智能化是傳感器發(fā)展的必然趨勢(shì)

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1、智能化是傳感器發(fā)展的必然趨勢(shì)點(diǎn)擊次數(shù):498發(fā)布時(shí)間:2009-6-38:35:11現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集（即傳感器技術(shù)）、信息傳輸（通信技術(shù)）和信息處理（計(jì)算機(jī)技術(shù)）。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，近百年來，傳感器的發(fā)展人致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段；（1）傳統(tǒng)的分立式傳感器（含敏感元件）；（2）模擬集成傳感器；（3）智能傳感器。冃前，國(guó)際上新型傳感器疋從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。1傳感器的分類1?1傳統(tǒng)的分立式傳感器該類傳感器是用非集成化工藝制造的，僅具有獲取信號(hào)的功能。

2、1.2模擬集成化傳感器集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成丄藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成傳感器。模擬集成傳感器是在20卅:紀(jì)80年代問世的，它是將傳感器集成在一個(gè)芯片上、對(duì)完成測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專用IC。模擬集成傳感器的主耍特點(diǎn)是功能單一（僅測(cè)量某一物理量）、測(cè)量誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)量、控制，不需耍進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。1.3智能傳感器仃ntelligentSensor）智能傳感器（亦稱數(shù)字傳感器）是在20世紀(jì)90年代中期問世的。它是微電子技

3、術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和口動(dòng)測(cè)試技術(shù)（ATE）的結(jié)晶。冃前，國(guó)際上已開發(fā)出多種智能傳感器系列產(chǎn)品。智能傳感器內(nèi)部都包含傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（cpu）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）o智能傳感器的特點(diǎn)是能輸出測(cè)量數(shù)據(jù)及相關(guān)的控制量，適配各種微控制器（MCU）；并口它是在碩件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。2智能傳感器的功能和特點(diǎn)2.1智能傳感器的功能智能傳感器一般都有下列全部或部分功能：

4、3.具有自校零、白標(biāo)定、白校正；b.具有口動(dòng)補(bǔ)償功能；c?能夠口動(dòng)采集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；d?能夠自行進(jìn)行檢驗(yàn)、自選量程、自尋故障;e.具有數(shù)字存儲(chǔ)、記憶與信息處理功能；e.具有雙向通訊、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出或符號(hào)輸出功能；f.具冇判斷、決策處理能力。2.2智能傳感器的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的傳感器相比，智能傳感器的特點(diǎn)是：3.精度高智能傳感器有多項(xiàng)功能來保證它的高精度，如；通過H動(dòng)校零去除零點(diǎn)謀差；與標(biāo)準(zhǔn)參考基準(zhǔn)實(shí)時(shí)對(duì)比以自動(dòng)進(jìn)行整體系統(tǒng)標(biāo)定；自動(dòng)進(jìn)行整體非線形等系統(tǒng)課差的校正;通過對(duì)采集的大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理以消除偶

5、然誤差的彫響；從血保證了智能傳感器具有高精度。b.高可靠性與高穩(wěn)定性智能傳感器能自動(dòng)補(bǔ)償因工作條件與環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化后引起系統(tǒng)特性的漂移，比如：溫度變化血產(chǎn)生的零點(diǎn)和靈敏度的漂移；在當(dāng)被測(cè)參數(shù)變化后能口動(dòng)改換量程；能實(shí)時(shí)口動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)的口我檢驗(yàn)，分析、判斷所采集的數(shù)據(jù)的合理性，并給出界常情況的應(yīng)急處理（報(bào)警或故障提示）。因此，有多項(xiàng)功能保證了智能傳感器的高對(duì)靠性與高穩(wěn)定性。c?高信噪比與高分辨率由于智能傳感器具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記憶與信息處理功能，通過軟件進(jìn)行數(shù)字濾波、相關(guān)分析等處理，町以去除輸入數(shù)據(jù)中的噪聲，將有

6、用的信號(hào)提取出來；通過數(shù)據(jù)融合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以消除多參數(shù)狀態(tài)下交叉靈敏度的影響，從而保證在多參數(shù)狀態(tài)卜-對(duì)特定參數(shù)測(cè)量的分辨能力，故智能傳感器具有高的信噪比與分辨率。d.強(qiáng)的口適應(yīng)性由于智能傳感器具有判斷、分析和處理功能，它能根據(jù)系統(tǒng)工作悄況決策各部分的供電情況、與上位計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸速率，使系統(tǒng)丄作在最優(yōu)低功耗狀態(tài)和優(yōu)化的傳輸速率。e?高的性能價(jià)格比智能傳感器所具有的上述高性能，不是彖傳統(tǒng)傳感器技術(shù)那樣為追求傳感器本身的完善，對(duì)傳感器的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)與調(diào)試、進(jìn)行“手工藝品”式的精雕細(xì)琢來獲得，而是

7、通過與微處理器/計(jì)算機(jī)相結(jié)合，采用廉價(jià)的集成電路丄藝和芯片以及強(qiáng)大的軟件來實(shí)現(xiàn)的。所以具有高的性價(jià)比。3.智能化設(shè)計(jì)是傳感器傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念中的一次革命，是世界傳感器的發(fā)展趨勢(shì)?傳感器的智能化和任何其他事物一樣有它的必然性，傳感器：作為信息系統(tǒng)的最前端，它的特性好壞、輸出信息的對(duì)靠性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量至關(guān)重要，但是長(zhǎng)期以來與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展相比傳感器技術(shù)前進(jìn)的步伐明顯落后，由于采用傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，使得傳感器的性價(jià)比很低，據(jù)有關(guān)資料介紹，從1970年到1990年計(jì)算機(jī)的性價(jià)比提高了1000倍，而傳感器

8、的性價(jià)比只提高了3倍。然而，傳統(tǒng)傳感器技術(shù)已達(dá)到了技術(shù)極限，它的性價(jià)比不可能再有大幅度的提高。另外它在以下幾個(gè)方而存在著嚴(yán)重的不足：△輸入輸出特性存在非線性，口隨時(shí)間漂移；△參數(shù)易受環(huán)境條件變化的影響；△信噪比低，易受噪聲干擾；△存在交義靈敏度，選擇性、分辨率不高。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技事業(yè)的發(fā)展不僅對(duì)傳感器的性能要求越來越鬲，而J1對(duì)它的數(shù)量要求也越來越人，再用傳統(tǒng)的方法設(shè)計(jì)和用作坊式的手工操作為主的生產(chǎn)，質(zhì)與量