《智能传感器由来,分类,原理,前景.doc

简介（由来） 1.智能传感器（Intelligent sensor 或 Smart sensor）最初是由美国宇航局1978 年在开发出来的产品。宇宙飞船上需要大量的传感器不断向地面发送温度、位置、速度和姿态等数据信息，用一台大型计算机很难同时处理如此庞杂的数据，要不丢失数据，并降低成本，必须有能实现传感器与计算机一体化的灵巧传感器。智能传感器是指具有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维和判断功能的传感器。它不仅具有传统传感器的各种功能,而且还具有数据处理、故障诊断、非线性处理、自校正、自调整以及人机通讯等多种功能。它是微电子技术、微型电子计算机技术与检测技术相结合的产物。 早期的智能传感器是将传感器的输出信号经处理和转化后由接口送到微处理机部分进行运算处理。80年代智能传感器主要以微处理器为核心,把传感器信号调节电路、微电子计算机存贮器及接口电路集成到一块芯片上,使传感器具有一定的人工智能。90年代智能化测量技术有了进一步的提高,使传感器实现了微型化、结构一体化、阵列式、数字式,使用方便和操作简单、具有自诊断功能、记忆与信息处理功能、数据存贮功能、多参量测量功能、联网通信功能、逻辑思维以及判断功能。 2.随着微处理器技术的迅猛发展及测控系统自动化、智能化的发展，要求传感器准确度高、可靠性高、稳定性好， 而且具备一定的数据处理能力，并能够自检、自校、自补偿。传统的传感器已不能满足这样的要求。另外，为制造高性能的传感器，光靠改进材料工艺也很困难，需要利用计算机技术与传感器技术相结合来弥补其性能的不足。计算机技术使传感器技术发生了巨大的变革，微处理器(或微计算机)和传感器相结合，产生了功能强大的智能式传感器。 定义 1.所谓智能传感器(intelligent sensor或smart sensor)，就是一种带有微处理器的兼有检测、判断与信息处理功能的传感器。智能传感器的最大特点就是将传感器检测信息的功能与微处理器的信息处理功能有机融合在一起，从一定意义上讲，它具有类似于人工智能的作用。 2.所谓智能传感器（smart sensor），最早由美国宇航局（NASA）在80年代提出，定义为带有微处理器的，兼有信息检测和信息处理、逻辑思维与判断功能的传感器。其最大特点就是将信息检测和信息处理功能结合在一起。 原理 1. 分类（实现方式） 1.非集成化实现 在传统传感器的信号处理电路后面加上具有数据总线接口的微处理器后构成智能化传感器。 2．集成化实现 是指借助于半导体技术将传感器部分与信号放大调理电路、接口电路和微处理器等制作在同一块芯片上，因此也可称为集成智能传感器。 3．混合实现 优点 (1) 自补偿和计算 利用智能传感器的计算功能对传感器的零位和增益进行校正，对非线性和温度漂移进行补偿。这样，即使传感器的加工不太精密，通过智能传感器的计算功能也能获得较精确的测量结果。 (2) 自校正和自诊断 智能传感器通过自检软件，能对传感器和系统的工作状态进行定期或不定期的检测，诊断出故障的原因和位置并作出必要的响应，发出故障报警信号，或在计算机屏幕上显示出操作提示 3）复合敏感功能 集成化智能传感器能够同时测量多种物理量和化学量，具有复合敏感功能，能够给出全面反映物质和变化规律的信息。 （4）接口功能 由于传感器中使用了微处理器，其接口容易实现数字化与标准化，可方便地与一个网络系统或上一级计算机进行接口，这样就可以由远程中心计算机控制整个系统工作。 （5）显示报警功能 集成化智能传感器通过接口与数码管或其他显示器结合起来，可选点显示或定时循环显示各种测量值及相关参数。测量结果也可以由打印机输出。此外，通过与预设上下限值的比较还可实现超限值的声光报警功能。 （6）数字通讯功能 集成化智能传感器可利用接口或智能现场通讯器（SFC）来交换信息。 前景 智能化传感器是传感器技术未来发展的主要方向。在今后的发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。 物理机理的再认识 多传感器数据融合技术 微传感器系统 网络传感器 虚拟传感器 人工智能传感器 智能微尘传感器