一智能传感器的结构和特性
传感器和人脸特征一样,也是收集信息的重要工具。它对科学技术的发展、国家安全和工业生产力至关重要。然而,作为“面部特征”的传感器的发展速度远远落后于作为“大脑”的计算机,因为它们的发展速度更快。
随着测控系统的自动化和智能化,传感器必须具有高精度、高可靠性、强稳定性、特定的数据处理能力,以及自检、自校准和自补偿。传统的传感器已经不能满足这样的要求。
此外,为了制造高性能传感器,仅增强材料工艺是具有挑战性的。为了弥补其不足,传感器技术必须与计算机技术相结合。微处理器(或微型计算机)和传感器的结合创造了强大的智能传感器,极大地改变了传感器技术。在其他国家被称为智能传感器或智能传感器(智能、警报、智能传感器)。此外,传统的传感器通常只测量一个参数,偶尔需要一个微小的多功能传感器来同时监测几个参数。来自几个国家的科学家最近专注于这一研究领域,并创造了一些多用途传感器。
01智能传感器
在当今国际科技界,智能传感器是一个热门研究领域,但目前还没有达成一致的描述。这两个词(智能传感器或智能传感器)统称为智能传感器,本文不涉及它们之间的区别。
目前,国内外的研究人员都倾向于认为传统的传感器和微处理器构成了智能传感器(或微型计算机)。为了最大限度地收集数据,设备的内部行为会发生变化。智能传感器具有以下功能:
(1) 自我补偿能力:
该软件自动补偿传感器的非线性、温度漂移、时间漂移、响应时间等。
(2) 自校准功能
操作员输入零值或某一标准值后,自校准软件可以在线自动校准传感器。
(3) 自我诊断功能
接通电源后,可以对传感器进行自检,检查传感器的各个部件是否正常,并可以诊断出故障部件。
(4) 数字处理功能
根据智能传感器内部的程序,可以对数据进行自动处理,如统计处理、异常值消除等。
(5) 双向通信功能
微处理器和基本传感器形成一个闭环。除了接收和处理传感器的数据外,微处理器还将信息发送回传感器,以便修改和调节测量过程。
(6) 信息存储和记忆功能
(7) 数字输出功能
输出一个连接到计算机或总线很简单的数字信号。
目前可用的智能传感器仅具有上述某些功能。虽然智能传感器包含数据处理、数据显示和测量信号调节(如滤波、放大和A/D转换),但传统传感器只能用作检测物理量变化的敏感部件。它几乎包含了仪器的所有功能。很明显,智能传感器的功能已经扩展到包括仪器仪表。
早期的智能传感器对其输出信号进行处理和转换,然后通过接口将其发送到CPU进行处理。为了在20世纪80年代为传感器提供一些人工智能,智能传感器主要使用微处理器作为其中央处理单元,并将接口电路、微电子计算机存储器,以及传感器信号调节电路到单个芯片上。该传感器现在可以实现小型化、结构集成、阵列型、数字型、易用性、操作简单、自诊断功能、存储器和信息处理功能、数据存储功能、多参数测量功能、网络通信功能,以及逻辑思维和判断功能,这要归功于20世纪90年代智能测量技术的进一步进步。
智能传感器可以大致分为三种类型:基于判断的传感器、基于学习的传感器和基于创造性的传感器。
02智能传感器的结构
传感器、微处理器(或微型计算机)和配套电路构成了智能传感器的大部分。