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小编给大家讲解智能传感器的发展趋势与应用

所属分类:公司头条    发布时间: 2020-09-13    作者:admin
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       智能传感器的概念是上世纪七十年代由美国宇航局..提出,目前尚无智能传感器标准的科学定义,智能传感器是在传统的传感器基础上发展起来的,它与传统传感器有着密不可分的关系,但绝不是传统概念中的传感器。所谓传统传感器是指:能感受规定的被测量,并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换器件组成。

       在智能传感器的发展过程中,由于对其“智能”定义的不断变化,各个时期给予“智能传感器”的定义也随着时间的推移而变化。
       “把传统的传感器与微处理器集成在一块芯片上的传感器称为智能传感器”,这种说法是强调在“工艺”上将传感器与微处理二者紧密结合。
       “智能传感器就是一种带有微处理器,兼有信息检测和处理功能的传感器”,这种说法突破了传感器与微处理器的结合必须在工艺上集成在一块芯片上的框框,而着重强调智能传感器的“信息处理”功能。
       这时的智能传感器兼有“仪表”功能。“智能传感器必须具备学习、推理、感知、通信及管理等功能”,这种说法强调了智能传感器的“系统”功能。
       智能传感器的结构框图如图1所示。目前,在传感器业界,通常把智能传感器定义为:集成有传感器,带有微处理器,具有信息监测与处理功能的器件或装置叫智能传感器。
智能传感器的功能
       在自我完善能力方面:
       具有改善静态性能,提高静态测量精度的自校正、自校零、自校准功能;
       具有提高系统的响应速度,改善动态特性的智能化频率自补偿功能;
       具有抑制交叉敏感,提高系统稳定性的多信息融合功能。
       在自我管理与自适应能力方面:
       具有自检验、自诊断、自寻故障、自恢复功能;
       具有判断、决策、自动量程切换与控制功能。
       在自我识别与运算处理能力方面:
       具有从噪声中辨识微弱信号与消噪功能;
       具有从多维空间的图像辨识与模式识别功能;
       具有数据自动采集、存储、记忆与信息处理功能。
       在信息通信能力方面:
       具有双向通信、标准化数字输出以及拟人类语言符号等多种输出功能。

智能传感器的特点
       高精度 智能传感器有多项功能**其高精度,如通过自校零去除零点误差:与标准参考基准实时对比,以自动进行整体系统标定;自动进行整体非线性系统误差校正;通过对采集的大量数据统计处理以消除偶然误差的影响,从而**智能传感器具有高精度。
       高可靠性 智能传感器能自动补偿因工作条件与环境参数发生变化后引起系统特性的漂移,如温度变化而产生的零点和灵敏度漂移;当被测参数变化后能自动改换量程;能实时自动进行系统的自我检验,分析、判断所采集数据的合理性,并给出异常情况下的应急处理(报警或故障提示)。
       高信噪比 由于智能传感器具有数据存储、记忆与信息处理功能,通过软件进行数字滤波、相关分析等处理,可以去除输入数据中的噪声,将有用的信号提取出来;通过数据融合、神经网络技术,可以消除多参数状态下交叉灵敏度的影响,从而**在多参数状态下对特定参数测量的分辨能力,故智能传感器具有高的信噪比与分辨率。
       高自适应性 由于智能传感器具有判断、分析和处理功能,它能根据系统工作情况决策各部分的供电情况、与高/上位计算机数据传输速率,使系统工作在.优低功耗状态和优化的传输速率。

       高性价比 智能传感器不是像传统传感器那样追求传感器本身的完善,对传感器的各个环节进行精心设计与调试,而是通过微处理器与计算机相结合,采用能大规模生产的集成电路工艺与MEMS工艺,以及强大的软件功能来实现,因而具有高性价比。

智能传感器发展及趋势
       智能传感器的出现是对传统型传感器的一次“革命”,是传统型传感器发展的必然结果和趋势,也是对传统意义上“仪表”概念的升华。智能传感器的出现改变了传统型传感器的设计理念、生产方式和应用模式,特别是在全球兴起的物联网应用中,有着广泛的应用前景和巨大的经济效益,应引起业界的充分重视。
       智能传感器的设计——智能传感器的设计改变了传统传感器的设计理念。传统型传感器由于自身固有的一些问题,如输入输出成非线性,且随时间漂移;参数易受外界环境变化影响;信噪比低,易受电磁场等干忧;灵敏度、分辨率不高;性价比难以提高。对传统型传感器在设计时,对上面这些问题往往只进行单个参数的考虑和调试,设计技术己经达到了极限,很难再提高,因而达不到理想结果。而智能传感器在设计时,可利用MEMS技术、IC技术、计算机技术、通讯技术,可充分利用A/D转换器、信号处理器、存储器、接口电路、CPU等硬件技术进行综合考虑和分析,特别是在硬件的基础上,可通过软件开发来实现智能传感器功能和特点。