传感器是一种可以将特定物理量(如光、声音、压力、温度、振动、湿度、速度、加速度、特定化学成分或气体的存在、运动、灰尘颗粒的存在等)转换为电信号来检测、测量或指示它们的装置。当传感器感知并发送信息时,执行器被激活并开始运作。执行器接收信号并设置其所需的动作,以便能在环境中采取行动。
智能传感器是指能够对外界环境信息进行感知、采集并自主判断、分析和处理的智能化传感器件。智能传感器具有信息采集、处理、交换、存储和传输功能的多元件集成电路,是集传感器、通信模块、微处理器、驱动与接口,以及软件算法于一体的系统级器件,具有自学习、自诊断和自补偿能力,以及感知融合和灵活的通信能力。
与一般传感器相比,智能传感器具有如下优点:
自检、自校准和自诊断:自诊断功能在接通电源时进行自检,并通过诊断测试来确定组件是否出现故障。此外,还可以根据使用时间在线修正,微处理器利用存储的测量特性数据进行比对验证。
感应融合:智能传感器可同时测量多个物理量和化学量,给出能更全面反映物质运动规律的信息。例如,融合液体传感器可以同时测量介质的温度、流量、压力和密度。如何机械传感器可以同时测量物体某一点的三维振动加速度、速度、位移等。
精度高:智能传感器具有信息处理功能,不仅可以通过软件校正各种确定性系统误差,还可以适当补偿随机误差、降低噪声,从而大大提高传感器精度。
可靠性高:集成的传感器系统消除了传统结构的一些不可靠因素,提高了整个系统的抗干扰性能。同时还具有诊断、校准和数据存储功能,稳定性好。
性价比高:在同等精度要求下,多功能智能传感器的性价比明显高于功能单一的普通传感器,尤其是在集成更便宜的微控制器之后。
功能多样化:智能传感器可实现多传感器多参数综合测量,通过编程扩大测量和使用范围;具有一定的自适应能力,可根据检测对象或条件的变化,相应地改变输出数据的范围形式;具有数字通讯接口功能,可直接发送到远程计算机进行处理;具有多种数据输出形式,适用于各种应用系统。
信号归一化:传感器的模拟信号通过放大器归一化,然后通过模数转换器转换成数字信号。微处理器又以串行、并行、频率、相位和脉冲等多种数字传输形式进行数字归一化。