智能傳感器是為了代替人和生物體的感覺(jué)器官并擴(kuò)大其功能而設(shè)計(jì)制作出來(lái)的一種裝置。人和生物體的感覺(jué)有兩個(gè)基本功能一是檢測(cè)對(duì)象的有無(wú)或檢測(cè)變換對(duì)象發(fā)生的信號(hào);另一是進(jìn)行判斷、推理、鑒別對(duì)象的狀態(tài)。前者稱為“感知”,而后者稱為“認(rèn)知”。一般傳感器只有對(duì)某一物體精確“感知”的本領(lǐng),而不具有“認(rèn)識(shí)”(智慧)的能力。智能傳感器則可將“感知”和“認(rèn)知”結(jié)合起來(lái),起到人的“五感”功能的作用。
什么是智能傳感器?至今尚無(wú)公認(rèn)的科學(xué)定義,但是,很多人認(rèn)為智能傳感器是將“傳感器與微型計(jì)算機(jī)組裝在一塊芯片上的裝置”?;蛘哒J(rèn)為智能傳感器是將“一個(gè)或致個(gè)敏感元件和信號(hào)處理器集成在同一塊硅或砷化鋒芯片上的裝置”。顯然,這種定義過(guò)于狹窄。
美國(guó)宇航局Langleg研究中心的Brckenridgc和Husson等人認(rèn)為智能傳感器需要具備下列條件:
(1)由傳感器本身消除異常值和例外值,提供比傳統(tǒng)傳感器更全面、更真實(shí)的信息;
(2)具有信號(hào)處理(例如包括溫度補(bǔ)償、線性化等)功能;
(3)隨機(jī)整定和自適應(yīng);
(4) 具有一定程度的存儲(chǔ)、識(shí)別和自診斷功能;
(5)內(nèi)含特定算法并可根據(jù)需要改變。
不論哪一種定義都說(shuō)明了智能傳感器的主要特征就是敏感技術(shù)和信息處理技術(shù)的結(jié)合。也就是說(shuō),智能傳感器必須具備“感知”和“認(rèn)知”的能力。如要具有信息處理能力,就必然要使用計(jì)算機(jī)技術(shù);考慮到智能傳感器體積問(wèn)題,自然只能使用微處理器等。
在信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,傳感器的智能化和多功能化將成為傳感器發(fā)展的重要方向。和傳統(tǒng)的傳感器相比,智能化傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、具有邏輯判斷、統(tǒng)計(jì)處理功能??蓪?duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和修正,還可進(jìn)行線性、非線性、溫度、噪聲、響應(yīng)時(shí)間、交叉感應(yīng)以及緩慢漂移等的誤差補(bǔ)償,提高了測(cè)量準(zhǔn)確度。
2、具有自診斷、自校準(zhǔn)功能??稍诮油娫磿r(shí)進(jìn)行開(kāi)機(jī)自檢,可在工作中進(jìn)行運(yùn)行自檢,并可實(shí)時(shí)自行診斷測(cè)試以確定哪一組件有故障,提高了工作可靠性。
3、具有自適應(yīng)、自調(diào)整功能。可根據(jù)待測(cè)物理量的數(shù)值大小及變化情況自動(dòng)選擇檢測(cè)量程和測(cè)量方式,提高了檢測(cè)適用性。
4、具有組態(tài)功能??蓪?shí)現(xiàn)多傳感器、多參數(shù)的復(fù)合測(cè)量,擴(kuò)大了檢測(cè)與使用范圍。
5、具有記憶、存儲(chǔ)功能??蛇M(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的隨時(shí)存取,加快了信息的處理速度。
6、具有數(shù)據(jù)通訊功能。智能化傳感器具有數(shù)據(jù)通訊接口,能與計(jì)算機(jī)直接聯(lián)機(jī),相互交換信息,提高了信息處理的質(zhì)量。計(jì)算機(jī)軟件在智能傳感器中起著舉足輕重的作用。由于“電腦”的加入,智能傳感器可通過(guò)各種軟件對(duì)信息檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行管理和調(diào)節(jié),使之工作在最佳狀態(tài),從而增強(qiáng)了傳感器的功能,提升了傳感器的性能。此外,利用計(jì)算機(jī)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)硬件難以實(shí)現(xiàn)的功能,因?yàn)橐攒浖娌糠钟布山档蛡鞲衅鞯闹谱麟y度。