智能傳感器的定義與應用

傳感器的定義和分類

定義：傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件(如光、熱、濕度)或化學組成(如煙霧)，并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。

分類：

按被測物理量傳感器類型可劃分為：溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、加速度傳感器、轉矩傳感器等。

按照其用途傳感器類型可劃分：壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液面傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、熱敏傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器。

 

傳感器的特點：

在科學技術領域、工農業生產以及日常生活中，傳感器發揮著越來越重要的作用。人類社會對傳感器提出的越來越高的要求是傳感器技術發展的強大動力，而現代科學技術突飛猛進則提供了堅強的后盾。隨著科技的發展，傳感器也在不斷的更新發展。未來傳感器將依照人們的需要更好的服務方向發展。

未來的傳感器必須具有：智能化、微型化、多功能化、綠色化、高靈敏化、網絡化等優良特征。

 

傳感器發展有幾大方向：

1、 智能化：傳感器與微處理機相結合，使之不僅具有檢測功能，還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷、以及“思維"等人工智能，就稱之為傳感器的智能化。借助于半導體集成化技術把傳感器部分與信號預處理電路、輸入輸出接口、微處理器等制作在同一塊芯片上，即成為大規模集成智能傳感器?？梢哉f智能傳感器是傳感器技術與大規模集成電路技術相結合的產物，它的實現將取決于傳感技術與半導體集成化工藝水平的提高與發展。這類傳感器具有多能、高性能、體積小、適宜大批量生產和使用方便等優點，可以肯定地說，是傳感器重要的方向之一。

2、 微型化：由于計算機技術的發展，輔助設計(CAD)技術和集成電路技術迅速發展，微機電系統(MEMS)技術應用于傳感器技術，從而引發了傳感器微型化。

3、 無線網絡化：隨著通訊技術的發展，無線技術的廣泛應用，無線技術也應用到傳感器中。在航天技術中，我們通過衛星把傳感器的采集數據發回地面，從而了解到太空中的所有情況。

4、 納米傳感器：納米技術的發展，為傳感器提供了優良的敏感材料，納米技術中的關鍵技術STM，研究對象向納米尺度過度的MEMS技術等。推動了傳感器的制作水平，拓寬了傳感器的應用領域。

5、 多功能化：傳感器的多功能化也是其發展方向之一。所謂多功能化的典型實例，美國某大學傳感器研究發展中心研制的單片硅多維力傳感器可以同時測量3個線速度、3個離心加速度(角速度)和3個角加速度。主要元件是由4個正確設計安裝在一個基板上的懸臂梁組成的單片硅結構，9個正確布置在各個懸臂梁上的壓阻敏感元件。多功能化不僅可以降低生產成本，減小體積，而且可以有效的提高傳感器的穩定性、可靠性等性能指標。

 

智能傳感器的應用：

無線網絡傳感器是一種集傳感器、控制器、計算能力、通信能力于一身的嵌入式設備。它們跟外界物理環境交互，將收集到的信息通過傳感器網絡傳送給其它的計算設備，如傳統的計算機等。隨著傳感器技術、嵌入式計算技術、通信技術和半導體與微機電系統制造技術的飛速發展，制造微型、彈性、低功耗的無線網絡傳感器己逐漸成為現實。無線網絡傳感器一般集成一個低功耗的微控制器(MCU)以及若千存儲器、無線電/光通信裝置、傳感器等組件，通過傳感器、動臂機構、以及通信裝置和它們所處的外界物理環境交互。一般說來，單個傳感器的功能是非常有限的，但是當它們被大量地分布到物理環境中，并組織成一個傳感器網絡，再配置以性能良好的系統軟件平臺，就可以完成強大的實時跟蹤、環境監測、狀態檢測等公能。

 

智能傳感器的主要功能

l 能夠完成對信號的采集、變換能、邏輯判斷、功能計算；

l 具有搭建同類和不同類多個傳感器的復合能力；

l 能實現內部自檢測、自診斷、自校正、自補償；

l 能與其他系統實現單向或雙向通訊；

l 提供離散輸出或模擬輸出；

l 極大地提高了傳感器輸出的一致性、重復性、穩定性、準確性及可靠性；

l 使應用開發更簡便、經濟、快速，具備良好的兼容性；

l 允許用戶的控制程序下載至智能化傳感器；

l 具備在線標定和校準能力；

l 具備傳感器休眠功能；

l 具有自我學習功能。