2018-07-05 15:02:53分類:行業(yè)資訊6603
作為人類獲取信息的工具,傳感器是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分。傳統(tǒng)意義上的傳感器輸出的多是模擬量信號(hào),本身不具備信號(hào)處理和組網(wǎng)功能,需連接到特定測(cè)量儀表才能完成信號(hào)的處理和傳輸功能。智能傳感器能在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對(duì)原始數(shù)據(jù)的加工處理,并且可以通過標(biāo)準(zhǔn)的接口與外界實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,以及根據(jù)實(shí)際的需要通過軟件控制改變傳感器的工作,從而實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。由于使用標(biāo)準(zhǔn)總線接口,智能傳感器具有良好的開放性、擴(kuò)展性,給系統(tǒng)的擴(kuò)充帶來了很大的發(fā)展空間。
智能傳感器的結(jié)構(gòu)組成
智能傳感器系統(tǒng)主要由傳感器、微處理器及相關(guān)電路組成,如圖所示。傳感器將被測(cè)的物理量、化學(xué)量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào),送到信號(hào)調(diào)制電路中,經(jīng)過濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換后送達(dá)微處理器。微處理器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析處理后,一方面通過反饋回路對(duì)傳感器與信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量過程的調(diào)節(jié)和控制;另一方面將處理的結(jié)果傳送到輸出接口,經(jīng)接口電路處理后按輸出格式、界面定制輸出數(shù)字化的測(cè)量結(jié)果。微處理器是智能傳感器的核心,由于微處理器充分發(fā)揮各種軟件的功能,使傳感器智能化,大大提高了傳感器的性能。
智能傳感器的特點(diǎn)
精度高
智能傳感器可通過自動(dòng)校零去除零點(diǎn),與標(biāo)準(zhǔn)參考基準(zhǔn)實(shí)時(shí)對(duì)比自動(dòng)進(jìn)行整體系統(tǒng)標(biāo)定、非線性等系統(tǒng)誤差的校正,實(shí)時(shí)采集大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,消除偶然誤差影響,保證智能傳感器的高精度。
高可靠性與高穩(wěn)定性
智能傳感器能自動(dòng)補(bǔ)償因工作條件與環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化而引起的系統(tǒng)特性的漂移,如環(huán)境溫度、系統(tǒng)供電電壓波動(dòng)而產(chǎn)生的零點(diǎn)和靈敏度的漂移;在被測(cè)參數(shù)變化后能自動(dòng)變換量程,實(shí)時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)自我檢驗(yàn)、分析、判斷所采集數(shù)據(jù)的合理性,并自動(dòng)進(jìn)行異常情況的應(yīng)急處理。
高信噪比與高分辨力
由于智能傳感器具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記憶與信息處理功能,通過數(shù)字濾波等相關(guān)分析處理,可去除輸入數(shù)據(jù)中的噪聲,自動(dòng)提取有用數(shù)據(jù);通過數(shù)據(jù)融合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可消除多參數(shù)狀態(tài)下交叉靈敏度的影響。
強(qiáng)自適應(yīng)性
智能傳感器具有判斷、分析與處理功能,它能根據(jù)系統(tǒng)工作情況決策各部分的供電情況、與高/上位計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸速率,使系統(tǒng)工作在最優(yōu)低功耗狀態(tài)并優(yōu)化傳輸效率。
較高的性能價(jià)格比
智能傳感器具有的高性能,不是像傳統(tǒng)傳感器技術(shù)那樣通過追求傳感器本身的完善、對(duì)傳感器的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)與調(diào)試、進(jìn)行“手工藝品”式的精雕細(xì)琢來獲得的,而是通過與微處理器/微計(jì)算機(jī)相結(jié)合,采用廉價(jià)的集成電路工藝和芯片以及強(qiáng)大的軟件來實(shí)現(xiàn)的,所以具有較高的性能價(jià)格比。
智能傳感器的主要功能
智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動(dòng)作,結(jié)合長期以來測(cè)試技術(shù)的研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而提出來的。是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的智能單元,它的出現(xiàn)對(duì)原來硬件性能的苛刻要求有所減輕,而靠軟件幫助來使傳感器的性能大幅度提高。