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集成传感器主讲人：赵娟娟

大规模集成电路对传感器的影响学习内容集成传感器的特点集成方式

传感器技术

新型传感器高精度大量程高可靠性低功耗微型化

集成化多功能智能化

集成化可以使传感器降低成本、改善性能、提高可靠性、减小体积、接口灵活。新型传感器智能化可以使传感器将“感知”和“认知”结合起来，起到类似人的五官感觉功能的作用。

大规模集成电路的发展和日益成熟，提供了大量价格低廉、使用方便的微型处理器和存储器电路。

第一：传感器向固体化、半导体化和集成化方向的发展。?功能强而价格低的计算机系统在各方面的广泛使用，特别在工业自动控制、机器人技术和自动检测等方面的应用，要求有大量精度高、尺寸小和价格低廉的传感器与之相适应。大规模集成电路对传感器的影响

计算机直接接收从传感器输出的信号要求传感器的输出直接是电学量

传感器固体化半导体化集成化

第二：传感器制造工艺的革新?目前的集成电路技术可提供高精度的细微加工技术，高密度的器件集成，制造工艺的严格一致性和高可靠性。为传感器制造工艺的革新提供了有力的手段。大规模集成电路对传感器的影响

第三：集成传感器的形成?集成电路的发展为制造传感器提供了许多成熟的材料。特别是半导体硅材料已能较自由地为人们所利用，它有许多适宜制造传感器的性质，并制成了实用的传感器。大规模集成电路对传感器的影响

硅材料制作的半导体传感器?具有固体传感器?可以把一些集成电路与传感器制作在一起，构成的传感器集成电路简称为集成传感器。

集成电路的大规模化不仅对传感器提出了集成化的要求，也为传感器的集成化提供了应用基础和技术基础。集成传感器的发展使大规模集成电路能更好地发挥出它的优越性，因而也促进了大规模集成电路的发展。大规模集成电路对传感器的影响

集成传感器的特点成本低小型化方便改善性能可靠性高增加接口的灵活性好

传感器的集成方式传感器的集成化是一个由低级到高级，由简单到复杂的发展过程。

传感器的集成方式在集成技术还不能把传感器和全部处理器电路集成在一起时，人们总是先选择一些较基本、较简单而集成化后可以为传感器性能带来最大好处的电路，先把它们和传感器集成在一起。

几种集成方式1、各种调节电路和补偿电路与传感器集成电源电压调整电路把电源稳压电路和传感器集成在一起，不仅降低了传感器对外部电源的要求，使用更加方便，而且输出信号的稳定性也得到了改善。温度补偿电路把温度补偿电路与传感元件集成在同一芯片上，那么补偿电路就能很好地感知传感元件的温度，可取得较好的补偿效果。

?在元件传感器分立的情况下，对温度的补偿是通过外部感温元件的补偿电路;?传感器的实际温度和外部感温元件不能很好地跟随。

?由于温度灵敏性比较高是一般半导体传感器的主要问题，因此，良好的温度补偿具有重要的意义。

几种集成方式2、信号放大和阻抗变换电路与传感器集成对于改善信号的信噪比，抑制外来干扰的影响有很大的好处。在没有集成时传感器输出的电信号要经过传输线馈送到信号处理电路，传输线往往是噪声和干扰的一个来源，在传感器输出信号弱和传感器输出阻抗高的情况下，传输线上的干扰会对传输信号有很大的影响。

几种集成方式2、信号放大和阻抗变换电路与传感器集成对于改善信号的信噪比，抑制外来干扰的影响有很大的好处。在集成传感器中由于把放大电路、阻抗变换电路和传感元件集成在一起，传感元件产生的信号经放大和阻抗变换后再经过传输线馈送到后面的信号处理电路作进一步处理，传输线上干扰的影响会被大大地削弱。

?把放大器和阻抗变换电路与传感元件集成在一起，对改善系统的信噪比有很大好处。

几种集成方式3、信号数字化电路与传感器集成把模拟信号变换成数字信号也可以改善抗干扰能力。在集成度有困难的情况下，可以在芯片上先把模拟信号变换成一定频率的交变信号，再把交变信号变成数字信号。为了适应控制系统的要求，也常把传感器的输出变换成开关两种状态的输出以实现控制。当被测信号强度高于某一阈值时，输出从一个状态变换到另一个状态。

把模拟信号数字化一般要用到A/D转换器。

几种集成方式4、多传感器的集成利用集成技术还可以把多个相同类型的传感器或多个不同类型的传感器集成在一起。多个相同类型的传感器集成在一起时，可通过比较各个传感器的测量结果，去除性能异常或失效器件的测量结果，也可以对正常工作器件的测量结果求平均值以改善测量精度。把多个功能不同的传感器集成在一起，可以同时进行多个参数的测量。还可以对这些参数的测量结果进行综合处理，得到一个反映被测系统整体状态的参数。

为了克服被测信号在阈值附近受干扰而影响输出状态，通常把一个施密特触发器和开关电路集成在一起。

几种集成方式4、多传感器的集成利用集成技术还