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傳感器被稱為電子設(shè)備的五官,在當(dāng)代人類的科學(xué)、生產(chǎn)、生活的各類社會(huì)實(shí)踐中發(fā)揮著非常重要的作用。然而,傳統(tǒng)的傳感器對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力極為有限,不能滿足很多場(chǎng)合下對(duì)大數(shù)據(jù)量、高運(yùn)算量的需求。隨著信息技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)、尤其是集成電路工藝的日臻精湛,推動(dòng)了集成智能傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展,智能傳感器的大面積普及成為了可能,成就了傳感器市場(chǎng)的一種新需求。
簡(jiǎn)單說來,智能傳感器就是一種具有信息處理功能的傳感器。智能傳感器包含了微處理機(jī),具有采集、處理、交換信息的能力,是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。智能傳感器能夠?qū)z測(cè)到的各種物理量?jī)?chǔ)存起來,并按照指令處理代表這些物理量的數(shù)據(jù),進(jìn)而創(chuàng)造出新的數(shù)據(jù)。智能傳感器內(nèi)部能夠進(jìn)行信息交流,并能自我判斷并決定數(shù)據(jù)的取舍,完成分析和統(tǒng)計(jì)計(jì)算等任務(wù)。
一、智能傳感器相較于傳統(tǒng)傳感器的優(yōu)勢(shì)
與耳熟能詳?shù)膫鹘y(tǒng)的傳感器相比,智能傳感器具有諸多的優(yōu)點(diǎn),例如通過軟件技術(shù)它可以實(shí)現(xiàn)高精度的信息采集,并且成本低廉、具有一定的可編程自動(dòng)化能力、功能多樣化等等。與傳統(tǒng)的傳感器相比,智能傳感器主要有下述這些優(yōu)點(diǎn);
提高了的傳感器精度:智能式傳感器具有信息處理功能,通過特設(shè)的專用軟件不僅可以修正各種確定性的系統(tǒng)誤差,而且還能夠適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償隨機(jī)誤差、降低噪聲,從而大大地提高了傳感器的精度。
提高了傳感器的可靠性:集成傳感器系統(tǒng)小型化,消除了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的某些不可靠因素,改善整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾件能; 同時(shí)它還有診斷、校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能(對(duì)于智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)還有自適應(yīng)功能),具有良好的穩(wěn)定性。
提高了傳感器的性能價(jià)格比:在相同精度的需求下,多功能智能式傳感器與單一功能的普通傳感器相比,性價(jià)比明顯提高,尤其是在采用較便宜的單片機(jī)后更為明顯。
促成了傳感器多功能化:智能式傳感器可以實(shí)現(xiàn)多傳感器多參數(shù)綜合測(cè)量,通過軟件擴(kuò)大測(cè)量與使用的范圍; 有一定的自適應(yīng)能力,如根據(jù)檢測(cè)對(duì)象或條件的改變,相應(yīng)地改變量程及輸出數(shù)據(jù)的形式; 具有數(shù)字通信接口功能,可將測(cè)量結(jié)果直接送到遠(yuǎn)場(chǎng)的中央控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理; 具有多種數(shù)據(jù)輸出形式,適配各種應(yīng)用系統(tǒng)。
簡(jiǎn)而言之,一個(gè)稱職的‘智能傳感器’是由微處理器驅(qū)動(dòng)的傳感器與儀表的集成,并且具有通信與診斷等功能。
二、智能傳感器的主要功能
1、自校零、自標(biāo)定、自校正、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ埽?/span>
2、能夠自動(dòng)進(jìn)行檢驗(yàn)、自選量程、自尋故障;
4、能夠自動(dòng)采集數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理;
3、具有判斷、決策處理功能;
5、具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記憶與信息處理功能;
6、具有雙向通訊、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出或者符號(hào)輸出功能。
三、智能傳感器的應(yīng)用
智能傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國(guó)防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域中。而在機(jī)器人領(lǐng)域,智能傳感器也有著廣闊的應(yīng)用前景,它的應(yīng)用使得機(jī)器人具有類人的五官和大腦功能,可感知各種現(xiàn)象,完成各種類人動(dòng)作。
在生產(chǎn)實(shí)踐中,傳統(tǒng)的傳感器無法對(duì)某些檢測(cè)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量處理的情況因?yàn)橹悄軅鞲衅鞯膽?yīng)用而成為現(xiàn)實(shí)。例如,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,內(nèi)置有智能傳感器的“葡萄糖手表”, 其外觀與普通手表無異。然而,戴上它就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)血糖的無采血、無疼痛的持續(xù)監(jiān)測(cè)。