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一、概述 1、智能传感器的概念与形式 混合型 （1）概念 由微处理器和传感器相结合构成的新型传感器，即为：智能式传感器。 （2） 形式 非集成化 集成化 §3.14智能传感器 它是一种以微处理器为核心单元 ，具 有检测、判断和信息处理等功能的传感器。 ——传感器与微处理器为两个独立单元。 ——传感器、接口电路，微处理器集成在同一芯片上。 ——将传感器、接口电路，微处理器、执动元件集为一体。 2、智能传感器结构特点 智能式传感器，包括测量信号的调理（如滤波、放大，A/D转换等）、数据的处理、数据的显示以及自校自检自补偿等功能。 （1）与传统的传感器比较： 传统的传感器，只能作为敏感元件，检测物理量的变化; 是一个典型的以微处理器为核心的计算机检测系统。 §3.14智能传感器 一、概述 （2）结构： * 图为智能式传感器的原理框图 §3.14智能传感器 2、智能传感器结构特点 一、概述 传感器1 传感器2 传感器n 放大器 放大器 放大器 多 路 转 换 开 关 A/D 键盘及 显示器 微 处 理 器 打印机 RAM ROM D/A 串行 通信口 模拟量 输出 … … * （3）特点 如： （1）通过自动校零去除零点； （2）与标准参考基准实时对比以自动进行整体系统标定； （3）自动进行整体系统的非线性等系统误差的校正； （4）通过对采集的大量数据的统计处理以消除偶然误差的影响。 精度高 §3.14智能传感器 2、智能传感器结构特点 一、概述 表现在：由多项功能来保证它的高精度。 * 表现在：能自动补偿工作条件与环境参数发生变化后引起的系统特性的漂移。 高可靠性与高稳定性 §3.14智能传感器 （3）特点 2、智能传感器结构特点 一、概述 如： （1）温度变化而产生的零点和灵敏度的漂移； （2）在被测参数变化后能自动改换量程； （3）能实时自动进行系统的自我检验，分析、判断所采集到的数据的合理性，并给出异常情况的应急处理（报警或故障提示）。 * 高信噪比与高分辨率 因：智能式传感器具有数据存储、记忆与信息处理功能， 它能通过软件进行数字滤波、相关分析等处理，可以去除输人数据中的噪声，将有用信号提取出来； 通过数据融合、神经网络技术，可以消除多参数状态下交叉灵敏度的影响，从而保证在多参数状态下对特定参数测量的分辨能力。 故：智能式传感器具有高的信噪比与高分辨率。 §3.14智能传感器 （3）特点 2、智能传感器结构特点 一、概述 为什么？ * 原因：微处理器和基本传感器之间可构成闭环，微处理器不但接收、处理传感器的数据，还可将信息反馈至传感器，对测量过程进行调节和控制。 双向通信功能 §3.14智能传感器 （3）特点 2、智能传感器结构特点 传感器1 传感器2 传感器n 放大器 放大器 放大器 多 路 转 换 开 关 A/D 键盘及 显示器 微 处 理 器 打印机 RAM ROM D/A 串行 通信口 模拟量 输出 … … * §3.14智能传感器 检测与处理方便 输出数据可以通过串行或并行通信线直接送人异地计算机实现远程监测。 （3）特点 2、智能传感器结构特点 输出可以有多种形式（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）。 功能广 * §3.14智能传感器 因为：智能式传感器是通过与微处理器／微计算机结合，采用价格低廉的集成电路工艺和芯片以及强大的软件来实现其高性能的。 所以：在相同精度条件下，与传统的传感器相比，其性能价格比高。 性能价格比高 （3）特点 2、智能传感器结构特点 一、概述 * 二、非集成化智能传感器实例 （以压阻式压力传感器智能化为例进行介绍） §3.14智能传感器 问题引入： 压阻式压力传感器虽然应用广泛，但它的测量准确度受非线性和温度的影响很大，如何解决？ 解决办法：对其进行智能化处理，利用单片机对其非线性和温度变化产生的误差进行修正，即可得到满意效果。 1、 硬件结构框图 * 压力传感器 温度传感器 放大器 放大器 多 路 转 换 开 关 A/D 扩展 单 片 机 键盘 显示器 打印机 二、非集成化智能传感器实例 （以压阻式压力传感器智能化为例进行介绍） §2.14智能传感器 1、 硬件结构框图 压力测量 测量环境温度 3～5V 的电压信号 将根据单片机发出的命令选择一路信号送到A/D转换器 将输入的模拟信号转换为数字信号后送人单片机 根据已定程序进行工作 * 压力传感器 温度传感器 放大器 放大器 多 路 转 换 开 关 A/D 扩展 单 片 机 键盘 显示器 打印机 二、非集成化智能传感器实例