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传感器FAQ

原创：Axzon

Sensors FAQ / 传感器 FAQ
IN033F10

一, 关键词

1,传感器
2,读取器
3,天线
4,电缆
5,对准
6,软件
7,获得帮助

二, 基本要点

1,读取温度
2,读取片上RSSI
3,读取传感器代码

4,读取校准值
5,功率调制

1，传感器的最高工作温度是多少？
我们的传感器可在零下40摄氏度至零上85摄氏度的温度范围内正常工作。我们坚固的温度传感器可以报告超出它们正常范围的温度，最高可达零上125摄氏度的温度，这些传感器包括RFM3240，RFM3250，RFM3254和RFM3260。不建议在如此高的温度下长时间操作。RFM3200，RFM2100和RFM2120等柔性标签传感器采用相同的硅集成电路，但应在零下40摄氏度至零上85摄氏度的正常温度范围内工作。

2，通常监测多少个传感器？
可监测的传感器数量取决于客户的需求，并且因最终应用而异。单个射频读取器系统可支持多达100个传感器，以根据需要提供尽可能多的数据点。如果传感器正在移动通过射频读取器，就像输送线上的情况一样，射频读取器可以在其使用寿命期间看到数百万个传感器。但是，开关设备应用中使用的某些射频读取器的软件确实将支持的传感器数量限制为12个。

三, 内容

1,传感器的最高工作温度是多少？

2,通常监测多少个传感器？

3,在预测性维护中监测什么？

4,如何测量温度？

5,如何测量水分？

6,传感器有多大？

7,传感器如何进行读取？

8,传感器读取的频次如何？

9,需要什么类型的射频读取器？

10,什么是“智能”读取器？

11,建议使用哪种类型的天线电缆？

12,使用什么类型的天线连接器？

13,需要什么类型的射频天线？

14,需要多少个天线来瞄准？

15,什么是线性极化和圆极化？

16,有几个传感器，一个天线能看到它们吗？

17,我怎么知道天线是否可以看到我的传感器？

18,封闭的房间有什么不同？

19,有多个天线，所有天线都需要看到每个传感器吗？

20,每台机器都需要一个读取器吗？

21,什么是手持读取器？

22,有固定射频读取器的选项选择吗？

23,如何安装传感器？

24,柔性传感器是如何制造的？

25,抗金属和非抗金属传感器有何不同？

26,水下可以使用传感器吗？

27,有液位检测设计吗？

28,什么是传感器读取范围？

29,什么是热点和阴影？

30,你如何避免误报警？

31,如何设置我的系统？

32,如何识别一颗传感器？

33,如果传感器似乎没有读数怎么办？

34,什么是自动功率调制？

35,什么是片上RSSI？

36,什么是温度代码？

37,什么是校准值？

38,什么是变色龙™引擎？

39,什么是传感器代码？

40,液体是否需要与传感器接触？

41,水分和湿度如何不同？

42,什么是射频读取器功率？

43,什么是射频反射？

44,我需要什么读取器软件？

45,如何获得最佳结果？

3，在预测性维护中监测什么？
使用智能无源传感器™作为预测性维护解决方案的可能应用场景太多，无法一一列出。轴承、变速箱、电机外壳和管道是客户经常使用传感器的一些领域。其他应用包括传送带、泵和暖通空调(HVAC)系统。

4，如何测量温度？

使用片上电路测量温度，作为传感器集成电路的一部分。

5，如何测量水分？

与温度不同的是，水分没有统一的刻度像温度和摄氏度配对。通过检测其对传感器天线的电磁特性的影响来测量水分。芯片可以报告一个名为传感器代码的值，如果传感器变湿，该值将发生变化。虽然传感器上的水量较大时，往往会导致传感器代码值发生较大的变化，但它本身并不是水量的校准的度量。”

6，传感器有多大?

RFM3200是我们最受欢迎的传感器之一，尺寸为31.9*101.7*0.29毫米. 根据应用需求，传感器可以是更大的，也可以是更小的。

7，传感器如何进行读取?

传感器从射频读取器获取电源。射频读取器在发送到传感器的主电源信号中嵌入命令信号。当传感器由射频读取器供电时，传感器也会解码命令信号。然后，传感器执行该命令，该命令通常类似于读取或写入存储器位置，以执行感测操作命令。传感器通常将结果报告给射频读取器。

8，传感器读取的频次如何?

Axzon传感器在通信之前不需要存储电量。Axzon传感器可以在3毫秒内执行一个非常简单的操作通信周期，而一些复杂的操作可能需要30-50毫秒。可以读取传感器的速率取决于许多因素，例如范围内的传感器数量和射频读取器的性能特征。一个读取器通常可以每秒收集5到50个传感器读数。传感器可以反复读取，而通信周期之间没有延迟。

图: 电动机、泵和轴承

9, 需要什么类型的射频读取器?

射频读取器工作在900兆赫兹范围内。读取器就像一个Wi-Fi接入点，它从传感器发送和收集数据。RAIN / UHF协议要求射频读取器同时发送和接收。发送侧为传感器供电，接收侧正在收集数据。Axzon提供了几种射频读取器选项和软件，可以在这些读取器上运行。

10, 什么是“智能”读取器?

普通读取器和智能读取器都包含一个处理器来运行内部软件并支持其操作。智能读取器允许用户直接在读取器的处理器上运行自己的程序。Axzon读取服务软件直接在选定的智能读取器上运行。

11, 建议使用哪种类型的天线电缆?

大多数固定式射频读取器使用外部天线。这些天线使用同轴电缆连接到读取器。有许多类型的同轴电缆，但Axzon通常建议大多数应用使用RG-195。读取器/天线组合的目标是在天线处发射最大允许功率。电缆将衰减进/出射频读取器的信号。使用长电缆运行时，应考虑使用低损耗电缆。

图:具有圆极化辐射模式的射频天线

图:具有线极化辐射图的射频天线

12, 使用什么类型的天线连接器？?

一些天线和射频读取器带有各种连接器选项。制造规范将注明具体类型。请注意，某些连接器使用反极性（RP）。虽然电缆和连接器可能看起来像普通连接器，但仔细检查后，您会看到配对引脚在反极性连接器上是反的。那些通常会有引脚的连接器实际上会有一个孔......而那些通常带孔的连接器会有一个引脚。许多读取器和天线使用普通连接器。请仔细阅读制造商的说明书。

13, 需要什么类型的射频天线?

可以使用以射频读取器输出频率操作的任何天线，但是通常选择提供波束聚焦的天线，这通常用天线增益来表示。天线的物理形状决定了天线输出的聚焦程度。可以购买具有紧密窄波束的天线，以尽可能多地将能量集中在单一方向（高增益）。也可以购买在更宽的角度范围内更均匀地传播能量的天线。天线也产生线性和圆形辐射图案。有关其他详细信息，请参阅后面章节。

14, 需要多少天线瞄准?

窄波束天线具有更紧密的输出波束，信号强度很强。它们还具有射频信号强度低得多的区域。来自天线的射频波束的宽度以称为增益的度量被捕获。半球型辐射图通常被评定为3dBi范围。较窄的波束天线将具有10dBi的增益等级，其中更多的功率集中在单个方向上。高增益天线提供最长的读取距离，但前提是天线指向传感器。

图: RFM3250的天线朝向

15, 什么是线极化和圆极化?

天线可以以上下/左右方式（线性极化）或以旋转（圆极化）的圆形图案传递其信号。圆形样式与大多数传感器对齐，但不提供最大输出或读取范围。线性样式提供最长的读取范围，但前提是天线和传感器完全对齐。当线性天线和传感器未对准时，很少的射频信号将进入传感器。请参阅传感器或天线上的箭头以了解它们的方向。

16，几个传感器，一个天线能看到它们吗?

如果所有传感器都在一个区域，并且天线可以指向该区域，则天线可能会看到传感器。如果某些传感器位于天线后面，而某些传感器位于前面，则天线可能只会看到前面的传感器。

图:RFM3240长距传感器,具备17米的读取距离,注意天线朝向的箭头

17，我怎么知道天线是否可以看到我的传感器?

每个传感器都包含一个ID。读取传感器时，射频读取器可以通过其ID识别每个传感器。每个传感器还有一个射频功率计，可以报告标签是否从天线收到了足够的功率。通过检查传感器ID，您的软件可以提醒您天线/读取器组合可见的任何传感器。通过检查传感器的射频功率测量，您可以决定重新调整天线是否会使更多传感器进入视野。

图: RFM3200的天线朝向

18, 封闭的房间有什么不同?

封闭的房间往往反射射频功率。这意味着有时射频信号会从表面反射出来并且可以看到传感器，即使传感器位于天线或障碍物后面。对于一个封闭的房间，天线瞄准过程仍然是相同的。

18.1 将天线安装在可能与每个传感器有良好视线的位置

18.2 检查传感器的ID以确保天线/读取器可以看到它们

18.3 调整天线或传感器位置，以扩大天线的视野

图: RFM5104 预测性维护手持系统产品

图: RFM5108 固定射频读取器

图: RFM3200，不用于金属表面的柔性传感器

图: RFM2110，用于金属表面的金属柔性传感器

19, 有多个天线，所有天线都需要看到每个传感器吗?

不需要。您只需在单个天线上看到传感器即可正常运行。在多个天线上查看传感器可提供额外数据，但不会影响系统。

20，每台机器都需要一个读取器吗?

您将需要至少一个读取器，但每个读取器可以有多个天线口输出。每个天线端口通常驱动单个天线。天线采用窄而宽的现场操作。天线波束越窄，读取距离可能越长。在大多数情况下，单个天线可以处理多个传感器所在的单个场景。当机械设备呈物理展开时，您需要多个天线才能正确捕获每个分离场景中的传感器。

21, 什么是手持读取器?

射频读取器有多种形状和大小。那些专为移动使用的产品被归类为手持式读取器。这些射频读取器可以是具有触发器、屏幕和腕带的实际手持式装置。它们也可以是手机的附加装置或其他不打算永久安装在固定位置的设计。手持式射频读取器必须包含一个天线，并具有共同的特性，即读取的天线指向传感器。

22，有固定式射频读取器的选项吗?

有，固定射频读取器通常安装在固定位置。天线可以是固定射频读取器的一部分，也可以是分开的。分离的时候，使用同轴电缆将天线连接到射频读取器。

23，如何安装传感器?

传感器使用传感器背面的粘合剂安装或用螺栓固定到位。只需将背衬撕掉并粘在干净平整的表面上即可。

24, 柔性传感器是如何制造的?

柔性传感器是塑料、金属箔、粘合剂和偶尔纸张（用于商标）的组合层。很多时候，柔性型传感器采用粘合剂，因此传感器可以固定在物体上。大多数柔性传感器设计用于木材、纸张、纸板、玻璃、塑料等。它们通常不用于金属表面。就射频天线而言，涂有涂料或塑料的金属表面仍然被认为是金属表面。

Axzon确实制造了一系列专用柔性传感器，这些传感器是在金属表面上去设计或使用的。这些金属柔性传感器采用特殊材料和三维设计。

25, 金属和非金属传感器有何不同?

Axzon生产的传感器可以连接到金属和非金属物体上。通常，将射频天线放置在金属表面上, 将屏蔽射频天线并阻止了通信。Axzon金属天线专门设计用于放置在金属上。这些抗金属传感器采用特殊材料制成，并且使用金属表面来增强RF通信信号。就RF天线而言，金属表面涂有涂料或塑料则仍然被认为是金属表面。柔性传感器不应放置在金属表面上。请参阅传感器产品手册背面的兼容材料列表。

26, 水下可以使用传感器吗?

可以，也不可以。水往往吸收传入和传出传感器的射频信号。在水下放置传感器可能会阻止所有通信。同时，Axzon的水分传感器设计用于在传感元件上或附近存在水。感应单元是专门设计用于检测可见水和液体的区域。感应部分可以是天线的独特单元，或者传感功能可以分布在通用的通信天线区域上。液体不需要与传感单元直接接触以进行检测。天线直接使用射频来检测液体。任何对射频透明的材料都不会影响此检测。

27, 有液位检测设计吗?

有几种方法可以检测液位。作为一个例子，Axzon的RFM2120传感器为塑料罐中的液体提供二进制应答。如果液位高到足以到达传感器，则传感器可以检测到液体。当液体低于传感器水平时，传感器报告干燥。塑料或玻璃纤维罐在射频光谱中是透明的。塑料罐的厚度不应超过几毫米，以便可靠地检测液位。

RFM2100传感器对其传感单元附近的液体提供更线性的响应。这种设计通常用于墙内，以检测水分泄漏，以及绝缘和干墙中的水收集。

Xerxes™系列传感器采用电容式传感器，使用罐内探头检测液位。探针元件是一组平行的导线，其可以封装在塑料元件内部，使得导线不与液体直接接触。罐内探针方法可用于金属和非金属罐。传感器的RF天线应与液体分开，或放置在金属罐外部，以接收正确的射频。

RFM3250传感器，其边缘环绕着清晰的Gorilla环氧树脂

28，什么是传感器读取范围?

典型的读取范围取决于所使用的特定传感器。我们最长的读取距离传感器在自由空气中实现了19米的读取范围，但在复杂的机械环境中接近10米。较小的RFM3250传感器在自由空气中可达到5-6米，在复杂的机械环境中可达到2米或更长。有关其他数据，请参阅各个传感器产品手册。

图: 示例读取范围图

29，什么是热点和阴影?

即使在开放空间中使用传感器，射频信号也可以反射金属物体。射频信号可以强化自身并且看起来更强，或者它可以干扰自身并且看起来更弱。较弱的区域是射频阴影，传感器和天线之间的几何形状并不理想。热点和阴影由几何形状和频率决定。Axzon读取器使用多个频率来避免阴影。如果怀疑有阴影，解决办法是将天线移动几厘米，或将传感器移动几厘米。

30，如何避免误报?

传感器和读取器采用带校验和的数字协议，以验证在两个方向上正确接收通信。如果校验和不匹配，则忽略通信。这确保了如果对读数有任何疑问，则不会进行报告。由于通信协议是完全数字化的，因此它不受电弧的干扰而错误地触发报警。

图: 线性极化天线在天线前形成半炸面圈图案

31, 如何设置我的系统?

1.安装天线：传感器通常放置在天线的视线范围内。天线通常指向传感器。对于增益为10dBi的天线，这可能意味着将传感器与天线中心射线相距45度弧。对于增益为3dBi的天线，这意味着将传感器安排在天线中心射线的90度弧上。3dBi天线通常可以看到以中心射线为中心的稍微半球形体积内的传感器。

2. 检查传感器ID：每个传感器都有一个易于读取的ID，指定为EPC值。计算或记录天线和读取器看到的传感器ID。根据需要移动传感器=确保天线/读取器可以看到它们。如果您在通过ID识别传感器时遇到困难，可以用手或铝箔覆盖各种传感器，以便将其与读卡器隔离。使用此方法，您将注意到传感器ID变为可见，并从读取器数据流中删除。

3. 调整读取器功率：可以使用读取器的高功率或低功率读取传感器。当传感器具有其在制造过程中用来校准的功率时，可以获得最准确的结果。有关通过传感器的片上RSSI(OCRSSI)值测量的目标功率水平的更多信息，请参阅技术文档。请参阅本文档后面有关片上接收信号强度指示器OCRSSI的讨论。调整天线或读取器功率，使传感器进入所需功率级别的天线的视野。注意：当启用后，自动功率调制算法可管理读取器功率和传感器精度。有关支持的自动功率调制算法的其他信息，请参阅软件文档。

32, 如何识别传感器?

每个传感器都有一个易于读取的ID，指定为EPC值。如果您在通过ID识别传感器时遇到困难，可以用手或铝箔盖住传感器，使其与读卡器屏蔽。使用此方法，您将注意到传感器ID交替变为可见，并从读取器数据流中删除。

图: 偶极传感器天线辐射方向图形看起来像甜甜圈，传感器器件在穿过甜甜圈孔的轴上作用。沿轴线，信号强度会很差。沿着甜甜圈本身，信号强度将很强。天线辐射方向图和传感器辐射方向图应对齐（如桌上的甜甜圈）。

图: 圆极化天线在天线前形成半球形图案

33，如果传感器似乎没有读数怎么办?

传感器需要来自天线的最小功率才能工作。如果天线远离传感器，则传感器可能没有足够的电源来操作。尝试将天线直接指向传感器或将传感器移动5厘米，以查看天线是否可以看到传感器。

或者，读取器软件可以看到传感器，但知道传感器具有了过多的电量在进行精确测量。在这种情况下，读取器软件可以排除高侧超出范围功率的传感器读取数据。打开所接受读数的允许功率范围，以查看是否正在读取传感器数据但排除在外。

34，什么是自动功率调制?

功率调制可调节射频读取器输出功率，以确保传感器能够看到适量的功率。传感器需要来自天线的最小功率才能工作。或者，阅读器软件可以看到传感器，但知道传感器具有过多的功率在进行精确测量。在这种情况下，读取器软件可以排除高侧超出范围功率的传感器读取数据。

35, 什么是片上RSSI?

片上接收信号强度指示器是一种监测电路，用于测量传感器上存在的射频功率。功率太大或功率太小会破坏传感器读数的准确性。通过改变射频读取器的输出功率，可以调节传感器的功率（通过OCRSSI值测量）。该过程称为功率调制。

36，什么是温度代码?

温度代码是传感器在测量温度时报告的值。应将此代码与校准值进行比较，以确定实际温度。校准值在制造期间被编程到传感器中。这些只需要由软件读取一次。每个温度代码大致相当于0.14摄氏度。

37, 什么是校准值?

校准值在制造期间被编程到传感器中。这些只需要由软件读取一次。在温度校准的情况下，这些值有助于将温度代码转换为以摄氏度或华氏度为单位的实际温度值。

38, 什么是变色龙Chameleon™引擎?

变色龙引擎自动调整传感器的射频前端，以匹配射频读取器的频率。这确保了将最大能量传递到传感器以进行操作。将柔性传感器放置在各种材料上将会改变组合传感器天线和集成电路的固有调谐频率。变色龙引擎自动补偿并移回传感器调谐频率。

39，什么是传感器代码?

传感器代码衡量变色龙引擎必须补偿传感器天线, 以将传感器天线保持在正确频率的程度。当各种材料靠近传感器时，传感器代码将改变以进行补偿。该技术用于监测和测量靠近传感器天线的任何水分。这种技术构成了许多Axzon水分传感单元的基础。

40，液体是否需要与传感器接触?

不需要，水分不需要直接接触传感器。利用射频能量进行检测，并且基于接近度工作。

41，水分和湿度如何不同?

水分是可见的，湿度是气体蒸汽。RFM2100、RFM2110和RFM2100检测可见水分。

42，什么是射频读取器功率?

射频读取器功率是从射频读取器传输的能量的量。世界各地的规定不同，但通常将最大输出功率限制为30dBm或1瓦。

图: 材料接近正确设计的传感器时，电报键操作

图: 传感器放在容器的外面。液体不需要直接接触传感器进行检测。

43，什么是射频反射?

主射频信号路径是从天线到传感器并返回。然而，射频能量可以反射各种表面。这意味着在小房间中，RF功率的一部分可能从墙壁反射并可用于传感器。在某些情况下，该射频功率将增加至已经存在功率的位置用于较强的信号。在其他情况下，这种反射的射频功率将减弱已经存在功率的位置用于较弱的信号。如果您的传感器位于其中一个较弱的位置，处于一个射频无效，那么将传感器移动到侧面5厘米可以在许多情况下消除此问题。

44, 我需要什么读取器软件?

射频读取器有各种形状和尺寸。这些阅读器在射频协议级别运行，如果您不是协议专家，则编程可能很繁琐。我们的建议是从Axzon中选择一个读取器和软件组合。我们提供入门级的RfmApi™接口，可以用Java扩展以满足您的需求，或提供完整的读取器服务™，这是一个完整的Windows®、Linux或Mac®微服务。