智能信息感知技术 课件 第三章 智能传感器信息感知技术.pptx

2024-07-231智能传感器技术——第三章 智能传感器信息感知技术

目录22024-07-233.1智能传感器定义智能传感器设计智能传感器校准智能传感器应用智能传感器的发展趋势

3.1智能传感器33.1.1智能传感器由来最初是美国宇航局在宇宙飞船的开发过程中形成的。为了解飞船在太空的飞行信息和控制舱内环境，使宇航员在飞船内能正常工作、生活和进行各种实验，飞船安装了大量的传感器。由于数据量巨大，希望传感器具有信息处理功能，传统传感器在功能、性能和工作容量方面不能满足这样的要求，便出现了智能传感器。智能传感器是传感器、计算机和通信技术结合的产物。普遍认为智能传感器是“将一个或多个敏感元件和信号处理器集成在同一芯片上的装置”和“是一种带微处理器并具有检测、判断、信息处理和记忆、逻辑思维等功能的传感器”2024-07-23

3.1智能传感器定义2024-07-2343.1.2智能传感器定义智能传感器的主要特征就是敏感技术和信息处理技术的结合，也就是它具有信息处理能力，而要具有这种能力，就必然要使用计算机技术，考虑到智能传感器的体积问题，当然只能使用微处理器。通常情况下，一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量，其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的。目前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(或微计算机)相结合而构成的,它充分利用计算机的计算和存储能力,对传感器的数据进行处理,并能对它的内部行为进行调节,使采集的数据最佳。

3.1智能传感器定义3.1.2智能传感器定义①人类智能2024-07-235②智能传感器人类通过眼睛、鼻子、耳朵和皮肤感知获得外部环境多重传感信息，这些传感信息在人类大脑中归纳、推理并积累形成知识与经验：当再次遇到相似外部环境时，人类大脑根据积累的知识、经验对环境进行推理判断，做出相应反应。智能传感器与人类智能相类似，其传感器相当于人类的感知器官，其微处理器相当于人类大脑，可进行信息处理、逻辑思维与推理判断，存储设备存储“知识、经验”与采集的有用数据。

3.1智能传感器定义63.1.3智能传感器系统框架关于智能传感器目前尚无统一定义。对智能传感器的中、英文称谓，目前也未统一。“IntelligentSensor”是英国对智能传感器的称谓，“SmartSensor”是美国对它的称谓。系统结构：系统主要由传感器、微处理器及相关电路组成。传感器本体是基础，核心是微处理器，系统结构一般如下图所示。结构可以是分离式的，也可以是集成式的。智能传感器原理图如下：2024-07-23

3.1智能传感器定义2024-07-233.1.3智能传感器系统框架7所示的智能称重传感器系统来认识智能传感器技术的功能特点。称重传感器将被测目标的重量转换为电信号，经过模-数转换为数字信号后输入单片机，此时测量的目标重量电信号受温度、非线性等因素的影响，并不能较准确地反映目标的真正重量。所以，智能称重传感器可以加入温度传感器测量环境温度，同样通过模-数转换为电信号输入单片机。存储设备中存储有用于非线性校正的数据。称重传感器测得的目标重量数据经过单片机进行计算处理、消除非线性误差，同时根据温度传感器测得的环境温度进行温度补偿、零点自校正、数据校正，并将处理后的数据存入存储设备中，还可以在显示设备上显示，以及通过RS-232，USB等接口与微型计算机进行数字化双向通信。可见，由于智能传感器引入了微处理器进行信息处理、逻辑思维、推理判断，使其除了传统传感器的检测功能外，还具有数据处理、数据存储、数据通信等功能，其功能已经延伸至仪器的领域，具有如下功能特点。

3.1智能传感器定义2024-07-2383.1.4智能传感器特点随着测控系统自动化、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。而智能传感器需要具备这样的功能：自补偿能力:通过软件对传感器的非线性、温度漂移、时间漂移、响应时间等进行自动补偿。自校准功能:操作者输入零值或某一标准量值后,自校准软件可以自动地对传感器进行在线校准。自诊断功能:接通电源后,可对传感器进行自检,检查传感器各部分是否正常,并可诊断发生故障的部件。数值处理功能:可以根据智能传感器内部的程序,自动处理数据,如进行统计处理,剔除异常值等。双向通信功能:微处理器和基本传感器之间构成闭环,微处理机不但接收、处理传感器的数据,还可将信息反馈至传感器,对测量过程进行调节和控制。信息存储和记忆功能。数字量输出功能:输出数字信号,可方便的和计