1、智能传感器
智能传感器是当今世界科技界研讨的热门,尚无一致的、切当的界说。本文不评论(In2telligentsensor或Smartsensor)两个术语的差异,统称为智能传感器。
现在国内外学者普遍认为,智能传感器是由传统的传感器和微处理器(或微核算机)相结合而构成的,它充分使用核算机的核算和存储才能,对传感器的数据进行处理,并能对它的内部行为进行调度,使收集的数据最佳。智能传感器的功用如下:
(1)自补偿才能:经过软件对传感器的非线性、温度漂移、时刻漂移、呼应时刻等进行主动补偿。
(2)自校准功用:操作者输入零值或某一规范量值后,自校准软件能够主动地对传感器进行在线校准。
(3)自确诊功用:接通电源后,可对传感器进行自检,查看传感器各部分是否正常,并可确诊产生毛病的部件。
(4)数值处理功用:能够依据智能传感器内部的程序,主动处理数据,如进行核算处理,除掉异常值等。
(5)双向通信功用:微处理器和根本传感器之间构成闭环,微处理机不光接纳、处理传感器的数据,还可将信息反应至传感器,对丈量进程进行调度和操控。
(6)信息存储和回忆功用。
(7)数字量输出功用:输出数字信号,可便利的和核算机或接口总线相连。
现在研发的智能传感器只具有上述功用中的一部分。传统的传感器只能作为灵敏元件,检测物理量的改变,而智能传感器则包含丈量信号调度(如滤波、扩大、A/D转化等)、数据处理以及数据显现等。它简直包含了仪器仪表的悉数功用。可见智能传感器的功用已延伸到仪器的范畴。
跟着科学技能的开展,智能传感器的功用将逐渐增强,它将使用人工神经网、人工智能、信息处理技能(如传感器信息交融技能、含糊理论等),使传感器具有更高档的智能,具有剖析、判别、自适应、自学习的功用,能够完结图象识别、特征检测、多维检测等杂乱使命。
2、智能传感器的结构
智能传感器主要由传感器、微处理器(或微核算机)及相关电路组成,其结构框图如图1所
图1智能传感器原理框图
传感器将被测的物理量转化成相应的电信号,送到信号调度电路中,进行滤波、扩大、模-数转化后,送到微核算机中。核算机是智能传感器的中心,它不光能够对传感器丈量数据进行核算、存储、数据处理,还能够经过反应回路对传感器进行调度。因为核算机充分发挥各种软件的功用,能够完结硬件难以完结的使命,然后大大下降传感器制作的难度,进步传感器的功能,下降成本。
智能传感器的结构能够是集成的,也能够是分离式,按结构能够分为集成式、混合式和模块式三种方式。集成智能传感器是将一个或多个灵敏器材与微处理器、信号处理电路集成在同一硅片上,集成度高,体积小。这种集成的传感器在现在的技能水平下还很难完成。将传感器和微处理器、信号处理电路作在不同的芯片上,则构成混合式的智能传感器(HybridSmart2Sensor)。现在这类结构较多。初级的智能传感器也能够有许多相互独立的模块组成,如将微核算机、信号调度电路模块、输出电路模块、显现电路模块和传感器装配在同一壳体内,则组高,体积较大,但在现在的技能水平下,仍不失为一种有用的结构方式。