智能传感器的原理框图

　　1、智能传感器

　　智能传感器是当今国际科技界研究的热点，尚无统一的、确切的定义。本文不讨论（In2telligentsensor或Smartsensor）两个术语的区别，统称为智能传感器。

　　目前国内外学者普遍认为，智能传感器是由传统的传感器和微处理器（或微计算机）相结合而构成的，它充分利用计算机的计算和存储能力，对传感器的数据进行处理，并能对它的内部行为进行调节，使采集的数据最佳。智能传感器的功能如下：

　　（1）自补偿能力：通过软件对传感器的非线性、温度漂移、时间漂移、响应时间等进行自动补偿。

　　（2）自校准功能：操作者输入零值或某一标准量值后，自校准软件可以自动地对传感器进行在线校准。

　　（3）自诊断功能：接通电源后，可对传感器进行自检，检查传感器各部分是否正常，并可诊断发生故障的部件。

　　（4）数值处理功能：可以根据智能传感器内部的程序，自动处理数据，如进行统计处理，剔除异常值等。

　　（5）双向通信功能：微处理器和基本传感器之间构成闭环，微处理机不但接收、处理传感器的数据，还可将信息反馈至传感器，对测量过程进行调节和控制。

　　（6）信息存储和记忆功能。

　　（7）数字量输出功能：输出数字信号，可方便的和计算机或接口总线相连。

　　目前研制的智能传感器只具有上述功能中的一部分。传统的传感器只能作为敏感元件，检测物理量的变化，而智能传感器则包括测量信号调理（如滤波、放大、A/D转换等）、数据处理以及数据显示等。它几乎包括了仪器仪表的全部功能。可见智能传感器的功能已延伸到仪器的领域。

　　随着科学技术的发展，智能传感器的功能将逐步增强，它将利用人工神经网、人工智能、信息处理技术（如传感器信息融合技术、模糊理论等），使传感器具有更高级的智能，具有分析、判断、自适应、自学习的功能，可以完成图象识别、特征检测、多维检测等复杂任务。

　　2、智能传感器的结构

　　智能传感器主要由传感器、微处理器（或微计算机）及相关电路组成，其结构框图如图1所

　　

　　图1智能传感器原理框图

　　传感器将被测的物理量转换成相应的电信号，送到信号调理电路中，进行滤波、放大、模-数转换后，送到微计算机中。计算机是智能传感器的核心，它不但可以对传感器测量数据进行计算、存储、数据处理，还可以通过反馈回路对传感器进行调节。由于计算机充分发挥各种软件的功能，可以完成硬件难以完成的任务，从而大大降低传感器制造的难度，提高传感器的性能，降低成本。

　　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（HybridSmart2Sensor）。目前这类结构较多。初级的智能传感器也可以有许多互相独立的模块组成，如将微计算机、信号调理电路模块、输出电路模块、显示电路模块和传感器装配在同一壳体内，则组高，体积较大，但在目前的技术水平下，仍不失为一种实用的结构形式。