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智能传感器_

发布日期:2020-10-20 01:12

  智能传感器_信息与通信_工程科技_专业资料。智能传感器(intelligent sensor)是具有信息处理功能的传感器。智能传感 器带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理 机相结合的产物。 一般智能机器人的感觉系

  智能传感器(intelligent sensor)是具有信息处理功能的传感器。智能传感 器带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理 机相结合的产物。 一般智能机器人的感觉系统由多个传感器集合而成,采集的信 息需要计算机进行处理, 而使用智能传感器就可将信息分散处理, 从而降低成本。 与一般传感器相比, 智能传感器具有以下三个优点:通过软件技术可实现高精度 的信息采集,而且成本低;具有一定的编程自动化能力;功能多样化。智能传感 器的功能是通过模拟人的感官和大脑的协调动作, 结合长期以来测试技术的研究 和实际经验而提出来的。 是一个相对独立的智能单元,它的出现对原来硬件性能 苛刻要求有所减轻,而靠软件帮助可以使传感器的性能大幅度提高。 1、 信息存储和传输——随着全智能集散控制系统(SmartDistributedSystem) 的飞速发展, 对智能单元要求具备通信功能,用通信网络以数字形式进行双向通 信, 这也是智能传感器关键标志之一。智能传感器通过测试数据传输或接收指令 来实现各项功能。如增益的设置、补偿参数的设置、内检参数设置、测试数据输 出等。 2、自补偿和计算功能——多年来从事传感器研制的工程技术人员一直为传 感器的温度漂移和输出非线性作大量的补偿工作,但都没有从根本上解决问题。 而智能传感器的自补偿和计算功能为传感器的温度漂移和非线性补偿开辟了新 的道路。这样,放宽传感器加工精密度要求,只要能保证传感器的重复性好,利 用微处理器对测试的信号通过软件计算, 采用多次拟合和差值计算方法对漂移和 非线性进行补偿,从而能获得较精确的测量结果压力传感器。 3、自检、自校、自诊断功能——普通传感器需要定期检验和标定,以保证 它在正常使用时足够的准确度, 这些工作一般要求将传感器从使用现场拆卸送到 实验室或检验部门进行。 对于在线测量传感器出现异常则不能及时诊断。采用智 能传感器情况则大有改观, 首先自诊断功能在电源接通时进行自检,诊断测试以 确定组件有无故障。其次根据使用时间可以在线进行校正,微处理器利用存在 EPROM 内的计量特性数据进行对比校对。 4、复合敏感功能——我们观察周围的自然现象,常见的信号有声、光、电、 热、力、化学等。敏感元件测量一般通过两种方式:直接和间接的测量。而智能 传感器具有复合功能, 能够同时测量多种物理量和化学量,给出能够较全面反映 物质运动规律的信息。 如美国加利弗尼亚大学研制的复合液体传感器,可同时测 量介质的温度、流速、压力和密度。美国 EG&GICSensors 公司研制的复合力学 传感器,可同时测量物体某一点的三维振动加速度(加速度传感器)、速度(速 度传感器)、位移(位移传感器),等等。 5、 智能传感器的集成化----由于大规模集成电路的发展使得传感器与相应的 电路都集成到同一芯片上, 而这种具有某些智能功能的传感器叫作集成智能传感 器集成智能传感器的功能有三个方面的优点:较高信噪比:传感器的弱信号先经 集成电路信号放大后再远距离传送,就可大大改进信噪比。改善性能:由于传感 器与电路集成于同一芯片上, 对于传感器的零漂、温漂和零位可以通过自校单元 定期自动校准,又可以采用适当的反馈方式改善传感器的频响。信号规一化:传 感器的模拟信号通过程控放大器进行规一化,又通过模数转换成数字信号,微处 理器按数字传输的几种形式进行数字规一化,如串行、并行、频率、相位和脉冲 等。