现代智能传感器综述

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1、智能传感器的主要功能和应用发展院系：物理工程学院专业：测试计量技术与仪器姓名：代啟林学号：201312131581日期：2013年10月10日摘要智能传感器的功能是通过模拟人的感官和大脑的协调动作，结合长期以来测试技术的研宄和实验经验而提出来的，是一个相对独立的智能单元。它的出现使得原本对硬件性能的苛刻耍求有所降低，而依靠软件来帮助传感器，可以使其性能大幅度提高。关键词：智能传感器：嵌入式软件：补偿计算：自动校验1引言目前，国际传感器领域己对“smartsenor”。定义形成了基本共识，但中文译法尚未形成定论，本文

2、所用的“智能传感器”仅为引用。智能传感器从其功能来说是具有一种或多种敏感功能，能够充成信号探测、变换处理、逻辑判断、功能计算和双向通讯，内部可实现自检、自校、自补偿、自诊断以及具备以下部分功能或全部功能的器件。从使用的角度来讲传感器的准确度、稳定性和可靠性至关一奉耍。长期以来研宄工作大都集中在硬件方面，虽然人们不断利用新材料研制敏感器件，改进传感器芯片的制造工艺方法来提高芯片的质量以及通过外电路补偿方法来改善传感器的线性度、稳定性和输出漂移，但都没有根本性的突破［11。20世纪70年代，微处理取得举世瞩日的成就带来

3、厂数字化的革命，对仪器仪表的发展起到了巨大的推动作用。如90年代的虚拟仪器(vxi)飞速发展，使以微型计算机为基础的测控系统都需耍传感器来提供赖以作出实时决策的数据。随着系统自动化程度的提高和复杂性的增加，对传感器的综合精度、稳定可靠性和响应要求越来越高。传统的传感器因其功能单，八十年代末期，人们又将微机械加工技术应用到传感器，从而产生新概念传感器“smartSensor”，或称为“智能传感器”。2智能传感器的主要功能智能传感器的功能是通过模拟人的感官和大脑的协调动作，结合长期以来测试技术的研宄和实际经验而提出来的

4、口是一个和对独立的智能单元，它的出现对原来硬件性能的苛刻要求有所减轻，而靠软件帮助来使传感器的性能大幅度提高口智能传感器通常可以实现以下功能：2.1复合敏感功能我们观察周围的自然现象，常见的信号有声、光、电、热、力和化学等。敏感元件测讯一般通过两种方式:直接和间接的测量。而钾能传感器異有复合功能,能够同时测量多种物理量和化学最，给出能够较全面反映物质运动规律的信息。如美国加利弗尼业大学研制的复合液体传感器，可同时测量介质的温度、流速、压力和密度。美国EG&GICSensor公司研制的复合力学传感器，可同时测量物体某

5、一点的三维振动加速度、速度、位移等。2.2自补偿和计算功能多年来，从事传感器研制的工程技术人员一直为传感器的温度漂移和输出非线性作大量的补偿工作，但都没有从根本上解决问题。而智能传感器的自补偿和计算功能为传感器的温度漂移和非线性补偿开辟犷新的道路。这样，放宽传感器加工精密度要求。只要能保证传感器的重复性好，利用微处理器对测试的信号通过软件计算，采用多次拟合和差值计算方法对漂移和非线性进行补偿，从而能获得较为精确的测讯结果12］。2.3自检、自校。自诊断功能普通传感器需要定期检验和标定，以保证它布正常使用时足够的准确

6、度，这些工作一般要求将传感器从使用现场拆卸送到实验室或检验部门进行，对于在线测最传感器出现异常则。不能及时诊断。采用智能传感器时，情况则大有改观。首先是，自诊断功能在电源接通时进行自检，诊断测试以确定组件有无故障。其次，根据使用时Ilk可以在线迸行较正，微处理器利用存在lzY12}M内的士卜晕特性数据进行对比校义对。2.4信息存储和传输功能随着全智能集散控制系统(Smartdistributedsystem)的飞速发展，对智能单元要求具备通信功能，用通信网络以数字形式进行双向通信，这也是智能传感器关键标志之。智能传

7、感器通过测试数据传输或接收指令来实现各项功能。如增益的设置、补偿参数的设置、内检参数设置，测试数据输出等。3智能化传感器的应用现状目前，虽然尚处于研究开发阶段，但各领域己出现了一些实用的智能传感器。3.1在汽车领域的应用到目前为止，最成功的智能传感器足为规模化生产的汽车工业开发的智能传感器，在汽车女全行驶系统、车身系统、智能交通系统等领域的应用己经比较广泛。例如：轮胎压力监测系统(TPMS)用来监测汽车轮胎压力和温度的一种监测系统f31。一个TPMS有4至5个RTPM模块；中央监视器接收到RTPM模块发射的信号，并

8、将各个轮胎的温度和压力数据显示在屏幕上，以供驾驶者参考。如果轮胎的温度或压力出现异常，中央监视器可根据异常情况，发出不同的报警信号，提醒驾驶者采取一定的措施。TPMS对防比重大交通事故的积极作用，以及随着军队对汽车主动安全性耍求的提高，该系统将在民用及军队拥有广阔的发展空间。3.2在气体分析方而的应用在环境监测领域，智能传感器己经有了不少典型的应用案例。在2