1、智能傳感器

　　智能傳感器是當(dāng)今國際科技界研究的熱點，尚無統(tǒng)一的、確切的定義。本文不討論（In2telligentsensor或Smartsensor）兩個術(shù)語的區(qū)別，統(tǒng)稱為智能傳感器。

　　目前國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，智能傳感器是由傳統(tǒng)的傳感器和微處理器（或微計算機(jī)）相結(jié)合而構(gòu)成的，它充分利用計算機(jī)的計算和存儲能力，對傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并能對它的內(nèi)部行為進(jìn)行調(diào)節(jié)，使采集的數(shù)據(jù)最佳。智能傳感器的功能如下：

　　（1）自補(bǔ)償能力：通過軟件對傳感器的非線性、溫度漂移、時間漂移、響應(yīng)時間等進(jìn)行自動補(bǔ)償。

　?。?）自校準(zhǔn)功能：操作者輸入零值或某一標(biāo)準(zhǔn)量值后，自校準(zhǔn)軟件可以自動地對傳感器進(jìn)行在線校準(zhǔn)。

　?。?）自診斷功能：接通電源后，可對傳感器進(jìn)行自檢，檢查傳感器各部分是否正常，并可診斷發(fā)生故障的部件。

　?。?）數(shù)值處理功能：可以根據(jù)智能傳感器內(nèi)部的程序，自動處理數(shù)據(jù)，如進(jìn)行統(tǒng)計處理，剔除異常值等。

　?。?）雙向通信功能：微處理器和基本傳感器之間構(gòu)成閉環(huán)，微處理機(jī)不但接收、處理傳感器的數(shù)據(jù)，還可將信息反饋至傳感器，對測量過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。

　?。?）信息存儲和記憶功能。

　?。?）數(shù)字量輸出功能：輸出數(shù)字信號，可方便的和計算機(jī)或接口總線相連。

　　目前研制的智能傳感器只具有上述功能中的一部分。傳統(tǒng)的傳感器只能作為敏感元件，檢測物理量的變化，而智能傳感器則包括測量信號調(diào)理（如濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換等）、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)顯示等。它幾乎包括了儀器儀表的全部功能。可見智能傳感器的功能已延伸到儀器的領(lǐng)域。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能傳感器的功能將逐步增強(qiáng)，它將利用人工神經(jīng)網(wǎng)、人工智能、信息處理技術(shù)（如傳感器信息融合技術(shù)、模糊理論等），使傳感器具有更高級的智能，具有分析、判斷、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的功能，可以完成圖象識別、特征檢測、多維檢測等復(fù)雜任務(wù)。

　　2、智能傳感器的結(jié)構(gòu)

　　智能傳感器主要由傳感器、微處理器（或微計算機(jī)）及相關(guān)電路組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所

　　圖1智能傳感器原理框圖

　　傳感器將被測的物理量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，送到信號調(diào)理電路中，進(jìn)行濾波、放大、模-數(shù)轉(zhuǎn)換后，送到微計算機(jī)中。計算機(jī)是智能傳感器的核心，它不但可以對傳感器測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、存儲、數(shù)據(jù)處理，還可以通過反饋回路對傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于計算機(jī)充分發(fā)揮各種軟件的功能，可以完成硬件難以完成的任務(wù)，從而大大降低傳感器制造的難度，提高傳感器的性能，降低成本。

　　智能傳感器的結(jié)構(gòu)可以是集成的，也可以是分離式，按結(jié)構(gòu)可以分為集成式、混合式和模塊式三種形式。集成智能傳感器是將一個或多個敏感器件與微處理器、信號處理電路集成在同一硅片上，集成度高，體積小。這種集成的傳感器在目前的技術(shù)水平下還很難實現(xiàn)。將傳感器和微處理器、信號處理電路作在不同的芯片上，則構(gòu)成混合式的智能傳感器（HybridSmart2Sensor）。目前這類結(jié)構(gòu)較多。初級的智能傳感器也可以有許多互相獨立的模塊組成，如將微計算機(jī)、信號調(diào)理電路模塊、輸出電路模塊、顯示電路模塊和傳感器裝配在同一殼體內(nèi)，則組高，體積較大，但在目前的技術(shù)水平下，仍不失為一種實用的結(jié)構(gòu)形式。