工业出产中，传感器的作用越来越重要，特别在万物互联的趋势下，智能传感器得到了史无前例的注重。智能传感器作为智能制作的根底，现已悄然运用到各行各业。
传感器概念与开展进程
依据国标GB/T7665-2005，传感器是“能感触被丈量并依照必定的规则转换成可用输出信号的器材或设备”。
传感器的开展被划分为三个阶段：
第一阶段始于20世纪50年代，结构型传感器呈现，它运用结构参量改变来感触和转化信号。
第二阶段始于20世纪70年代，固体型传感器逐步开展，这种传感器由半导体、电介质、磁性资料等固体元件构成。运用资料的热电效应、霍尔效应，别离制成热电偶传感器、霍尔传感器等。
第三阶段由20世纪末开端，智能型传感器呈现并快速开展。它是核算机技能与检测技能相结合的产品，能够对外界信息具有必定检测、自确诊、数据处理以及自适应才能，是当时传感器的干流。
智能传感器是指具有信息收集、信息处理、信息交流、信息存储等功用的多元件集成电路，是集传感单元、通讯芯片、微处理器、驱动程序、软件算法等于一体的体系级产品。
智能传感器根本结构如下图所示，一般包括传感单元、核算单元和接口单元。传感单元担任信号收集，核算单元依据设定对输入信号进行处理，再经过网络接口与其他设备进行通讯。智能传感器的完结能够选用模块式（将传感器、信号调度电路和带总线接口的微处理器组组成一个全体）、集成式（选用微机械加工技能和大规模集成电路工艺技能将灵敏元件、信号调度电路、接口电路和微处理器等集成在同一块芯片上）或混合式（将传感器各环节以不同的组合办法集成在数块芯片上并封装在一个外壳中）等结构。
智能传感器要害技能开展
传感器技能是完结智能制作的柱石。在当时智能年代的推进下，高功用、高可靠性的多功用杂乱主动测控体系以及依据射频辨认技能的物联网的鼓起与开展，益发凸显了具有感知、认知才能的智能传感器的重要性及其快速开展的迫切性。
智能传感器沿袭较为通用的分类办法，依据被丈量的不同，一般分为物理量智能传感器、化学量智能传感器和生物量智能传感器三大类。
其间，物理量智能传感器依据被测物理量，可简略概括为力、热、声、光、电、磁六大类。每一大类传感器中又包括多个分支。以力学量传感器为例，其分支部分列表见下：
一个真实意义上的智能传感器应该具有如下功用：
1）自校准、自标定和主动补偿功用；
2）主动收集数据、逻辑判别和数据处理功用；
3）自调整、自适应功用；
4）必定程度的存储、辨认和信息处理功用；
5）双向通讯、规范数字化输出或许符号输出功用；
6）算法判别、决议计划处理的功用。
传感资料、MEMS芯片、驱动程序和运用软件是智能传感器完结这些功用的核心技能，特别是MEMS芯片，因为其具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高并能与微处理器集成等特色，已成为智能传感器的重要载体。下面以常用的温度、压力、光学和RFID传感器为例，介绍依据MEMS的智能传感器技能开展。
①智能温度传感器
智能温度传感器适用于冶金、石化、石油、化工、制药、造纸、印染、酿制、环保、电力等职业。当时的智能温度传感器正朝着高精度、多功用、总线规范化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研发单片测温体系等方向敏捷开展。现在，国外已相继推出多种高精度、高分辨率的智能温度传感器，运用9~12位A/D转换器，分辨率能够到达0.5~0.625℃。由美国Dallas半导体公司新研发的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，分辨率高达0.03℃，测温精度为±0.2℃。
②智能压力传感器
依据MEMS技能的智能压力传感器具有小型化、低本钱、易集成等长处。压力的传感规模也很宽，在1kPa～100MPa之间。可广泛运用于微型机电体系、轿车、航空动力学、工艺操控和生物医学等方面。当时智能压力传感器技能的研讨热门致力于减轻其灵敏性和线性之间的对立，以进步传感器精度。美国柏恩Bourns研发的BPS140新式压力传感器功用安稳，在温度规模为-40°C至150°C之间运用时，总差错为2.5%FS，产品寿数改变为0.5%FS。
③光学传感器
非触摸和非破坏性丈量是光学传感器的一大优势，在电子产品检测范畴运用较多。当时CCD和CMOS图画传感器是两大干流成像技能。跟着图画传感器技能的不断改进，像素精度不断进步（现已到达5μm等级），一起对环境照度要求不断下降。安森美推出的KAI-50140是当时市场上分辨率最高的ITCCD图画传感器，到达5000万像素，具有要害细节成像才能和高图画均匀性，可用于智能手机显示屏检测、电路板检测和机械安装检测等范畴。
④RFID
RFID即射频辨认技能，俗称电子标签，是运用无线电信号进行主动辨认特定方针并读写相关数据的通讯技能，无需辨认体系与特定方针之间树立机械或光学触摸。
RFID是智能辨认和数据收集（AIDC）的一种办法，也是物联网（IoT）的重要组成部分，可运用于出产线的物流办理，如物料分拣。近年来，RFID的研讨热门首要会集在数据的完整性与安全性，如提高数据辨认的准确率，在获取信息的一起确保用户的隐私不被走漏，以及运用RFID技能完结其他范畴的运用，像依据RFID技能的室内定位等。
智能传感器技能典型运用场景
关于制作业来说，智能传感器是完结智能制作的根底。很多传统制作业在完结智能制作的转型进程中，广泛地在出产、检测及物流范畴选用传感器。本文选取机械制作、轿车、高端配备、电子、及石化、冶金等典型职业，对其间触及到的智能传感器运用进行介绍。
智能传感在制作进程中的典型运用之一，体现在机械制作职业广泛选用的数控机床中。现代数控机床在检测位移、方位、速度、压力等方面均布置了高功用传感器，能够对加工状况、刀具状况、磨损状况以及能耗等进程进行实时监控，以完结灵敏的差错补偿与自校对，完结数控机床智能化的开展趋势。此外，依据视觉传感器的可视化监控技能的选用，使得数控机床的智能监控变得更加快捷。
轿车制作职业运用智能传感也较多。以依据光学传感的机器视觉为例，在工业范畴的三大首要运用有视觉丈量、视觉引导和视觉检测。在轿车制作职业，视觉丈量技能经过丈量产品要害尺度、表面质量、安装作用等，能够确保出厂产品合格；视觉引导技能经过引导机器完结主动化转移、最佳匹配安装、准确制孔等，能够明显提高制作功率和车身安装质量；视觉检测技能能够监控车身制作工艺的安稳性，一起也能够用于确保产品的完整性和可追溯性，有利于下降制作本钱。
高端配备职业的传感器多运用在设备运维与健康办理环节。如航空发动机配备的智能传感器，使操控体系具有毛病自确诊、毛病处理才能，进步了体系应对杂乱环境和准确操控的才能。依据智能传感技能，归纳多范畴建模技能和新式信息技能，构建出可准确模仿物理实体的数字孪生体，该模型能反响体系的物理特性和应对环境的多变特性，完结发动机的功用评价、毛病确诊、寿数猜测等，一起依据全生命周期多维反应数据源，在行为状况空间敏捷学习和自主模仿，猜测对安全事情的呼应，并经过物理实体与数字实体的交互数据比照，及时发现问题，激活自修复机制，减轻损害和退化，有用避免具有丧命损害的体系行为。
工业电子范畴，在出产、转移、检测、保护等方面均触及智能传感器，如机械臂、AGV导航车、AOI检测等配备。在消费电子和医疗电子产品范畴，智能传感器的运用更具多样化。如智能手机中比较常见的智能传感器有间隔传感器、光线传感器、重力传感器、图画传感器、三轴陀螺仪和电子罗盘等。可穿戴设备最根本的功用便是经过传感器完结运动传感，一般内置MEMS加速度计、心率传感器、脉息传感器、陀螺仪、MEMS麦克风等多种传感器。智能家居（如扫地机器人、洗衣机等）触及方位传感器、挨近传感器、液位传感器、流量和速度操控、环境监测、安防感应等传感器等技能。
比较离散职业，流程职业运用传感器的环节和数量更多，特别是石化、冶金等职业，整个出产、加工、运送、运用环节会排放较多危险性、污染性气体，需求对一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、环氧乙烷、丙烯、氯乙烯、乙炔等毒性气体和苯、醛、酮等有机蒸气进行检测，需求很多气体传感器运用于安全防护，避免中毒与爆破事端。此外，在质料配比办理、工艺参数操控、设备运维与健康办理方面均需布置很多传感器。
传感器技能展望
跟着新资料，新技能的广泛运用，依据各种功用资料的新式传感器材得到快速开展，其对制作的影响更加明显。未来，智能化、微型化、多功用化、低功耗、低本钱、高灵敏度、高可靠性将是新式传感器材的开展趋势，新式传感资料与器材将是未来智能传感技能开展的重要方向。
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