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1.3.1 智能传感器的概念
传统的传感器多输出模拟信号,本身不具备信息处理和组网功能,需要连接特定的测量仪表以完成信号的处理和传输。智能传感器能在内部实现对原始数据的加工,可以通过标准接口与外界实现数据交换,并根据实际需要通过软件控制传感器工作,实现了智能化、网络化。由于使用标准总线接口,智能传感器具有良好的开放性、扩展性,为系统的扩充带来了很大空间。
智能传感器的概念最早由美国宇航局在研发宇宙飞船的过程中提出,并于1979年形成产品。宇宙飞船需要大量的传感器不断向地面或飞船中的处理器发送温度、位置、速度和姿态等数据,即使使用大型计算机也很难同时处理如此庞大的数据,何况飞船又有体积和重量限制。因此,他们希望传感器本身具有信息处理功能,于是将传感器与微处理器结合,形成了智能传感器。
智能传感器是一种能够对被测对象的某一信息具有感受、检出功能,能学习、推理判断和处理信号,并具有通信及管理功能的新型传感器。智能传感器有自动校零、标定、补偿、采集数据等功能,这些功能决定了智能传感器还具有较高的精度和分辨率、较高的稳定性及可靠性、较好的适应性,与传统传感器相比,还具有非常高的性价比。
早期的智能传感器将传感器的输出信号进行处理后,通过接口送到微处理器进行运算和处理;20世纪80年代,智能传感器以微处理器为核心,将传感器信号调节电路、微电子计算机存储器及接口电路集成到一块芯片上,使传感器具有一定的智能;20世纪90年代,智能测量技术的提高使传感器实现了微型化、结构一体化、阵列式、数字式,其使用方便、操作简单,具有自诊断功能、记忆与信息处理功能、数据存储功能、多参量测量功能、联网通信功能、逻辑思维及判断功能等。