文档介绍：《智能传感器》
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2015年12月
《智能传感器》
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2015年12月
目录
摘要 4
1. 前言 5
2. 智能传感器概述 5
智能传感器定义 5
智能传感器的功能 6
自补偿和计算 6
自诊断功能 7
复合敏感功能 7
强大的通讯接口功能 7
自学****和适应功能 7
模拟和数字输出功能 8
数值处理功能 8
信息存储和记忆功能 8
人机对话功能 8
软件组态功能 8
智能传感器的性能特点 8
高精度 8
宽量程 9
高可靠性与高稳定性 9
高信噪比与高分辨率 9
强自适应性 9
高性价比 9
灵活性强 9
集中的控制 9
3. 智能传感器结构及封装形式 10
智能传感器的结构 10
智能传感器的封装 11
封装定义及目的 11
封装形式的实例 11
4. 智能传感器的实现技术 13
非集成化实现 13
集成化实现 13
混合实现 13
5. 智能传感器的应用与发展趋势 14
国内外应用情况 14
在汽车领域的应用 14
在气体分析方面的应用 15
在航天航空领域的应用 16
在通信方面的应用 16
在医学方面的应用 17
智能传感器发展趋向 18
6. 智能传感器实例——硅压阻式智能压力传感器 18
硅压阻式智能压力传感器基本原理 18
硅压阻式智能压力传感器温度特性 19
硅压阻式智能压力传感器温度补偿 21
硬件补偿 21
软件补偿 21
硅智能压力传感器特性分析 25
静态特性 25
动态特性 26
7. 结束语 28
8. 参考文献 28
摘要
智能传感器是一种带微处理器的,兼有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器,是传感器技术的主要发展方向之一,也是一门涉及多种学科的综合技术,其强大的信号处理功能以及高性价比的特点使其能够应用于各个领域之中,它的产生极大地推动了自动化领域的发展,在一定程度上引领了许多新兴产业的发展。本文主要阐述了智能传感器的功能、特点,更对其结构、封装形式、进行研究,举例深入阐述智能传感器敏感元件的温度特性以及温度补偿方法,探讨了智能传感器在各领域中的应用及其未来的发展趋向。
关键词:智能传感器;温度漂移;温度补偿;应用
前言
传感器(sensor)一词来自拉丁语sentire,意思是“觉察,领悟”。传感器的作用就是对诸如热、光、力、声、运动等物理的或化学的刺激作出反应。传感器感受被测量后定量地将其转化成电信号,信号调理电路对该信号进行放大、调制等处理,再由变送器转化成适于记录和显示的形式输出。传感器以及传感器系统可以使我们对周围环境有足够的了解和警觉,也可以对我们的健康和环境进行持续监控,并带来平安。而随着系统自动化程度和复杂性的增加,对传感器的精度、可靠性、响应速度等要求越来越高,传统的传感器由于功能单一、体积大,其性能和工作容量已不能满足需要,必须发展新型传感器系统。
智能传感器概述
智能传感器定义
智能传感器的定义可以各不相同,但最基本的特征是将一个敏感元件与由微处理器所提供的数据处理功能相结合。换言之,智能传感器是作为基础部件的敏感元件与植入的人工智能的结合。传感器的信号被输入到微处理器后,后者对所输入的数据进行处理后再将信息传送到外部的使用者。本文所指的智能传感器系统的更全面描述可参见图2-1:一个完整的智能传感器系统必须包括对传感器的响应数据和其它数据的模式进行登录和处理的能力以及自备能源,同时有能力将富含信息的数据传输或显示给外部使用者。最基本的概念是将硅微处理器和传感技术集成在一起的智能传感器系统不仅能提供数据解析和个性化的输出,并且可以大大改进传感器系统的特性和功能。
图 21 智能传感器系统
智能传感器系统通常包含若干功能层:
具有不同感知功能的信号检测层、信号处理层、数据验证和解析层以及信号传输和显示层等。单个智能传感器系统中可包含多个传感器,每个传感器的操作参数如偏置电位及温度等可由系统的微处理器来设定。传感器元件与信号控制及调节平台之间的界面可同时提供激