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浅析智能传感器三种结构以及优势所在

来源:未知    日期:2017/08/09    浏览量:


        智能传感器的结构可以是集成的,也可以是分离式,按结构可以分为集成式、混合式和模块式三种形式。

        集成智能传感器,是指及将一个或多个敏感器件与微处理器、信号处理电路集成在同一硅片上,集成度高,体积小。这种集成的传感器在目前的技术水平下还很难实现。将传感器和微处理器、信号处理电路作在不同的芯片上,则构成混合式的智能传感器。目前这类结构较多。

        智能传感器最早应用在航天领域。宇宙飞船中需要测量大量参数,有反映运行轨道的速度、加速度、姿态、方位等参数,有反映宇航员生存环境的温度、湿度、气压、空气成分等参数,因此需要大量的传感器。这些大量的原始数据若直接送到计算机中,无疑会增加主计算机的负担,影响处理速度。

        为提高效率和可靠性,采用分布处理的方法,即将这些数据先经过各自的处理系统进行预处理,然后再传送至主机进行集中处理。这就是在美国宇航局开发宇宙飞船时所开发的智能传感器。

        由于智能传感器和多功能传感器的功能强,集成度高,体积小,因此可以大大减少传感器的数量和连接电缆线的重量,这恰是导弹、卫星、宇宙飞船等飞行器所需要的,所以它们在航空航天领域中起着非常重要的作用。

        在工业生产中,随着生产过程自动化的发展,采集的数据越来越多,需要使用大量传感器和计算机,特别是需要智能传感器。另外,智能传感器和多功能传感器在机器人中也有广阔的应用前景,如视觉、触觉、力觉传感器等。特别是智能机器人,需要根据采集的信息进行识别、判断、决策。

        智能传感器是一个以微处理器为内核扩展了外围部件的计算机检测系统。相比一般传感器,智能传感器有以下四个优势:

        1、提高了传感器的精度
  智能式传感器具有信息处理功能,通过软件不仅可修正各种确定性系统误差(如传感器输入输出的非线性误差、服度误差、零点误差、正反行程误并等)而且还可适当地补偿随机误差、降低噪声,大大提高了传感器精度。

  2、提高了传感器的可靠性
  集成传感器系统小型化,消除了传统结构的某些不可靠因素,改善整个系统的抗干扰件能;同时它还有诊断、校淮和数据存储功能(对于智能结构系统还有自适应功能),具有良好的稳定性。

  3、提高了传感器的性能价格比
  在相同精度的需求下,多功能智能式传感器与单一功能的普通传感器相比,性能价格比明显提高,尤其是在采用较便宜的单片机后更为明显。

  4、促成了传感器多功能化
  智能式传感器可以实现多传感器多参数综合测量,通过编程扩大测量与使用范围;有一定的自适应能力,根据检测对象或条件的改变,相应地改变量程反输出数据的形式;具有数字通信接口功能,直接送入远地计算机进行处理;具有多种数据输出形式(如Rs232串行输批,PIO并行输出,IEE-488总线输出以及经D/A转换后的模拟量输出等),适配各种应用系统。