吉林大学：《传感器工程》硕士研究生课程PPT教学课件（讲稿）第六章 智能传感器

智能传感器 具有判断能力、学习能力的传感器 智能 传感器大致分为如下三种： >具有判断力的敏感装置 >具有学习能力的敏感装置 >具有创造能力的敏感装置

具有判断能力、学习能力的传感器 智能 传感器大致分为如下三种： ➢ 具有判断力的敏感装置 ➢ 具有学习能力的敏感装置 ➢ 具有创造能力的敏感装置 智能传感器

智能传感器 >从构成上看，智能式传感器是一个典型的以微处 理器为核心的计算机检测系统。 RAM 传感器1 多 程控 A/D ROM 放大 传感器2 路 器 器 微处 D/A 模拟量 输出 开 键盘及 串行通 关 显示器 理器 讯口 传感器n 电源 打印机

➢ 从构成上看，智能式传感器是一个典型的以微处 理器为核心的计算机检测系统。 智能传感器

智能传感器 智能式传感器特点： >同一般传感器相比，智能式传感器有 以下几个显著特点： >精度高 >稳定、可靠性好 >检测与处理方便 >功能广 >性能价格比高

智能式传感器特点： ➢ 同一般传感器相比，智能式传感器有 以下几个显著特点： ➢ 精度高 ➢ 稳定、可靠性好 ➢ 检测与处理方便 ➢ 功能广 ➢ 性能价格比高 智能传感器

智能传感器 精度高 >由于智能式传感器具有信息处理的功能，因此通 过软件不仅可以修正各种确定性系统误差（如传感 器输入输出的非线性误差、温度误差、零点误差、 正反行程误差等)，而且还可以适当地补偿随机误 差，降低噪声，从而使传感器的精度大大提高。 稳定、可靠性好： >它具有自诊断、自校准和数据存储功能，对于智 能结构系统还有自适应功能

精度高 ： ➢ 由于智能式传感器具有信息处理的功能，因此通 过软件不仅可以修正各种确定性系统误差(如传感 器输入输出的非线性误差、温度误差、零点误差、 正反行程误差等)，而且还可以适当地补偿随机误 差，降低噪声，从而使传感器的精度大大提高。 稳定、可靠性好： ➢ 它具有自诊断、自校准和数据存储功能，对于智 能结构系统还有自适应功能。 智能传感器

智能传感器 检测与处理方便： >它不仅具有一定的可编程自动化能力，可根据检 测对象或条件的改变，方便地改变量程及输出数 据的形式等，而且输出数据可通过串行或并行通 讯线直接送入远地计算机进行处理。 功能广： >不仅可以实现多传感器多参数综合测量，扩大测 量与使用范围，而且可以有多种形式输出（如 RS232串行输出，PI0并行输出，IEEE-488总线输 出以及经D/A转换后的模拟量输出等)

检测与处理方便： ➢ 它不仅具有一定的可编程自动化能力，可根据检 测对象或条件的改变，方便地改变量程及输出数 据的形式等，而且输出数据可通过串行或并行通 讯线直接送入远地计算机进行处理。 功能广： ➢ 不仅可以实现多传感器多参数综合测量，扩大测 量与使用范围，而且可以有多种形式输出(如 RS232串行输出，PIO并行输出，IEEE-488总线输 出以及经D/A转换后的模拟量输出等)。 智能传感器

智能传感器 性能价格比高： >在相同精度条件下，多功能智能式传感器与单一 功能的普通传感器相比，其性能价格比高，尤其 是在采用比较便宜的单片机后更为明显

性能价格比高： ➢ 在相同精度条件下，多功能智能式传感器与单一 功能的普通传感器相比，其性能价格比高，尤其 是在采用比较便宜的单片机后更为明显。 智能传感器

智能传感器 第一节概述 智能式传感器的概念与形式 20世纪80年代中期以来，随着微处理器 技术的迅猛发展并与传感器的密切结合，使传 感器不仅具有传统的检测功能，而且具有存储、 判断和信息处理的功能。由微处理器和传感器 相结合构成的新颖传感器，即智能式传感器 (Smart Sensor)。所谓智能式传感器就是 种以微处理器为核心单元的，具有检测、判断 和信息处理等功能的传感器

第一节 概述 智能式传感器的概念与形式 20世纪80年代中期以来，随着微处理器 技术的迅猛发展并与传感器的密切结合，使传 感器不仅具有传统的检测功能，而且具有存储、 判断和信息处理的功能。由微处理器和传感器 相结合构成的新颖传感器，即智能式传感器 （Smart Sensor）。所谓智能式传感器就是一 种以微处理器为核心单元的，具有检测、判断 和信息处理等功能的传感器。 智能传感器

智能传感器 > 智能式传感器包括传感器的智能化和智能传感器两种 主要形式。 >i 前者是采用微处理器或微型计算机系统来扩展和提高 传统传感器的功能，传感器与微处理器可为两个分立 的功能单元，传感器的输出信号经放大调理和转换后 由接口送人微处理器进行处理。 直屋借凳赘杰罐警罰言信灵悠夺阀， 即形成大规模集成电路的智能传感器。 >智能传感器具有多功能、一体化、集成度高。体积小、 适宜大批量生产、使用方便等优点，它是传感器发展 的必然趋势，它的发展将取决于半导体集成化工艺水 平的进步与提高。然而，，目前广泛使用的智能式传感 器，主要是通过传感器的智能化来实现的

➢ 智能式传感器包括传感器的智能化和智能传感器两种 主要形式。 ➢ 前者是采用微处理器或微型计算机系统来扩展和提高 传统传感器的功能，传感器与微处理器可为两个分立 的功能单元，传感器的输出信号经放大调理和转换后 由接口送人微处理器进行处理。 ➢ 后者是借助于半导体技术将传感器部分与信号放大调 理电路、接口电路和微处理器等制作在同一块芯片上， 即形成大规模集成电路的智能传感器。 ➢ 智能传感器具有多功能、一体化、集成度高。体积小、 适宜大批量生产、使用方便等优点，它是传感器发展 的必然趋势，它的发展将取决于半导体集成化工艺水 平的进步与提高。然而，目前广泛使用的智能式传感 器，主要是通过传感器的智能化来实现的 智能传感器

智能传感器 >近几年来 人级提芜衽國美怎望警案：半葉屋 将传感元件、 材料中，使材料或结构具有自感知、自诊断、 制技术、人工智能、信息处理和材料学等 多种 适应的智能能力。智能结构涉及到传感技术、， 科写技术，是当今国内外竞相研究开发的跨世纪 前沿科技。对此，本章将作简要介绍

➢ 近几年来，人们提出了智能结构的概念，也就是 将传感元件、致动元件以及微处理器集成于基底 材料中，使材料或结构具有自感知、自诊断、自 适应的智能能力。智能结构涉及到传感技术、控 制技术、人工智能、信息处理和材料学等多种学 科与技术，是当今国内外竞相研究开发的跨世纪 前沿科技。对此，本章将作简要介绍。 智能传感器

智能传感器 智能式传感器的构成与特点 从构成上看，智能式传感器是一个典型的以微处 理器为核心的计算机检测系统。它一般由图1所示的几 个部分构成： 同一般传感器相比，智能式传感器有以下几个显著 特点： (1)精度高由于智能式传感器具有信息处理的功 能，因此通过软件不仅可以修正各种确定性系统误差 (如传感器输人输出的非线性误差、温度误差、零点 误差、正反行程误差等)，而且还可以适当地补偿随 机误差，降低噪声，从而使传感器的精度大大提高。 (2)稳定、可靠性好它具有自诊断、自校准和数 据存储功能，对于智能结构系统还有自适应功能

智能式传感器的构成与特点 从构成上看，智能式传感器是一个典型的以微处 理器为核心的计算机检测系统。它一般由图1所示的几 个部分构成： 同一般传感器相比，智能式传感器有以下几个显著 特点： （1）精度高 由于智能式传感器具有信息处理的功 能，因此通过软件不仅可以修正各种确定性系统误差 （如传感器输人输出的非线性误差、温度误差、零点 误差、正反行程误差等），而且还可以适当地补偿随 机误差，降低噪声，从而使传感器的精度大大提高。 （2）稳定、可靠性好 它具有自诊断、自校准和数 据存储功能，对于智能结构系统还有自适应功能。 智能传感器