智能传感器的特点与功能

智能传感器是一种带有微处理器，兼有信息检测、信号处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器。其实质是用微处理器形成一个智能化的数据采集处理系统，实现人们需要的功能。其最大的特点是将传感器信息检测的功能与微处理器的信息处理功能有机融合在一起。具体地说，凡是在同一壳体内既有传感元件，又有信号预处理电路和微处理器，就构成了智能传感器。也可以将传感器、微处理器等集成在同一硅片上实现集成一体化的智能传感器。

图10.19所示为一种智能压力传感器的结构。

图10.19　智能压力传感器的结构

1）智能传感器的基本功能

智能传感器与传统传感器相比，不仅在物理层次上进行分析设计，而且更重要的是有数据处理或软件算法，使传感器增加了以下新功能：

①自补偿功能。例如，非线性、温度误差、响应时间、噪声、交叉耦合干扰以及时漂补偿等。

②自诊断功能。例如，在接通电源时进行自检，在工作中实现运行检查及诊断测定，以确定哪一组件有故障等。由于智能化传感器具有自补偿能力和自诊断能力，所以传感器的精度、稳定性、重复性和可靠性都得到提高。

③信息存储和记忆功能。例如，可以存储传感器工作的日期、时间、空间位置坐标、校正数据等。

④数字量的输出或总线式输出功能。

⑤双向通信功能。微处理器和传感器之间具有双向通信功能，构成闭环工作模式，这是智能传感器的标志之一。在网络化分布式测控系统中，可远程对传感器实施量程以及组合状态控制，使其成为一个受控的灵巧检测节点，而传感器又可通过网络节点把信息反馈给测控中心。(www.xing528.com)

2）智能传感器的特点

（1）精度高

智能传感器有多项功能来保证它的高精度，例如：通过自动校零去除零点误差；与标准参考基准实时对比以自动进行整体系统标定；自动进行系统误差校正；通过对采集的大量数据进行统计处理以消除随机误差的影响等，从而保证了智能传感器的高精度。

（2）高可靠性与高稳定性

智能传感器能自动补偿因工作条件与环境参数发生变化后引起的系统特性的漂移，例如：温度变化而产生的零点和灵敏度的漂移；在被测参数变化后能自动调整量程；能实时进行系统的自检验，分析和判断所采集到数据的合理性，并给出异常情况的应急处理（报警或故障提示）。

（3）高信噪比与高分辨率

由于智能传感器具有数据存储、记忆与信息处理功能，通过软件数字滤波和相关分析等处理，可去除输入数据中的噪声，将有用信号提取出来；通过数据融合和神经网络技术，可消除多参数状态下交叉灵敏度的影响，从而保证在多参数状态下对特定参数测量的分辨率，故智能传感器具有高的信噪比与高的分辨率。

（4）自适应性强

智能传感器具有判断、分析与处理功能，能根据系统工作情况决策各部分的供电情况以及与上位计算机的数据传送速率，使系统工作在最优低功耗状态并优化传送速率。

（5）性价比高

智能传感器所通过与微处理器结合，采用集成电路工艺以及强大的软件来实现高性能，具有很高的性价比。智能化设计是传感器传统设计中的一次革命，是传感器的发展趋势。世界各国正在利用智能技术研究开发各种类型的智能传感器。