上海交通大学：《智能传感器系统》课程教学资源（PPT课件）智能传感器的发展及应用

第三章 智能传感器的发展及应用 1

1 第三章 智能传感器的发展及应用

0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)一“感官” 2.通信技术（信息传输） —“神经” 3.计算机技术（信息处理)一“大脑” 2

2 0 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

目前，传感器正从传统的分立式，朝着单片集成化、智 能化、网络化、系统化的方向发展。 据光电行业开发协会(OIDA)作出的最新预测， 在2003年~2006年期间，智能传感器的国际市场销售量将 以每年20%的高速度增长。 智能传感器可广泛用于工业、农业、商业、交通、环境 监测、医疗卫生、军事科研、航空航天、现代办公设备和 家用电器等领域。 3

3 目前，传感器正从传统的分立式，朝着单片集成化、智 能化、网络化、系统化的方向发展。 据光电行业开发协会（OIDA）作出的最新预测， 在2003年～2006年期间，智能传感器的国际市场销售量将 以每年20％的高速度增长。 智能传感器可广泛用于工业、农业、商业、交通、环境 监测、医疗卫生、军事科研、航空航天、现代办公设备和 家用电器等领域

1智能传感器的定义及功能 1.1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“Intelligent Sensor”;美国人则习惯于把智能传感器称作 “Smart Sensor”,直译就是“足巧的、聪明的传感 器” 所谓智能传感器，就是带微处理器、兼有信息 检测和信息处理功能的传感器 4

4 1 智能传感器的定义及功能 1.1 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“I n t e lli g e n t S e n s o r ” ；美国人则习惯于把智能传感器称作 “Smart Sensor” ，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、兼有信息 检测和信息处理功能的传感器

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“单片智能传感器” (2)传感器能够配微处理器。 显然，后者的定义范围更宽，但二者均属于智能 传感器的范畴。 5

5 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“单片智能传感器” （2）传感器能够配微处理器。 显然，后者的定义范围更宽，但二者均属于智能 传感器的范畴

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$T3000一 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。 6

6 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

1.2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

7 1.2 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

(2)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)。 8

8 （2）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）

(3)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。 9

9 （3）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

(4)具有双向通信功能，能直接与微处理 器(uP)或单片机(uC)通信。 10

10 （4）具有双向通信功能，能直接与微处理 器（μP）或单片机（ μC ）通信