传感器-电子科技大学.PPTVIP

智能传感器 一.智能传感器发展的历史背景 本章小结 1.什么是智能传感器？ 2.智能传感器有什么功能？ 3.智能传感器特点有哪些？ 4、集成化智能传感器的几种形式 （1）初级形式 初级形式就是组成环节中没有微处理器单元，只有敏感单元与（智能）信号调理电路，二者被封装在一个外壳里。这是智能传感器系统最早出现的商品化形式，也是最广泛使用的形式，也被称为“初级智能传感器”（Smart Sensor）。从功能来讲，它只具有比较简单的自动校零、非线性的自动校正、温度自动补偿功能。这些简单的智能化功能是由硬件电路来实现的，故通常称该种硬件电路为智能调理电路。 （2）中级形式/自立形式 中级形式是在组成环节中除敏感单元与信号调理电路外，必须含有微处理器单元，即一个完整的传感器系统全部封装在一个外壳里的形式。它具有完善的智能化功能，这些智能化功能主要是由强大的软件来实现的。 （3）高级形式 高级形式是集成度进一步提高，敏感单元实现多维阵列化，同时配备了更强大的信息处理软件，从而具有更高级的智能化功能的形式。这时的传感器系统不仅具有完善的智能化功能，而且还具有更高级的传感器阵列信息融合功能， 或具有成像与图像处理等功能。 对于集成化智能传感器系统而言，集成化程度越高，其智能化程度也就越可能达到更高的水平。 电子科技大学 传感技术课程组 制作 * 一.智能传感器发展的历史背景 二.智能传感器的功能与特点 三.智能传感器概念与传感器系统 四.智能传感器实现的途径 本章小结 目 录 自动化（控制）系统框图 传感器、计算机及执行器的价格性能比 传统的传感器技术已达到其技术极限，其价格性能比不可能再有大的下降，在以下几方面存在严重的不足： 结构尺寸大，时间（频率）响应特性差； “输入—输出”特性存在非线性，且随时间而漂移； 参数易受环境条件变化的影响而漂移； 信噪比低，易受噪声干扰； 存在交叉灵敏度，选择性、分辨率不高。 现场总线是连接测控系统中各智能装置（包括智能传感器）的双向数字通信网络，其主要特点是： 1、传输数字信号 2、标准化 3、智能化  用数字信号取代原来的 4～20 mA标准模拟信号， 进而提高可靠性和抗干扰能力。这就要求传感器由可输 出 4～20 mA标准信号的变送器改变为带数字总线接口 并输出数字信号。所有现场传感器，通过数字总线接口 都方便地挂接在一条环形现场总线上。这样可以大大削 减现场与控制室（高/上位计算机）之间一对一的连接 导线，节约初期安装费用，大大简化整个系统的布线和 设计。 1、传输数字信号 这种节约对一个大型多点测量系统是很有意义的。 譬如： 一个电站 需要5000台传感器及其仪表； 一个钢铁厂 需要20000台传感器及其仪表； 大型石油化工厂 需要6000台传感器及其仪表； 大型发电机组 需要3000台传感器及其仪表； 一部汽车 需要30至100台传感器； 一架飞机 需要3600台传感器； … 总线采用统一标准，使系统具有开放性。不同厂家的产品，在硬件、软件、通信规程、连接方式等方面互相兼容、互换联用，既方便用户使用，又易于安装维修。不少大公司都推出了自己的现场总线标准，国际化的统一标准的工作正在加紧进行中。 2、标准化 采用智能与控制职能分散下放到现场装置的原则，现场总线网络的每一节点处安装的现场仪表应是“智能”型的，即安装的传感器应是“智能传感器”。在这种控制系统中，智能型现场装置是整个控制管理系统的主体。这种基于现场总线的控制系统，要求必须使用智能传感器， 而不是一般传统的传感器。 智能传感器代表了传感器的发展方向。这种智能传感器带有标准数字总线接口，能够自己管理自己。它将所检测到的信号经过变换处理后，以数字量形式通过现场总线与高/上位计算机进行信息通信与传递。 3、智能化 1、智能传感器的功能 概括而言，智能传感器的主要功能是： (1) 具有自校零、自标定、自校正功能； (2) 具有自动补偿功能； (3) 能够自动采集数据，并对数据进行预处理； (4) 能够自动进行检验、自选量程、自寻故障； (5) 具有数据存储、记忆与信息处理功能； (6) 具有双向通讯、标准化数字输出或者符号输出功能； (7) 具有判断、决策处理功能。 二.智能传感器的功能与特点 2、智能传感器的特点 与传统传感器相比，智能传感器