要精確的反饋，而要實現這點的最簡單方法就是使用高精度傳感器。假設有一個通過電機控製的係統，如圖2中zhong的de六liu軸zhou機ji械xie臂bi或huo協xie作zuo機ji器qi人ren。這zhe些xie機ji器qi人ren需xu要yao精jing確que的de電dian機ji位wei置zhi檢jian測ce和he控kong製zhi，才cai能neng確que保bao組zu裝zhuang過guo程cheng中zhong的de精jing確que度du和he人ren機ji交jiao互hu情qing況kuang下xia的de安an全quan性xing。

如果能獲取更加準確的電機位置
，則可以減少機械容差。換句話說，位置傳感器越精確，設計裕度越大。借助TMAG5170denggaojingduhuoerxiaoyingweizhichuanganqi

，ninkeyizhunquejiankongdianjideweizhi，tongshikeyiduirenhejiaodubianhuazuochukuaisuxiangying，yibianshishikongzhichulidanyuankeyiduidianjijinxingzhongxindingwei。

圖2：多軸協作機器人

為實現準確測量，必須遵循最佳設計實踐並考慮所有可能的誤差源（如係統的機械缺陷或與信號鏈相關的誤差）。如需了解在磁感應用中實現實時控製係統所需的精確角度反饋，請參閱實現超高係統角度感應精度應用手冊中的指南。

技巧3：基於產品任務剖麵選擇可靠的傳感器。

傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)速(su)度(du)和(he)精(jing)度(du)是(shi)成(cheng)功(gong)實(shi)現(xian)實(shi)時(shi)控(kong)製(zhi)的(de)兩(liang)個(ge)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)。此(ci)外(wai)，要(yao)讓(rang)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)，還(hai)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)係(xi)統(tong)的(de)壽(shou)命(ming)和(he)運(yun)行(xing)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)。例(li)如(ru)，圖(tu)3中所示的衛星不僅需要承受太空中強烈的物理振動和大量輻射，還需要承受極端的溫度變化。

圖3：對於電子元件來說，太空的環境特別惡劣

在(zai)太(tai)空(kong)中(zhong)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)控(kong)製(zhi)的(de)一(yi)個(ge)示(shi)例(li)是(shi)衛(wei)星(xing)上(shang)的(de)發(fa)電(dian)和(he)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)。其(qi)中(zhong)
，電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)放(fang)大(da)器(qi)用(yong)於(yu)監(jian)測(ce)主(zhu)電(dian)源(yuan)軌(gui)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)
，從(cong)而(er)檢(jian)測(ce)單(dan)粒(li)子(zi)瞬(shun)變(bian)。一(yi)旦(dan)檢(jian)測(ce)到(dao)過(guo)流(liu)事(shi)件(jian)
，處(chu)理(li)器(qi)會(hui)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)反(fan)應(ying)，以(yi)便(bian)關(guan)閉(bi)電(dian)子(zi)子(zi)係(xi)統(tong)，防(fang)止(zhi)造(zao)成(cheng)損(sun)壞(huai)。

TI在INA901-SP和INA240-SEP等CSAchanpinzhongcaiyongxianjinjishu，ruzengqiangxinghangtiansuliaohenaifushefengzhuang，keyizaitaikongzhongbaochigaojingduceliangbingshixianshishikongzhi。ruxulejiegengduoxinxi，qingcanyuejishuwenzhangdianliujiancefangdaqiruhejianceweixingdeyunxingzhuangkuang。

結語

檢測通常是指測量電壓、電流、電機轉速、位置、濕度和溫度等外部變量。要實現向控製係統實時發送數據變化，傳感器的響應時間、通信速度、精度和可靠性是至關重要的參數。

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