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智能传感器需要具备哪些功能?分别是如何实现的?

提问者:匿名

时间:Tue Jun 09 19:51:00 CST 2020

智能传感器

Tue Jun 09 19:51:25 CST 2020

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智能传感器的构想是通过模拟人类感官和大脑的协调动作,并结合了长期以来测试技术的研究成果和实际经验而发展起来的,可以看作一个相对独立的智能单元。智能传感器的出现使得原来对硬件性能的苛刻要求有所减轻,转而靠软件的参与使传感器的性能得到大幅度提高。那么智能传感器有哪些突出的功能呢?

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,这就要求智能单元具备通信功能,才能实现通信网络以数字信号的形式进行双向通信,因此信息的存储和传输功能可以说是智能传感器的关键标志之一。智能传感器的原理是通过测试数据传输或接收指令来实现各项预设的功能,常见的测试数据有: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。但是智能传感器的出现为这个解决温度漂移和输出非线性补偿开辟了新的道路,就是因为其具有自补偿和计算功能。如此一来便可放宽传感器加工精密度的要求,而只需保证传感器的重复性良好即可,利用微处理器对测试得到的信号进行计算,用多次拟合和差值计算的方式对温度漂移和输出非线性的问题进行补偿,就可以获得较为精确的测量结果。

3.自检、自校、自诊断功能:普通传感器需要进行定期的检验和标定,确宝传感器在正常工作时具有足够的精确度,而这些检测和标定工作必须在实验室或检验部门完成,因此需从使用现场拆卸下来。而传感器如在测量工作中出现异常则不能及时在线进行诊断。智能传感器的出现让这种情况大为改观,其自诊断功能可以在电源接通时进行自检,以确定组件是否出现故障。智能传感器还可以根据使用时间,其微处理器利用存在EPROM内的计量特性数据对比校对,及时在线对传感器进行校正。

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。智能传感器的优势既是具有复合敏感功能,因此可以同时测量多种物理量和化学量,并给出较为全面的反映物质运动规律的信息。如复合液体传感器,可以同时测量介质的温度、流速、压力和密度。还有复合力学传感器,可以同时测量物体某一点的速度(速度传感器)、三维振动加速度(加速度传感器)、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,而其中的传感器有一定的智能功能,这样众多智能传感器和电路的集成就叫作集成智能传感器。

集成智能传感器主要有三个方面的优点:

1)较高信噪比:传感器检测或接收到的弱信号经过集成电路的放大后,再进行远距离传送,这样可以极大的提高信噪比。

2)改善性能:由于传感器与电路集成于同一芯片上,因此对于传感器的零漂、温漂和零位既可以通过自校单元定期进行自动校准,还能采用适当的反馈方式及时改善传感器的频响。

3)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,之后微处理器再按数字传输的几种形式对数字信号进行规一化,如并行、串行、频率、脉冲和相位等。