智能传感器技术.ppt

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1、智能传感器——原理、发展及其应用1目录0引言1常规传感器并非完美2智能传感器的定义与功能3智能传感器的特点4智能传感器的应用5智能传感器的发展与局限6结语20引言传感器是构建现代信息系统的重要组成部分。 现代信息技术的三大支柱：1.传感器技术（信息采集）——“感官”2.通信技术（信息传输）——“神经”3.计算机技术（信息处理）——“大脑”3《我国将制定24项传感器国家新标准》中国信息产业网2015.05.20随着新一轮工业革命的兴起，传感器产业市场前景不可估量。工信部电子元器件行业发展研究中心总工程师郭源生指出，未来5年内，全球传感器年复

2、合增长率预计将超过10%。2015年全球市场规模将达到1770亿美元，受可穿戴、智能制造技术发展加快和全球经济复苏等因素影响，市场需求可能出现更大幅度增长。与巨大的市场需求相比，现阶段我国市场主要应用的传感器绝大部分仍然依赖进口，主流市场产品依赖国外配套的情况尤为突出。与国外相比，我国企业在产品品质、工艺水平、生产装备、企业规模、市场占有率和综合竞争能力等方面仍不能与国外同类企业抗衡。同国际先进水平相比，新品研制仍落后5~10年，而产业化规模生产技术工艺则落后10~15年。41常规传感器并非完美1）能够被准确标定是所有传感器必备的优良特性。然

3、而，传感器一旦被实际使用，往往就很难甚至不能再对其进行手工标定。52）没有性能始终不变的传感器！传感器性能会随时间发生变化，这种现象被称为漂移。和标定一样，有些情况比其他情况对漂移的容限要求更严格，除非我们通过某种方式来补偿漂移，否则传感器的性能就会随时间而发生变化，这些都是我们不希望发生的。3）工作环境的影响实际上，没有脱离环境因素的设备。当环境因素造成的影响比较小的时候，我们更倾向于简化系统从而不考虑这些，但传统的传感器似乎更乐于给使用者增加工作量。64）信号调理电路这部分硬件的作用在于将所监控的物理量转化为其他系统可用的量。该电路往往是

4、专用的或者是唯一的，这意味着通用性差。5）物理空间的限制一般来说，传感器距离监控系统越远，检查信号的质量越差。常规传感器通常需要在物理空间上靠近接收检测信号的监控系统，长长的信号传输线是让人讨厌的。76）其他限制结构尺寸大，故时间（频率）响应特性差输入输出特性存在非线性信噪比低，容易受干扰存在交叉灵敏度，选择性、分辨率不高业界人员：我也早觉得有研发新型传感器的必要了←_←7）性价比82智能传感器的定义及功能2.1智能传感器的定义目前，关于智能传感器的中、英文称谓尚未完全统一。英国人将智能传感器称为“IntelligentSensor”；美国人

5、则习惯于把智能传感器称作“SmartSensor”，直译就是“灵巧的、聪明的传感器”。所谓智能传感器，就是带微处理器的，兼有信息检测、信息处理、信息记忆与逻辑判断功能的传感器。9智能传感器的最大特点就是将传感器检测信息的功能与微处理器的信息处理功能有机地融合在一起。从一定意义上讲，它具有类似于人工智能的作用。需要指出，这里讲的“带微处理器”包含两种情况：1）将传感器与微处理器集成在一个芯片上构成所谓的“集成智能传感器”或者“单片智能传感器”2）传感器能够协同微处理器进行工作，即“传感器的智能化”。二者均属于智能传感器，虽然技术实现上有不同，但

6、是对基本原理进行理解时不用区别。10世界上第一个智能传感器是美国霍尼韦尔（Honeywell）公司在1983年开发的ST3000系列智能压力传感器。它具有的多参数传感(差压、静压和温度)与智能化的信号调理功能。最近，该公司还相继开发出ST3000－900/2000等系列的新产品，使之功能进一步完善。目前，ST3000系列智能压力传感器在全世界的销量已突破50万只，深受广大用户的青睐。112.2智能传感器的功能1）具有自校准和自诊断功能。智能传感器不仅能自动检测各种被测参数，还能进行自动调零、自动调平衡、自动校准，某些智能传感器还能自标定功能。

7、122）具有数据存储、逻辑判断和信息处理功能，能对被测量进行信号调理或信号处理（包括对信号进行预处理、线性化，或对温度、静压力等参数进行自动补偿等）。133）具有组态功能，使用灵活。在智能传感器系统中可设置多种模块化的硬件和软件，用户可通过微处理器发出指令，改变智能传感器的硬件模块和软件模块的组合状态，完成不同的测量功能。144）具有双向通信功能，能直接与微处理器（μP）或单片机（μC）通信。153智能传感器与传感系统的特点1）高精度智能传感器采用自调零、自补偿、自校准等多项新技术，能达到高精度指标。162）宽量程智能传感器的测量范围很宽，并

8、具有很强的过载能力。例如，美国ADI公司：ADXRS300型单片偏航角速度陀螺仪集成电路测量转动物体的偏航角速度的范围是±300°/s。只需并联一只设定电阻，即可将