智能傳感器及其發(fā)展方向

1、智能傳感器及其發(fā)展方向1、智能傳感器類型所謂智能傳感器就是由傳感器和微處理器 (或微計(jì)算機(jī)) 及相關(guān)的電路組成的傳感器。傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào), 然后送到信號(hào)調(diào)理電路中進(jìn)行濾波、放大、模一數(shù)轉(zhuǎn)換后, 送到微計(jì)算機(jī)中。計(jì)算機(jī)是智能傳感器的核心, 它不僅可以對(duì)傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)、處理, 還可以通過反饋回路對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于計(jì)算機(jī)充分發(fā)揮了各種軟件的功能, 可以完成硬件難以完成的任務(wù), 從而降低了傳感器的制造難度, 提高了傳感器的性能, 降低了成本。智能傳感器大體上可以分三種類型, 即具有判斷能力的傳感器; 具有學(xué)習(xí)能力的傳感器;具有創(chuàng)造能力的傳感器。2、智能傳感器的功能（

2、1）、自補(bǔ)償功能?？梢酝ㄟ^軟件對(duì)傳感器的非線性、溫漂、時(shí)漂、響應(yīng)時(shí)間等進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。（2）、自校準(zhǔn)功能。操作者輸入零值或某一標(biāo)準(zhǔn)量值后, 自校準(zhǔn)軟件可以自動(dòng)地對(duì)傳感器進(jìn)行在線校準(zhǔn)。（3）、自診斷功能。接通電源后, 可以對(duì)傳感器自檢各部分是否正常。在內(nèi)部出現(xiàn)操作問題時(shí), 能夠立即通知系統(tǒng)通過輸出信號(hào)表明傳感器發(fā)生故障, 并可診斷發(fā)生故障的部件。（4）、數(shù)值處理功能。根據(jù)內(nèi)部的程序自動(dòng)處理數(shù)據(jù), 例如進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理, 剔除異常數(shù)值等。（5）、雙向通信功能。智能傳感器的微處理器與傳感器之間構(gòu)成閉環(huán), 微處理器不但接收、處理傳感器的數(shù)據(jù), 還可以將信息反饋至傳感器, 對(duì)測(cè)量過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制, 它可以采

3、用一種可懂且可接受的方式與系統(tǒng)接口。（6）、信息存儲(chǔ)和記憶功能。（7）、數(shù)字量輸出功能。智能傳感器輸出數(shù)字信號(hào), 可以很方便地與計(jì)算機(jī)或接口總線相連。此外, 新興的智能傳感器技術(shù)還包括遙控設(shè)定、可編程序以及防止非法侵襲等特征, 在性能上更加完整和先進(jìn)。3、智能傳感器的種類智能傳感器按照其結(jié)構(gòu)可以分為三種。（1）、模塊式智能傳感器。這是一種初級(jí)的智能傳感器。它由許多互相獨(dú)立的模塊組成。將微計(jì)算機(jī)、信號(hào)調(diào)理電路模塊、輸出電路模塊、顯示電路模塊和傳感器裝配在同一殼體內(nèi), 便組成了模塊式智能傳感器。它的集成度低、體積大, 但是它是一種比較實(shí)用的智能傳感器。（2）、混合式智能傳感器。它是將傳感器和微處理

4、器、信號(hào)處理電路制作在不同的芯片上,由此便構(gòu)成了混合式智能傳感器。它作為智能傳感器的主要種類而廣泛應(yīng)用。（3）、集成式智能傳感器。這種傳感器是將一個(gè)或多個(gè)敏感器件與微處理器、信號(hào)處理電路集成在同一硅片上。它的結(jié)構(gòu)一般都是三維器件, 即立體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是在平面集成電路的基礎(chǔ)上一層一層向立體方向制作多層電路。它的制作方法基本上就是采用集成電路的制作工藝, 例如光刻、二氧化硅薄膜的生成、淀積多晶硅、激光退火, 多晶硅轉(zhuǎn)為單晶硅、PN結(jié)的形成等。最終是在硅襯底上形成具有多層集成電路的立體器件, 即敏感器件。同時(shí)制作微電腦電路芯片, 還可以將太陽能電池電源制作在其上面, 這樣便形成了集成式智能傳感器。

5、它具有人的大腦與五官相結(jié)合的功能。其智能化的程度是隨著集成化密度的增加而不斷提高的。今后, 隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展, 還將研制出更高級(jí)的集成式智能傳感器, 它完全可以做到檢測(cè)、邏輯和記憶等功能集成在一塊半導(dǎo)體芯片上, 同時(shí), 冷卻部分也可以制作在立體電路中, 利用帕耳貼效應(yīng)冷卻電路。4、智能傳感器的應(yīng)用近年來, 智能傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在航天、航空、國(guó)防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域中, 特別是隨著高科技的發(fā)展, 智能傳感器倍受青睬, 例如它在智能機(jī)器人的領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。智能傳感器如同人的五官, 可以使機(jī)器人具有各種感知功能。已經(jīng)實(shí)用化的智能傳感器有很多種類。例如智能檢測(cè)傳感器、智能流量傳感器、智能位置傳感器、智能壓力傳感器、智能加速度傳感器等。5、結(jié)論智能傳感器代表著傳感器發(fā)展總趨勢(shì), 它已經(jīng)受到了全世界范圍的矚目和公認(rèn), 因此,可以說智能傳感器是一種發(fā)展前景十分看好的新傳感器。今后, 隨著硅微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展,新一代的智能傳感器的功能將會(huì)